Porque a Terra e a Lua estão sempre juntas?

A Força Gravitacional

Ao observarmos o movimento dos corpos celestes vemos que eles não são objetos errantes que seguem trajetórias quaisquer no espaço. Todos eles, sem excessão, percorrem órbitas bem determinadas obedecendo a leis gerais que são válidas em todo o Universo. Isto é importante por nos indicar que os corpos celestes estão sob a ação de forças que os mantém em suas órbitas. Melhor ainda, sabemos que os objetos na Terra interagem e conhecemos as leis que regem essas interações.

Observamos que ao usarmos a primeira lei de Newton e aplicarmos uma força sobre um corpo qualquer, uma pedra por exemplo, atirando-a para cima ela retorna à Terra. Por que isso acontece? Se a única força atuante sobre a pedra fosse o atrito com o ar que forma a nossa atmosfera, a pedra diminuiria a sua velocidade até parar e permaneceria flutuando no ar. No entanto, isso não ocorre. A pedra volta para a superfície da Terra. Uma situação tão simples quanto essa nos mostra que a Terra está exercendo algum tipo de força que atrai a pedra de volta para ela. O mesmo tipo de interação deve ocorrer entre todos os corpos celestes e a ela damos o nome de interação gravitacional.

A descoberta da lei que nos mostra de que maneira os corpos celestes interagem foi feita por Isaac Newton. Aplicando uma ferramenta matemática que ele havia recentemente desenvolvido, chamada fluctions e que hoje é conhecida como "cálculo diferencial", à órbita da Lua em torno da Terra, Newton foi capaz de determinar que a força da gravidade deve depender do inverso do quadrado da distância entre a Terra e a Lua. 

Ao mesmo tempo, hoje sabemos que, segundo a Terceira Lei de Newton, uma vez que a gravidade é uma força exercida por um corpo sobre outro ela deve atuar de modo recíproco entre as duas massas envolvidas. 

A Teoria da Gravitação de Isaac Newton 
Newton deduziu então que:

"A força de atração gravitacional entre dois corpos de massas M e m é diretamente proporcional ao produto de suas massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que os separa".

Para transformar a proporcionalidade em igualdade Newton introduziu uma "constante de proporcionalidade" na sua equação. Esta constante de proporcionalidade é a constante de gravitação de Newton, representada pela letra G e que tem o valor

G = 6,67 x 10-8 dinas centímetro2/grama2

Na equação acima "dina" é uma unidade de medida de forças. Ela corresponde a gramas.centímetro/segundo2. Uma outra unidade de força também comumente usada é o "newton" que equivale a quilograma.metro/segundo2.

Pela lei da gravitação universal a força de atração gravitacional entre a Terra e a Lua é dada por

onde G é a constante gravitacional, M é a massa da Terra, m é a massa da Lua, e d é a distância entre a Terra e a Lua.

Observações:
- a gravidade é a mais fraca entre todas as forças fundamentais.

- a gravidade é uma força de longo alcance. Veja, na equação acima, que não há qualquer limite para o valor de d, que é a distância entre os corpos.

- a gravidade é uma força somente atrativa. Não existe repulsão gravitacional.

É por causa dessas características que a gravidade domina várias áreas de estudo na astronomia. É a ação da força gravitacional que determina as órbitas dos planetas, estrelas e galáxias, assim como os ciclos de vida das estrelas e a evolução do próprio Universo. 

No final das contas, Terra e Lua se esforçam para ficar sempre juntinhas! hehehe 

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FONTES
Tirinha: Safely Endangered
Informações: Curso de Astrofísica Geral do Observatório Nacional 
Todos os direitos reservados aos autores.

Interferência da radiação ultravioleta no surgimento da vida em outros planetas

A formação de moléculas complexas para o início da vida na Terra usou energia da radiação ultravioleta (UV), que bombardeava o nosso planeta ainda sem camada de ozônio. Mas, dependendo da intensidade, a radiação UV pode ajudar ou ser prejudicial para a origem da vida. 

Ilustração de um planeta como a Terra antes da vida ou uma camada de ozônio.

Cada vez mais os astrônomos estão focados em encontrar um planeta com condições para abrigar vida como conhecemos. Uma publicação no “The Astrophysical Journal”, apresentou uma modelagem planetária computacional que examina a interferência da radiação UV a partir de diferentes tipos de estrelas e as chances de vida em planetas não muito longe daqui. 

