domingo, 17 de julho de 2016

O UNIVERSO - PARTE 2

O Espaço e seu conteúdo

Para se ter uma ideia da grandiosidade do universo, apresentamos a seguir uma pequena descrição dos principais objetos celestes, sem a pretensão de esgotar o assunto, já que este não é o objetivo deste blog.

As galáxias

Uma galáxia é formada por uma imensa quantidade de estrelas, nebulosas e matéria interestelar. As galáxias são de três tipos ou formas: elípticas, espirais e irregulares. Por sua vez, as galáxias organizam-se em grupos ou aglomerados. A nossa galáxia, Via Láctea, é do tipo espiral e pertence ao chamado Grupo Local, um dos menores grupos, contendo cerca de 40 galáxias: além de pertencer ao menor grupo, possui a forma de um disco com diâmetro de 130.000 anos-luz e espessura máxima, no centro, de 12.000 anos luz. 

Um dos maiores grupos, o Grupo das Virgens, possui 2.500 galáxias! Os grupos de tamanho médio contêm cerca de 100 a 500 galáxias. Dentro do nosso grupo de galáxias, a Via Láctea é a maior, seguida de Andrômeda, que é do tipo elíptica. 

O nosso Sol, com o sistema solar, está situado em um dos braços da espiral a dois terços do centro. Para dar uma rotação em torno do núcleo da galáxia, o Sol leva 225 milhões de anos!

Para calcular o número de galáxias, os cientistas apontaram o telescópio Hubble em direção a um minúsculo ponto celeste do tamanho de um grão de areia observado a um metro de distância. A luz que vinha das estrelas daquele ponto era tão fraca que foram precisos dez dias consecutivos de exposição para se obter uma boa imagem. Pois bem, só ali o exame da imagem revelou a existência de 620 galáxias, das mais diferentes distâncias, tamanhos e formas. Com base nesta e muitas outras observações e estudos, os pesquisadores extrapolaram os resultados e chegaram à incrível estimativa de que em todo o universo podem existir cerca de 125 bilhões de galáxias! Esta cifra é 50% mais alta que a estimativa anterior. Cada uma dessas galáxias tem entre 100 milhões a 1 bilhão de estrelas, como o nosso Sol. Algumas dessas estrelas estão situadas a 12 bilhões de anos-luz, isto é, cerca de 1 bilhão de anos após formado o universo.

As estrelas

Uma estrela pode ser definida como um objeto celeste, em geral de forma esférica, em cujo interior a temperatura e a pressão são elevadíssimas, principalmente no seu centro. Nelas ocorrem reações termonucleares com liberação de considerável quantidade de energia, que se propaga do centro para a periferia. Desta, a energia é transmitida ao espaço interestelar na forma de radiações eletromagnéticas, da qual o calor e a luz constituem modalidades.

As estrelas reúnem-se em grupos ou aglomerados do tipo aberto e globular. Só em nossa galáxia há cerca de 100.000 grupos abertos, dos quais somente cerca de 1.100 são conhecidos. As formações globulares contam-se entre 10.000 e 1.000.000. Ao todo, estima-se que somente na Via Láctea existam cerca de 400 bilhões de estrelas!

E como nasce uma estrela? Por atuação da força gravitacional, ocorre a aglomeração do material contido nas nebulosas, representado principalmente por nuvens de hidrogênio e hélio e poeiras. Este processo, que leva à contração dos gases, aumenta também a temperatura do material aglomerado até um ponto em que se inicia a fusão termonuclear, desde que haja gás suficiente - então, estará formada uma estrela. Caso não haja gás suficiente (menos de até 50 vezes o tamanho do planeta Júpiter), forma-se, então, uma anã marrom.

