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Matéria escapa de buraco negro em túnel magnético




O observatório de raios gama Integral, da Agência Espacial Europeia, detectou matéria extremamente quente apenas um milésimo de segundo antes que ela mergulhasse para sempre dentro de um buraco negro.

Mas será que essa matéria está realmente condenada para sempre?

Fuga do buraco negro

As observações sugerem que a sentença definitiva parece não valer para toda a matéria, e que uma parte dela está empreendendo uma grande fuga do maior bicho-papão do Universo.

Ninguém gostaria de estar tão perto de um buraco negro. Apenas algumas centenas de quilômetros de sua superfície mortal, o espaço é um turbilhão de partículas e radiação.

Vastas tempestades de partículas estão entrando no seu próprio inferno, quase à velocidade da luz, elevando a temperatura a milhões de graus.

Normalmente, leva apenas um milésimo de segundo para que as partículas atravessem esse corredor final, mas parece restar um fio de esperança para uma pequena parte delas.

Tecido magnético

Graças às novas observações do Integral, os astrônomos agora sabem que esta região caótica é dominada por uma malha de campos magnéticos.

Esta é a primeira vez que campos magnéticos foram detectados tão perto de um buraco negro.

Mais importante ainda, o observatório Integral relevou que esses campos magnéticos são altamente estruturados e estão formando um túnel de fuga para algumas das partículas.

Os dados indicam que o campo magnético é forte o suficiente para arrancar algumas partículas das garras gravitacionais do buraco negro e afunilá-las rumo ao exterior, criando jatos de matéria que disparam para o espaço.

Radiação síncrotron

As partículas nesses jatos assumem trajetórias em espiral conforme ascendem pelo campo magnético rumo à liberdade, e isso está afetando a propriedade da sua radiação na faixa dos raios gama conhecida como polarização.

Um raio gama, como a luz comum, é um tipo de onda e a orientação da onda é conhecida como a sua polarização.

Quando uma partícula rápida espirala em um campo magnético, ela produz um tipo de luz, conhecida como radiação síncrotron, que apresenta um padrão característico de polarização.

Foi essa polarização que a equipe do Integral encontrou nos raios gama. E não foi fácil.

"Tivemos que usar quase todas as observações já feitas pelo Integral de Cignus X-1 para fazer essa detecção", disse Philippe Laurent, um dos membros da equipe.

Cignus X-1 é um buraco negro não muito distante de nós, que está destruindo uma estrela e se alimentando do gás que emana de seus destroços.

Jatos de matéria

Feitas ao longo de sete anos, as observações repetidas do buraco negro agora totalizam mais de cinco milhões de segundos - o equivalente a uma única imagem com um tempo de exposição de mais de dois meses.

"Nós ainda não sabemos exatamente como a matéria em queda se transforma em jatos. Há um grande debate entre os teóricos; essas observações irão ajudá-los a decidir," diz Laurent.

Jatos em torno de buracos negros já foram vistos antes por radiotelescópios, mas tais observações não conseguem ver o buraco negro com detalhes suficientes para saber exatamente o quão perto do buraco negro os jatos se originam. Isso dá a estas novas observações um valor inestimável.

Bactéria "alienígena" da NASA foi encontrada em lago na Califórnia


Amanhecer sobre o Lago Mono, no leste da Califórnia, local que pode marcar o início de uma nova era para a astrobiologia e para a biologia em geral.








Para quem esperava por ETs, a decepção foi geral. Mesmo quem especulou sobre bactérias extraterrestres deve ter ficado desencantado.

A NASA acaba de anunciar os resultados de um estudo que pode ter descoberto, na Terra, uma bactéria que, para sobreviver, não depende dos elementos químicos tradicionalmente associados à vida - e isto apontaria para a possibilidade de formas de vida no espaço diferentes da vida que conhecemos na Terra.

Busca por vida extraterrestre

Foram dias de intensas especulações depois que a NASA anunciou, no dia 29 de Novembro, que faria uma conferência hoje "para discutir uma descoberta em astrobiologia que irá impactar a busca por evidências de vida extraterrestre".

Quem leu com atenção e se fixou apenas nos termos usados pela agência espacial não alimentou muitas expectativas - a NASA falava em impactar a buscabusca por vida, e não sobre a localização de vida extraterrestre.

Além disso, nenhum dos cientistas que estarão presentes na conferência que acontecerá daqui a pouco tem ligação com qualquer projeto em andamento que pudesse ter colhido evidências diretas de vida extraterrestre.

A imprensa já havia recebido o material com antecedência, sob a condição de não publicá-lo antes das 19h00 (horário de Brasília). Mas um site holandês quebrou o chamado "embargo" e a revista Science autorizou a publicação antecipada da notícia.