Com o constante avanço tecnológico nos telescópios e a próxima geração de missões, cientistas da pesquisa realizada na Universidade de Cornell nos Estados Unidos, acreditam que veremos todos os tipos de planetas extrassolares em todos os estágios da evolução. Pensando nas próximas descobertas, esse estudo se baseou em 4 modelos parecidos com diversas épocas do nosso planeta. 

O primeiro modelo escolhido foi um mundo sem vida, semelhante aos primórdios da Terra, com uma atmosfera dominada pelo dióxido de carbono a cerca de 3,9 milhões de anos atrás. O segundo retrata um planeta experimentando o primeiro oxigênio atmosférico e o processo de biossíntese a 2 bilhões de anos. Um outro modelo é semelhante ao início da vida multicelular a cerca de 800 milhões de anos atrás, onde o oxigênio era cerca de 10 por cento do nível atual. Por último, um mundo semelhante ao nosso planeta atualmente. 

A modelagem é muito mais complexa do que simplesmente expor um planeta a uma quantia fixa de radiação. Não é apenas a intensidade da radiação UV que tem impacto biológico, mas deve levar em conta também o comprimento de onda. 

Para o desenvolvimento do modelo, os cientistas consideraram somente estrelas da faixa espectral do tipo F ao tipo M (estrelas mais frias), descartando as estrelas mais quentes, uma vez que queimam rapidamente não contribuindo para a evolução da vida multicelular. 

Tabela com temperatura média superficial das estrelas de acordo com a Classificação Estrelar.

O estudo mostrou que as estrelas frias encontradas recentemente produzem menos radiação que afeta formas de vida. Nos modelos computacionais, a medida que os níveis de oxigênio aumentava, menos radiação UV atingia o solo a partir de estrelas mais quentes. Isso porque esses planetas tinham uma densa camada de ozônio.  

Os autores concluíram que, antes da vida surgir, um planeta semelhante à Terra, orbitando a estrela mais brilhante do modelo, receberia 6 vezes a radiação biologicamente eficaz, como no início do Sol e 3.520 vezes os níveis de UV do sistema Sol-Terra atual. Já um planeta que orbita uma anã vermelha recebeu 300 vezes menos radiação biologicamente eficaz e cerca de 2 vezes os níveis do Sol-Terra atual, mesmo antes do surgimento de vida e da camada de ozônio. 

Esse estudo é fundamental para identificarmos os possíveis planetas que podem abrigar vida, analisando não somente o planeta isolado, mas todo o sistema em que esta envolvido. 

Fonte: IFLScience, Geocities, Wikipedia.

A primeira Jornada de Astronomia GEDAI

A primeira edição da Jornada de Astronomia GEDAI aconteceu em Timóteo, no teatro da Fundação APERAM, nos dias 26 e 27 de junho, e contou com a presença de vários palestrantes de diversas áreas, que vieram compartilhar conosco um pouco de suas experiências, nos permitindo um novo olhar para a astronomia, envolvendo pesquisa, ensino e astronomia amadora.

Não pôde comparecer? A gente traz um resumo do que aconteceu...

Os Profs. Leonardo Gabriel e Weber Feu, do CEFET-MG

A abertura da Jornada foi feita pelos professores Leonardo Gabriel e Weber Feu, idealizadores e coordenadores do evento, que contaram um pouco da trajetória e perspectiva dos projetos de extensão universitária GEDAI e Astronomia no Vale do Aço. O GEDAI é a iniciativa intercampi de estudo de astronomia, que pretende abranger todas as unidades do CEFET em Minas Gerais. O Astronomia no Vale do Aço é o programa de extensão pioneiro em estudo e difusão da astronomia. Por ser o primeiro grupo do tipo na instituição, foi o anfitrião da primeira jornada.

Leonardo Gabriel e o GEDAI

Weber Feu e o Astronomia no Vale do Aço

O professor Sidney Maia falou em seguida, e abordou um assunto muito importante e interessante: o ensino de astronomia na Educação Básica, mostrando diversas possibilidades de atuação do professor. Sidão também comentou sobre como começar um projeto de astronomia e deu orientações para quem quer se iniciar nos estudos do céu e do universo.

Prof. Sidney Maia

O professor Leonardo Lacerda deu sequência às palestras, mostrando os vários passos necessários para se planejar e executar um projeto científico e dando orientações sobre os passos básicos para se ter uma iniciativa de sucesso. Sua palestra certamente contribuiu muito para uma visão mais abrangente e objetiva dos processos envolvidos em idealizar, implementar e perpetuar um projeto, seja ele em astronomia ou qualquer outra área.