E como morre uma estrela? O produto da "morte" de uma estrela depende de sua massa. Se a sua massa for menor que oito vezes a massa de nosso Sol, ao se esgotar o seu combustível nuclear (hidrogênio), forma-se uma anã branca, em torno da qual pode ou não haver uma nebulosa planetária, passando antes pela fase conhecida como gigante vermelha, em que a expansão dos gases aumenta consideravelmente o diâmetro da estrela. É o que poderá acontecer com o nosso Sol, que já tem 4,5 bilhões de anos de existência, daqui a mais 4 bilhões de anos, seu diâmetro estará chegando próximo à órbita de Marte! Se a massa da estrela for oito vezes ou mais, maior que o nosso Sol, o processo de exaustão do combustível nuclear pode se tornar catastrófico. Isso acontece porque, num certo momento de sua existência, começa a formar-se ferro e outros elementos mais pesados, que se esfriam em forma sólida, ocasionando um colapso da estrela. Os destroços ricocheteiam no núcleo e são lançados no espaço, bem como os gases para formar uma nova nebulosa. Uma das duas situações seguintes pode ocorrer com o núcleo remanescente: se sua massa for maior que 2 ou 3 vezes a massa do Sol, forma-se um buraco negro; se for menor, forma-se uma estrela de nêutrons. Uma explosão descontrolada de uma estrela massiva (massa acima de oito vezes a massa solar) pode dar lugar a uma supernova, que resulta num brilho intenso que pode durar meses. A última supernova detectada foi a SN1987 da galáxia Grande Nuvem de Magalhães, pelo Observatório Las Campanas – Chile, em 24 de fevereiro de 1987. Sua carga de neutrinos atingiu a terra duas horas após ser vista.

Anãs brancas

Quando a massa de uma estrela moribunda atinge valor menor que 2 ou 3 massas solares, ela se transforma em uma anã branca (7). Para se ter uma idéia, o diâmetro do Sol é de 1.400.000 km e ele poderá dar lugar, daqui a 3 ou 4 bilhões de anos, a uma anã branca, com diâmetro aproximado de 10.000 km, isto é, aproximadamente o tamanho da terra, mas com uma densidade muitíssimo maior.

Buracos negros

Os buracos negros são corpos celestes maciços (com grande densidade) e, portanto, com elevadíssimo campo gravitacional, com condições de sugar toda e qualquer matéria que se aproxima do horizonte de eventos (próximo à sua borda) e ultrapasse o limite de singularidade, não escapando sequer a luz. Ele se forma pela morte de uma estrela de massa acima de oito vezes a massa do Sol e que tenha esgotado todo o seu combustível nuclear e dele se livrado, ficando apenas o seu núcleo maciço contendo ferro e elementos mais pesados. Buracos negros foram detectados pelo telescópio Hubble e pelo telescópio Chandra, ambos operando em satélites no espaço, que captam as suas emissões de Raios X. Os buracos negros têm um fortíssimo campo gravitacional, giram a altíssima velocidade e acompanham o processo de expansão do universo. Um exemplo de buraco negro é o objeto estelar Cygnus XR - 1.

Estrelas de nêutrons

As estrelas de nêutrons são corpos celestes com massas super concentradas. Sabemos que as estrelas evoluem durante milhões e milhões de anos. Com as estrelas que tiverem massa inicial acima de dez vezes a do Sol, acontece algo de especial. Depois de explodirem como supernova, o núcleo fica extremamente concentrado, criando condições para que os elétrons se comprimam com os prótons, formando nêutrons. O resultado será uma estrela de nêutrons na qual se poderia comprimir a massa de um Sol e meio em uma área de 20 km de diâmetro.

Anãs marrons

São estrelas que falharam na sua formação. Por isso mesmo, as anãs marrons não combinam com a idéia de um universo perfeito. Em geral, são consideradas estrelas que não deram certo, porque não tiveram massa suficiente para iniciar o processo de fusão nuclear em seu interior. Portanto, elas não conseguem emitir calor nem luz própria: são frias e escuras. Algumas vivem isoladas, outras fazem parte de um sistema binário, em que uma marrom gira ao redor de uma estrela maior. Esquisitas e raras, elas ainda precisam ser mais bem estudadas e explicadas.

Quasares

Os quasares são fontes de forte emissão eletromagnética (ondas de rádio) com uma aparência semelhante à das estrelas, de cor azulada. Seu nome vem das iniciais dos dizeres Quasi Stellar Radio Sources. O primeiro quasar foi descoberto em 1961. São, também, tidos como buracos negros encontrados no centro de algumas galáxias, além de serem muito compactos (altíssima densidade) e muito brilhantes, alguns com brilho até um trilhão de vezes mais intenso que o Sol. As massas dos quasares vão de 1 bilhão a 1 trilhão de vezes a massa do Sol. Acompanham o processo de expansão do universo a uma velocidade que chega a décimos da velocidade da luz.