A expectativa pode ter ofuscado um pouco o brilho do achado - mas é um achado importante e, se confirmado por outros experimentos e por outros cientistas, expande o conceito de vida, ao menos nas condições necessárias para mantê-la.

Química da vida

Os livros-texto afirmam que a química da vida é muito específica, requerendo sempre seis elementos químicos: carbono, hidrogênio, nitrogênio, oxigênio, fósforo e enxofre. Qualquer alteração além desse grupo muda a reatividade e a estabilidade molecular, e a vida não se sustenta.

O elemento fósforo normalmente está presente na forma de um fosfato inorgânico.

Agora, Felisa Wolfe-Simon e seus colegas descobriram uma bactéria, chamada GFAJ-1, no salgado Lago Mono, na Califórnia, que parece substituir o fosfato por arsênio, ou arsênico, o elemento químico de número atômico 33 e símbolo As.

Ocorre que o arsênio é fortemente tóxico para os seres vivos. Embora quimicamente ele se comporte de forma similar ao fosfato, ele quebra as rotas metabólicas que sustentam a vida.

Bactéria
A proteobactéria GFAJ-1, da família Halomonadaceae, parece substituir o fosfato por arsênio, levantando a possibilidade de formas de vida totalmente diferentes das atualmente conhecidas.

Não é a primeira vez que cientistas encontram organismos que alteram quimicamente o arsênio. Organismos assim já foram associados a eventos de intoxicação na Ásia, sobretudo em Bangladesh, quando a população começou a usar água de cisternas para tentar evitar o cólera.

Mas os dados coletados neste novo estudo parecem demonstrar que a bactéria GFAJ-1 substitui o fosfato por arsênio de tal forma que ela até mesmo incorpora o arsênio em seu DNA. O microrganismo é uma proteobactéria, da família Halomonadaceae.

No laboratório, os pesquisadores cultivaram a bactéria em discos de Petri nos quais o fosfato foi gradualmente substituído pelo arsênio, até que a bactéria crescesse sem necessidade de fosfato, um composto essencial para várias macromoléculas presentes em todas as células, incluindo os ácidos nucleicos, os lipídios e as proteínas.

Usando radioisótopos como marcadores, a equipe seguiu o caminho do arsênio na bactéria, desde a sua assimilação química até sua incorporação em vários componentes celulares. Segundo suas conclusões, o arsênio substituiu completamente o fosfato nas moléculas da bactéria, inclusive no seu DNA.

E a vida extraterrestre?

E o que tem tudo isso a ver com a busca por sinais de vida extraterrestre?

Ora, se um elemento tóxico como o arsênio pode substituir o fósforo em uma bactéria, isso expande a busca por formas de vida fora da Terra - até agora, encontrar arsênio em um alvo promissor para a existência de vida extraterrestre poderia fazer com que os cientistas descartassem o sítio onde o elemento foi localizado, por exemplo.

E, mais importante, se há uma substituição de fosfato por arsênio, é possível que ocorram outras substituições, abrindo ainda mais o leque de possibilidades.

"A vida como nós a conhecemos exige elementos químicos específicos e exclui outros. Um dos princípios-guia da busca por vida em outros planetas é que nós devemos 'seguir os elementos'," diz Ariel Anbar, membro da equipe de astrobiologia da NASA e coautor do novo estudo. "O trabalho de Felisa nos ensina que devemos pensar melhor sobre quais elementos seguir."

Para Wolfe-Simon, nossa relação com a busca por formas de vida, em vez de se basear na tão falada "diversidade da vida", na verdade assume que toda a vida na Terra é essencialmente idêntica, sempre baseada nas "constantes da biologia, especificamente que a vida exige os seis elementos CHNOPS montados em três componentes: DNA, proteínas e lipídios."

CHNOPS são os símbolos químicos dos elementos carbono, hidrogênio, nitrogênio, oxigênio, fósforo e enxofre.

Uma parte do grupo já havida levantado anteriormente a hipótese de "formas estranhas" de vida aqui mesmo na Terra, que poderiam existir em uma espécie de "biosfera-sombra". Eles publicaram em Janeiro de 2009 um artigo chamado "Será que a natureza também escolheria o arsênio?"

Bactéria
Felisa Wolfe-Simon recolhe cuidadosamente amostras da sua "bactéria extraterrestre" em um lago salgado da Califórnia.

Céticos

Os experimentos feitos até agora não são definitivos e ainda deverão ser questionados por outros pesquisadores.

O próprio grupo afirma que ainda é necessário avaliar os níveis de arsênio e fosfato usados no experimento, assim como se certificar de que o arsênio foi realmente incorporado nos mecanismos bioquímicos vitais da bactéria, como DNA, proteínas e membranas celulares.