Prof. Leonardo Lacerda

Ao final do primeiro ciclo de palestras, ainda na sexta-feira, o professor Leonardo Gabriel voltou ao palco e falou um pouco sobre os primeiros passos na astronomia de observação, um tema muito interessante para iniciantes e também para os com um pouco mais de experiência na observação do céu.

Prof. Leonardo Gabriel

Para fechar o primeiro dia da Jornada GEDAI, o céu, que ficou nublado o dia inteiro, resolveu dar uma trégua e se abrir para a observação marcada no campinho de futebol do CEFET-Timóteo. O momento foi muito divertido e especial, e tornou possível colocar em prática um pouco do aprendizado do dia. Os (incansáveis) monitores do Astronomia no Vale do Aço mostraram vários objetos celestes, dentre eles os planetas Vênus, Júpiter e Saturno, a Lua, que estava linda e quase cheia, além de outras coisas interessantes, como aglomerados estelares, estrelas duplas e várias constelações que estão visíveis nessa época do ano. A turma da astrofotografia também aproveitou para aquecer os motores, e tirou fotos de Saturno, utilizando um dos telescópios do Astronomia no Vale do Aço.

Teatro da Fundação Aperam Acesita, Vênus e Júpiter brilhando no céu ao fundo.

Todo mundo de olho no céu e Dobby, o telescópio dobsoniano de 200mm 
do Astronomia no Vale do Aço

De olho no céu e nas cartas celestes. Mais um aprendizado da Jornada!

Momento de astrofotografia

O segundo dia da Jornada começou com os professores Renata Colombari e Juciano Almeida, da Escola Municipal Zélia Duarte Passos, que falaram sobre a experiência de criar um clube de astronomia na escola, e nos mostraram como pequenas ações podem fazer a diferença na vida de crianças e jovens. O estudo de caso apresentado pelos professores mostrou que muitas vezes as crianças e jovens perdem a perspectiva de vida pela falta de oportunidades, e que uma pequena iniciativa, um clube de astronomia na escola, por exemplo, pode ser a centelha necessária para ampliar seus horizontes e lhes permitir o vislumbre de um futuro melhor.

 Juciano Almeida e Renata Colombari

Na sequência, os professores Leonardo Gabriel e Weber Feu falaram um pouco sobre suas experiências na Jornada de Foguetes e no Space Camp, dois eventos derivados da Mostra Brasileira de Foguetes - MOBFOG e da Olimpíada Brasileira de Astronomia e Astronáutica, a OBA.

Leonardo Gabriel e o relato emocionado

Weber Feu e o Space Camp Experience

O professor do CEFET-Contagem, Gustavo Henrique, doutor em astrofísica pela UFMG, também compartilhou seus conhecimentos conosco, falando sobre o Sistema Solar, suas características, o que já descobrimos e o que ainda precisa ser mais profundamente estudado.

Prof. Gustavo Henrique

Fechando com chave de ouro a Jornada, tivemos a presença do professor e astrônomo amador (do verbo amar) João Ribeiro de Barros, do Observatório SONEAR, em Oliveira. Ele falou um pouco de sua trajetória de vida, como foi construir um observatório, como é sua pesquisa em Asteroides próximos à Terra (NEO na sigla em inglês) e as descobertas dos três cometas e 13 NEOs.

João de Barros e o relato emocionante de sua trajetória até a conquista do SONEAR

Turma presente no segundo dia da Jornada e a foto de "até a próxima"!

Pensa que terminou?

No sábado à tarde, depois de finalizada a Jornada, os GEDAIs e a turma do Astronomia no Vale do Aço dirigiram-se para o CEFET-Timóteo, onde participaram de um curso intensivo de astrofotografia com o aluno do CEFET-Belo Horizonte, Daniel Vitor.

O aluno Daniel Vitor, compartilhando seus conhecimentos com a turma 
do GEDAI e do Astronomia no Vale do Aço

Daniel apresentou várias montagens de câmeras e webcams em um telescópio, técnicas de captação de imagem e programas apropriados para tratamento. Rolou também um bate papo super legal sobre possibilidades na astrofotografia, discussão sobre os melhores equipamentos e, de bônus, tratou “ao vivo” as imagens de Saturno que foram capturadas na sessão de observação de sexta-feira. 

Foto capturada pelos alunos do Astronomia no Vale do Aço, sob orientação do Daniel.
O tratamento da foto foi feito durante o workshop que ele o realizou para os GEDAIs e
para a turma do Astronomia.