Pulsares

Os pulsares são estrelas de nêutrons com rádio-pulsos. Estima-se haver cerca de 1 bilhão de pulsares somente na Via Láctea, das quais cerca de 1000 já são conhecidas. O primeiro pulsar foi descoberto por Anthony Hewish em 1967 (prêmio Nobel de 1974). Quando a massa de uma estrela moribunda atinge valor menor que 3,2 massas solares, ela se transforma em uma estrela de nêutrons (7). Um pulsar tem um período de pulsação de 1,337 segundos, com um período de rotação de 4,4 segundos quando muito longo e de 0,0016 segundos, quando muito curto, estes girando com velocidade de 625 voltas/segundo!

Nosso sistema solar

O Sol é a nossa estrela, sendo responsável pela temperatura, evaporação e aquecimento, além dos diversos processos biológicos que ocorrem com plantas e animais de todas as espécies.

O sistema solar é formado por nove planetas – Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano, Netuno e Plutão – além dos sessenta e um satélites que orbitam os planetas e um grande número de pequenos corpos conhecidos por asteróides e cometas. Um décimo planeta, com o nome de Sedna, localizado além de Plutão, teve sua descoberta anunciada em 2005, achando-se em processo de verificação ou confirmação. Desses planetas, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno são gasosos. As órbitas de todos esses corpos celestes são elípticas, sendo que os cometas possuem órbitas extremamente excêntricas.

Estudos científicos indicam que o Sol deve ter se formado há aproximadamente 4,5 bilhões de anos. Sua massa é cerca de 300 mil vezes maior do que a do planeta Terra, sendo seu diâmetro próximo a 1.400.000 quilômetros. A distância entre a Terra e o Sol é de aproximadamente 150 milhões de quilômetros. A temperatura média no núcleo do Sol chega a 15 milhões de graus Celsius. Nesta parte mais interior da estrela, ocorrem reações nucleares como, por exemplo, a fusão entre átomos de hidrogênio. Na fotosfera ou superfície, o Sol emite luz, calor e outras formas de energia, como os raios cósmicos. Ainda compõe o Sol uma camada de gases que envolve a estrela. 

A cada ciclo de onze anos, o Sol passa por um período de extrema agitação, enviando para a Terra tempestades solares. O assim chamado "vento solar", carregado de eletricidade (ionizado), quando chega à Terra, acaba por interferir nos sistemas eletrônicos, redes de energia, computadores, aparelhos eletrônicos, sistemas de comunicação entre aviões, navios e satélites. Estas mesmas ondas de energia e eletricidade chegam a criar as conhecidas auroras boreal e austral, fenômeno em que o ar brilha nas regiões próximas aos pólos magnéticos da Terra, gerando um espetáculo de luzes e cores nos céus.

Do ponto de vista químico, o Sol é formado pelos seguintes elementos: 73% de hidrogênio, 25% de hélio e 2% de outros elementos.

Planetas fora de sistema solar (exoplanetas)

Procurar planetas orbitando estrelas de nossa galáxia (Via Láctea) e de outras tornou-se uma tarefa excitante para os astrônomos e astrofísicos de nossa era. Vale a pena citar aqui o que disse Giordano Bruno no final do século XVI, em sua De l´Infinito, Universo e Mondi:

"Existem incontáveis sóis e incontáveis Terras todas girando em volta de seus sóis do mesmo jeito que os sete planetas de nosso sistema solar. Nós vemos apenas os sóis, pois estes são os maiores corpos e os mais luminosos, mas seus planetas permanecem invisíveis para a gente por serem menores e não luminosos. Os incontáveis mundos no universo não são nem mais nem menos habitados do que nossa Terra."

É atribuída a Jesus a frase: "na casa do Pai existem muitas moradas" – convém notar a semelhança desta afirmação intuitiva com a de Giordano Bruno em De l´Infinito, Universo e Mondi. É impressionante, realmente extraordinário como elas estão se confirmando através da recente corrida para a descoberta de novos planetas fora do nosso sistema solar, os assim já chamados de exoplanetas!