Steven Benner, um astrobiólogo ouvido pela própria revista Science, onde a pesquisa foi publicada, afirma que a substituição do fósforo pelo arsênio "em minha opinião não ficou estabelecida neste trabalho."

Barry Rosen, da Universidade de Miami, disse que o arsênio pode estar simplesmente se concentrando nos extensos vacúolos das bactérias, e não se incorporando em sua bioquímica. Segundo ele, a prova definitiva pode vir, por exemplo, na demonstração de uma enzima funcional que contenha arsênio.

Forma alienígena de vida

Davies está mais entusiasmado, embora destaque que, apesar de tudo, a bactéria ainda é uma forma de vida da Terra.

"Este organismo tem uma capacidade dupla. Ele pode crescer tanto com fósforo quanto com arsênio. Isto o torna peculiar, mais ainda longe de ser alguma forma verdadeiramente 'alienígena' de vida, pertencente a uma outra árvore da vida, com uma origem distinta. Entretanto, a GFAJ-1 pode ser um indicador para organismos ainda mais esquisitos. O cálice sagrado será um micróbio que não contenha fósforo de jeito nenhum," disse o cientista.

Davies prevê que o novo organismo "é seguramente a ponta do icebergue, com potencial para abrir um domínio totalmente novo na microbiologia."

E, certamente, não são apenas os cientistas que se interessam pela descoberta.

"Nossa descoberta é uma lembrança de que a vida como nós a conhecemos pode ser muito mais flexível do que nós geralmente assumimos ou mesmo que podemos imaginar," afirmou Wolfe-Simon.

"Esta história não é sobre arsênio ou sobre o Lago Mono," diz ela. "Se alguma coisa aqui na Terra faz algo tão inesperado, o que poderá fazer a vida que nós ainda não conhecemos? Este é o momento de descobrir.

Atmosfera de uma super-Terra é analisada pela primeira vez


A atmosfera do exoplaneta é composta essencialmente por água, ou sob a forma de vapor ou na forma de nuvens espessas ou névoas, um verdadeiro "exoplaneta água".










Exoplaneta água

A atmosfera de um exoplaneta do tipo super-Terra foi analisada pela primeira vez por uma equipe internacional de astrônomos utilizando o Very Large Telescope do Observatório Europeu do Sul (ESO).

O planeta, conhecido como GJ 1214b, foi estudado conforme ele transitava à frente da sua estrela hospedeira - em relação à Terra - e uma parte da radiação estelar atravessava a atmosfera do planeta.

A atmosfera do exoplaneta é composta essencialmente por água, ou sob a forma de vapor ou na forma de nuvens espessas ou névoas.

O planeta GJ 1214b foi descoberto em 2009 com o instrumento HARPS, montado no telescópio de 3,6 metros do ESO, e quem tem estado envolvido em várias descobertas recentes da astronomia.

Novos mundos

Os resultados iniciais sugeriam que este planeta possuísse uma atmosfera, o que agora foi confirmado e estudado em detalhe por uma equipe internacional de astrônomos, liderada por Jacob Bean, do Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica.

"Esta é a primeira super-Terra que teve sua atmosfera analisada, um marco verdadeiramente notável na caracterização destes mundos," diz Bean.

O GJ 1214b tem um raio cerca de 2,6 vezes maior do que o da Terra e possui cerca de 6,5 vezes mais massa, o que o coloca claramente na classe dos exoplanetas conhecidos como super-Terras.

A sua estrela hospedeira encontra-se a cerca de 40 anos-luz de distância da Terra na constelação de Ofiúco (ou Serpentário). É uma estrela de baixa luminosidade - se a GJ 1214, a estrela, fosse observada à mesma distância de nós que o nosso Sol, ela seria 300 vezes menos brilhante.

A estrela é também pequena, o que quer dizer que o tamanho do planeta é grande quando comparado com o disco estelar, tornando-o relativamente fácil de estudar.

O planeta passa em frente do disco da estrela a cada 38 horas, à medida que a orbita a uma distância de apenas dois milhões de quilômetros: cerca de setenta vezes mais perto do que a órbita da Terra em torno do Sol.

Possibilidades

Para estudar a atmosfera, a equipe observou a radiação vinda da estrela à medida que o planeta passava à sua frente. Durante esses trânsitos, uma parte da radiação estelar atravessa a atmosfera do planeta e, dependendo da composição química e do tempo atmosférico no planeta, comprimentos de onda específicos são absorvidos.

A equipe comparou estas medições muito precisas com o que se esperaria observar para várias composições atmosféricas específicas.

Anteriormente a estas novas observações, três atmosferas possíveis para GJ 1214b tinham sido propostas.

A primeira consistia na possibilidade intrigante do planeta estar rodeado por água, a qual, devido à proximidade à estrela, estaria sob a forma de vapor.