A Jornada, em resumo, foi um combinado de ótimos momentos, muito aprendizado, intercâmbio de experiências, e o começo de novas parcerias, que têm tudo para ser extremamente frutuosas, viabilizando a expansão do ensino de astronomia aqui no Vale do Aço e por todo o estado, onde novos  grupos de estudo e divulgação de astronomia começam a surgir.

Os planos para as próximas Jornadas já estão acontecendo. Ninguém por aqui se cansa da ideia de oferecer sempre um novo olhar para o céu! :)

O evento contou com patrocínio da Fundação CEFET-Minas, apoio da Fundação Aperam Acesita e do CEFET-MG, e teve coordenação geral dos professores Weber Feu e Leonardo Gabriel, produção coordenada pelo professor Weber Feu, pela colabora voluntária Ludmila Deslandes e as alunas voluntárias Loraine Duarte, Nathésia Guerra e Tamires Lelis. As fotos foram tiradas pelo colaborador voluntário do Astronomia no Vale do Aço, Warley de Souza.

O Astronomia no Vale do Aço agradece IMENSAMENTE a todos que participaram e trabalharam para que a Jornada de Astronomia GEDAI acontecesse e fosse um sucesso!

Para ver todas as fotos, acesse: Flick do Astronomia

Esperamos vê-los em breve!

Descobertos dois novos exoplanetas mais pesados do que a Terra

BJ Fulton e Karen Teramura, Instituto de Astronomia da Universidade do Havaí

Dois novos exoplanetas mais pesados do que a Terra foram descobertos orbitando uma estrela próxima ao nosso planeta, chamada HD 7924.

As Super-Terras foram apelidadas de HD 7924c e HD 7924d, e possuem massas cerca de 7,9 e 6,4 vezes maiores do que a Terra, respectivamente, de acordo com pesquisadores. Outra Super-Terra, chamada HD 7924b, já havia sido descoberta em 2009. HD 7924b,HD 7924c e HD 7924d completam suas órbitas em 5, 15 e 24 dias, e orbitam sua estrela a uma distância menor do que a entre Mercúrio e o Sol.

“Os três planetas são diferentes de tudo em nosso sistema solar, com massas de sete a oito vezes maiores do que a massa da Terra e órbitas que os levam muito próximos de sua estrela-mãe", disse Lauren Weiss, coautor do estudo e estudante de graduação na Universidade da Califórnia, em comunicado.

O time de pesquisadores descobriu os novos planetas utilizando três telescópios diferentes – oAutomated Planet Finder (APF), o Keck Observatory e o Automatic Photometric Telescope (APT). Com as informações dos três aparelhos, a equipe detectou oscilações na estrela HD 7924, causadas pela atração gravitacional entre os dois planetas.

Segundo os pesquisadores, toda a observação feita pelo APF foi robotizada. "Nós inicialmente utilizamos o APF como um telescópio regular, que fica a noite toda rastreando estrela por estrela. Mas a ideia de deixar um computador tomar o turno da noite era mais atraente depois de meses de pouco sono. Então nós desenvolvemos um software para nos substituir com um robô”, disse BJ Fulton, estudante de graduação da Universidade do Havaí.

As observações do APF, do APT e do Keck Observatory foram úteis para descartar outras explicações. "Manchas estelares, como manchas solares no sol, podem momentaneamente imitar os sinais de pequenos planetas. Observações repetidas ao longo de muitos anos nos permitiram diferenciar os sinais de manchas estelares dos sinais desses novos planetas”, disse Evan Sinukoff, estudante graduado da Universidade do Havaí que contribuiu para a descoberta.

Fonte: Instituto de Astronomia da Universidade do Havaí

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Reproduzido integralmente de info.abril.com.br. Texto de Karen Carneti.

Parabéns, Hubble!

Hoje o telescópio Hubble completa 25 anos desde seu lançamento, em  24 de abril de 1990. Poucos anos de vida se compararmos à época em que a idéia de lançar um foguete com um telescópio para fora da Terra começou a ser proposta, mas quanta história para contar!

Acompanhe essa "viagem no tempo" com a gente!

  

Ultra Deep Field: A imagem  enviada por Hubble contém uma
 estimativa de 10.000 galáxias

Na tentativa de evitar interferência da atmosfera terrestre nas imagens,  em 1923 o alemão Hermann Oberth (conhecido como um dos pais dos foguetes modernos) lançou a ideia de levar um telescópio pra fora da atmosfera. A partir daí, embora o trabalho de Oberth não tenha sido bem aceito e considerado "muito utópico", novos estudos foram surgindo em torno da questão. Somente 1971 a NASA abraçou esse projeto, aprovando a realização de estudos de viabilidade de um telescópio espacial. 