Em julho de 2004, já passava de 230 o número de exoplanetas descobertos no curto prazo de dez anos! Com o aprimoramento das técnicas utilizadas nessas descobertas, em poucas décadas, possivelmente teremos registrado milhares deles. A NASA e a Agência Espacial Européia têm planos para lançar quatro futuras missões orbitais super equipadas com equipamentos sofisticadíssimos. Estes trabalhos serão feitos, também, em coordenação com a SETI – Search for Extraterrestrial Intelligence. Podemos até ter a chance de poder visualizar, pela primeira vez, um exoplaneta.

Em 1991, foi descoberta, pelo Radio Telescópio de Arecipo, uma estrela não parecida com o nosso sol, em volta do pulsar PSR-1257+12. Em 1995, outra estrela, agora parecida com o sol, foi descoberta por Michael Mayor e Didier Queloz, junto à estrela 51 Pegasi. Em maio de 1998, o Telescópio Hubble detectou uma imagem junto à estrela TMRC-1C. Finalmente, em 1999, pela primeira vez por observação direta, foi descoberto visual e telescopicamente junto à estrela HD269458 um novo planeta, tendo-se medido o seu diâmetro. Em 2001, já haviam sido catalogados cerca de 21 exoplanetas. Daí até os dias de hoje (agosto de 2005) este número já ultrapassa 230.

Nos dias de hoje, os astrônomos já dispõem de cinco métodos para executar esse trabalho e um serve para confirmar o outro. Este trabalho é possível devido ao avanço dos métodos visuais, pois, até recentemente, os astrônomos tinham que se basear em medidas precisas da velocidade da estrela, em muitos casos, realizadas ao longo de vários anos. Não vamos descrever aqui os métodos utilizados porque não é o nosso objetivo nos aprofundarmos no assunto, mas podemos informar que já se pode calcular e medir, entre outras coisas, a rapidez da rotação, a massa do planeta, o seu volume, a sua densidade, a distância da estrela e as características da órbita.

O nosso conhecimento sobre os novos sistemas solares está se alargando de uma maneira inesperada, principalmente se tomarmos o perfil do sistema solar como base, onde o planeta mais próximo do Sol é pequeno, rochoso (sólido) e sem atmosfera (Mercúrio). Já os intermediários têm tamanho médio, são rochosos e têm algum tipo de atmosfera (Vênus, Terra e Marte) e num deles viceja a vida em toda sua plenitude. Quanto aos mais distantes, são essencialmente gasosos e gigantescos (Júpiter, Saturno e Netuno). Plutão é o penúltimo planeta, também sólido. Do último planeta do sistema solar, descoberto em 2005, de nome Sedna, ainda não se dispõe de informações confirmadas.

Curiosamente, não é com esse perfil de distribuição que têm se apresentado os sistemas onde os exoplanetas foram descobertos. Assim, "Existem planetas que têm 14 vezes a massa de Júpiter, e estão mais perto da estrela que orbitam do que Mercúrio do Sol. Outros têm órbitas altamente elípticas, variando suas distâncias da estrela quase tanto quanto o tamanho do sistema solar. A maioria gira ao redor de sua estrela em velocidades assustadoras: um deles completa o seu "ano solar" em menos de três dias. Assim, ou ele está muito perto da estrela, ou gira muito depressa (ou ambos!). O menor planeta achado até hoje é do tamanho aproximado de Júpiter, e gira em torno de uma estrela muito parecida com o Sol. Também foi achado um planeta que orbita a uma distância quase igual à da Terra ao Sol, o que levanta a possibilidade de abrigar formas de vida."

A Astronomia entrou pelo século XXI com enormes e excitantes perspectivas. Tudo nos leva a crer que "um dia seremos capazes de visualizar esses planetas, ou até de determinar evidências indiretas de que eles abrigam vida semelhante à nossa. Nesse dia, nossa concepção sobre nós mesmos e sobre o destino da humanidade sofrerá uma mudança irreversível."

Continua...

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Autor: Caruso Samel



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