A segunda possibilidade era a de um planeta rochoso cuja atmosfera seria essencialmente constituída por hidrogênio, mas com nuvens altas ou nevoeiros que obscureceriam a visão.

A terceira opção era a de que este exoplaneta seria uma espécie de mini-Netuno, com um núcleo rochoso pequeno e uma atmosfera espessa, rica em hidrogênio.

Por exclusão

As novas medições não mostram sinais de hidrogênio e por isso excluem a terceira hipótese.

Portanto, a atmosfera ou é rica em vapor ou encontra-se coberta por nuvens ou nevoeiros, semelhantes aos observados nas atmosferas de Vênus e Titã no nosso Sistema Solar, as quais escondem a assinatura do hidrogênio.

"Embora não possamos ainda dizer exatamente de que é feita a atmosfera, este é um grande passo rumo à caracterização da atmosfera de um mundo tão distante, diminuindo as opções para uma atmosfera constituída ou por vapor ou por nevoeiro," diz Bean. "São agora necessárias observações na radiação infravermelha de maior comprimento de onda para determinar qual destas atmosferas existe realmente em GJ 1214b."

Atmosfera de uma super-Terra é analisada pela primeira vez

Número de estrelas no Universo pode ser três vezes maior


Filtrando a luz de outras estrelas, astrônomos detectaram a fraca assinatura das pequenas anãs vermelhas nas galáxias elípticas vizinhas da Via Láctea.











Se já era difícil imaginar os bilhões de estrelas de cada galáxia, e os bilhões de galáxias, agora talvez seja necessário multiplicar essa imensidão por três.

Astrônomos descobriram que existem muito mais estrelas pequenas e relativamente frias - chamadas anãs vermelhas - do que eles haviam calculado anteriormente.

A conta estava tão errada que o número total de estrelas no Universo pode ser três vezes maior.

Anãs vermelhas

Como as anãs vermelhas são relativamente pequenas e pouco brilhantes, quando comparadas a estrelas como o nosso Sol, os astrônomos não eram capazes de detectá-las fora da Via Láctea e das galáxias mais próximas de nós.

Desta forma, eles não sabiam qual era o percentual das anãs vermelhas em relação à população total de estrelas do Universo.

Na nova pesquisa, os astrônomos usaram os mais modernos instrumentos do Observatório Keck, no Havaí, para detectar os fracos sinais das anãs vermelhas em oito galáxias elípticas gigantes relativamente próximas da Via Láctea - localizados entre cerca de 50 milhões e 300 milhões de anos-luz de distância.

Eles descobriram que as anãs vermelhas - que têm uma massa equivalente a apenas 10 a 20 por cento da massa do Sol - são muito mais abundantes do que o esperado.

"Ninguém sabia quantas dessas estrelas havia," disse Pieter van Dokkum, da Universidade de Yale, nos Estados Unidos. "Diferentes modelos teóricos previam uma vasta gama de possibilidades, de modo que nossa pesquisa responde a uma pergunta que estava em suspenso há muito tempo."

Diferenças entre galáxias

A equipe descobriu que há cerca de 20 vezes mais anãs vermelhas nas galáxias elípticas do que na Via Láctea.

"Nós geralmente assumimos que as outras galáxias se parecem com a nossa. Mas nosso achado sugere que outras condições são possíveis em outras galáxias," afirmou Charlie Conroy, do Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica, que também participou da pesquisa. "Então, essa descoberta pode ter um impacto significativo em nossa compreensão da formação e da evolução das galáxias."

Por exemplo, explica Conroy, as galáxias podem conter menos matéria escura - uma substância misteriosa, que tem massa, mas não pode ser observada diretamente - do que as medidas anteriores de suas massas indicavam. Em vez disso, as abundantes anãs vermelhas podem representar uma parcela muito maior de sua massa do que os cientistas calculavam.

Trilhões de Terras

Outro efeito significativo da pesquisa, segundo Dokkum, é que a descoberta eleva igualmente o número de planetas que orbitam outras estrelas, o que por sua vez eleva o número de planetas que poderiam abrigar vida.

Na verdade, um exoplaneta descoberto recentemente, que os astrônomos acreditam que poderia suportar vida, orbita uma estrela anã vermelha, chamada Gliese 581 - veja Descoberto exoplaneta bem no centro da zona habitável.

"Há possivelmente trilhões de Terras orbitando essas estrelas," disse Dokkum, acrescentando que as anãs vermelhas que eles descobriram, que geralmente têm mais de 10 bilhões de anos de idade, estão por aí a tempo suficiente para que organismos complexos possam ter evoluído. "É uma das razões porque as pessoas estão tão interessadas neste tipo de estrela."