Com o alto orçamento estimado, seria difícil conseguir financiamento. Foi aí que a Organização Europeia de Investigação Espacial (ESRO), que viria a ser a Agência Espacial Europeia (ESA), entrou no projeto. Com essa parceria, o custo total do telescópio baixou para US $ 200 milhões, cerca de metade do valor estimado inicialmente. Em 1977 o Congresso americano concedeu o financiamento e a partir daí o telescópio começa a sair do papel. 

O projeto, originalmente planejado para ser lançado em 1983, sofreu com atrasos na sua construção e com o acidente com o ônibus espacial Challenger, que levantou o questionamento de quando o Hubble seria lançado.  Somente em 1990 o telescópio foi finalmente enviado, a bordo da nave Discovery. 

Seu nome foi uma homenagem a Edwin Hubble, astrônomo reconhecido por constatar que muitas das nebulosas aparentes eram na verdade galáxias fora da Via Láctea, e que estas afastavam-se umas das outras a uma velocidade proporcional à distância que as separava. 

O telescópio Hubble foi colocado em órbita circular à cerca de 600 quilômetros da superfície terrestre, completando uma revolução a cada 97 minutos. Sua massa é de 11,6 toneladas, distribuídas por 15,9 metros de comprimento e 4,2 metros de diâmetro. Sua força vem de painéis solares fixados no lado externo. A velocidade do telescópio chega a 8 quilômetros por segundo. 

Equipado com lentes que podem detectar tanto a luz visível quanto a luz infravermelha, Hubble é do tipo Refletor, sendo seu principal elemento óptico um espelho.

Por que Hubble se destaca? 

Uma das missões científicas mais bem sucedidas e duradouras da NASA, Hubble já contribuiu muito para o avanço da Astronomia. Seu 'olhar' tem ajudado a determinar pontos cruciais para os astrônomos. Investigando tudo, desde buracos negros a planetas em torno de outras estrelas, o Hubble mudou a face da Astronomia, dando início a um novo capítulo da exploração do universo. 

Desde o seu lançamento, mais de 10.000 artigos científicos foram desenvolvidos baseados nas informações enviadas pelo telescópio.  

Além de imagens de tirar o fôlego, Hubble possibilitou várias descobertas, entre as mais interessantes, encontram-se: 

• A idade do universo, entre 13-14.000.000.000 anos. Hubble olhou para o passado, em alguns casos, o telescópio pegou luz que deixou estrelas apenas 600 milhões de anos após o Big Bang. 
• Hubble ajudou a construir o maior mapa 3D que revela onde a energia escura é distribuída no universo, essa força é responsável pela aceleração da expansão do universo. 
• Descoberta de duas novas luas de Plutão: Nix e Hydra. 
• Confirmação da abundância de discos protoplanetários em torno de estrelas recém-nascidas. 
• As explosões de raios gama, que ocorrem em galáxias muito distantes quando há colapso de estrelas massivas. 
• A descoberta de várias galáxias e a existência de buracos negros supermassivos no centro delas. Algumas galáxias ainda jovens desempenharam um papel fundamental para explicar a origem do universo. 
• Existência de um oceano subterrâneo de água salgada em Ganimedes, a maior lua de Júpiter. Esse oceano deve conter mais água do que toda a superfície terrestre.  

Hubble Mania 

Em comemoração aos 25 anos do telescópio, a NASA criou um concurso para eleger a foto mais bonita já registrada por Hubble. O site separou por categorias as imagens que mais ganharam destaque no período de 25 anos. A votação foi popular, para conferir, clique no link.

A imagem vencedora da competição foi da nebulosa da Águia,
situada a 6500 anos-luz de distância da Terra. 

Sucessor  

Ao longo desses 25 anos, o telescópio precisou de alguns reparos. Até agora já foram 5 missões para manutenção. A primeira delas ocorreu em 1993, quando foram necessários ajustes nos espelhos do telescópio para resolver alguns borrões nas imagens capturadas. 

Atualmente a NASA não tem planos para manutenção do telescópio Hubble, mas está focada em outro projeto: o telescópio espacial James Webb, provável sucessor do Hubble, que deve ser lançado em 2018. Tendo em vista que o plano inicial era que Hubble orbitasse a Terra somente por 10 anos, e que ele já surpreendeu a todos, por que não um sucesor?! 

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Fontes: Hubble Site, NASA, Hubble 25 anos, Observatorio UFMG.