quinta-feira, 3 de setembro de 2009

Cometas


Os cometas são os objetos celestes que mais deram origem a temores e superstições no passado e hoje despertam enorme curiosidade. Podem ser periódicos, como o cometa Halley e outros, que percorrem uma órbita regular ao redor do Sol. E os não-periódicos que entram no sistema solar e voltam ao espaço interestelar.
Da análise da estrutura física dos cometas, quando estes estão no periélio, nós podemos dividí-lo em três partes principais a saber:
NÚCLEO - constatou-se que todos os fenômenos que ocorrem no cometa, tem a sua origem a partir de seus núcleos sólidos e com poucos quilômetros de diâmetro. O núcleo ao aproximar do Sol dá origem à cabeleira e cauda. Por serem corpos pequenos (baixa atração gravitacional) e movimentando-se muito rápido nas proximidades do Sol, a cada passagem pelo mesmo, ocorre um aumento muito grande da cauda, que implica em perdas de matéria. A matéria que compõe a formação dos núcleos corresponde a uma espécie de gelo sujo com massa variando de 1,0kg a algumas dezenas de toneladas.
CABELEIRA ou COMA - aparece sob a forma de nebulosidade sobre o núcleo. Como uma espécie de atmosfera que pode ter seu volume muito maior que a Terra. É mais brilhante do que a cauda, a qual dá origem. A presença predominante de componentes simples, a base de hidrogênio (inclusive ele neutro) e de oxigênio, revela que a constituição do cometa é água em dois estados, sendo o estado líquido inexistente.
CAUDA - A cauda é provocada pela ação dos ventos solares, por isso nas proximidades do Sol a cauda aumenta, pois a densidade dos ventos solares é maior. Acredita-se que a cada passagem pelo Sol o diâmetro do núcleo do cometa diminua em alguns metros. Os cometas possuem dois tipos de caudas: uma constituída de poeira neutra e a outra de plasma, isto é, elétrons e gases ionizados. A primeira de cor amarelada que reflete a luz solar e a segunda em tom azulado, produzida principalmente pelo CO. A cauda é formada pela pressão eletromagnética (exercida pela luz), e pelo vento solar. É oposta à atração gravitacional, ou seja, aponta sempre na direção radial contrária à do Sol.
Figura 1: Estrutura de um Cometa.
A cabeleira e a cauda tem em média de dez mil a cem milhões de vezes o diâmetro do núcleo, porém com densidade muito baixa e desse modo, nós podemos observá-los a partir de Terra.
Vida e Origem dos Cometas
A vida média dos cometas não ultrapassa 10 milhões de anos. Acredita-se que os núcleos dos cometas estão vagando pelo espaço fora do sistema solar. Devido ao movimento do Sol ao redor do núcleo galático esses objetos são capturados pelo campo gravitacional do Sol e se transformam em cometas. Foi susposto na década de 50 por Jan Hendrik Oort (1900) existência de uma nuvem de cometas (Nuvem de Oort), próxima do Sol (em relação às distâncias galáticas), a cerca de 100.000 ua. Essa nuvem está distribuida de forma esférica ao redor do Sol. Sua origem pode ser os próprios restos do sistema solar, que se solidificou nessa região. Algumas anomalias gravitacionais provocadas pelas estrelas próximas, podem tirar alguns corpos de suas posições e esses serem atraídos pelo Sol. Ao entrarem em direção ao sistema solar, esses corpos poderão adquirir três tipos de órbita:
Parabólica e Hiperbólica - que se aproximam uma única vez do Sol e retornam ao espaço inter-estelar. São os cometas não periódicos.
Elíptica - são os cometas periódicos. Esse tipo de órbita é geralmente é provocada pela influência gravitacional dos planetas, pricipalmente Júpiter e Saturno, que têm a tendência de prenderem os cometas ao sistema solar.

Buracos Negros



Buraco Negro é uma região do espaço onde o campo gravitacional é tão forte que nada sai dessa região, nem a luz; daí vermos negro naquela região. Matéria (massa) é que "produz" campo gravitacional a sua volta. Um campo gravitacional forte o suficiente para impedir que a luz escape pode ser produzido, teoricamente, por grandes quantidades de matéria ou matéria em altíssimas densidades.
Velocidade de Escape
Se atirarmos uma pedra para cima ela "sobe" e depois "desce", certo? Errado! Se atirarmos um corpo qualquer para cima com uma velocidade "muito" grande, esse corpo "sobe" e se livra do campo gravitacional da Terra, não mais "retornando" ao nosso planeta. A velocidade mínima para isso acontecer é chamada de velocidade de escape. A velocidade de escape na superfície da Terra é 40.320 Km/h. Na superfície da Lua, onde a gravidade é mais fraca, é 8.568 Km/h, e na superfície gasosa do gigantesco Júpiter é 214.200 Km/h. A velocidade da luz é aproximadamente 1.080.000.000 Km/h. Um buraco negro é um corpo que produz um campo gravitacional forte o suficiente para ter velocidade de escape superior à velocidade da luz. A massa do Sol (0,2 X 10³¹Kg) é 333 mil vezes a massa da Terra e seu diâmetro (1,4 milhões de quilômetros) é mais de 100 vezes o diâmetro da Terra. Ele se transformaria em um buraco negro caso se contraísse a um diâmetro menor que 6 Km.
Detecção
Uma vez que nada sai de um buraco negro, nada de um buraco negro chega até nós. Resta-nos então observá-lo indiretamente, através de sua ação sobre sua vizinhança. "Vemos" um buraco negro observando "coisas" que o rodeiam sob a ação do seu campo gravitacional ou então que "caem" em sua direção, também sob a ação desse mesmo campo gravitacional. A velocidade com que a matéria, a uma determinada distância de um corpo, o orbita, é proporcional à gravidade desse corpo. Mesmo sem vermos o corpo central podemos saber qual a sua massa se virmos e medirmos a velocidade de nuvens de gás e poeira que o orbitam, por exemplo.Uma outra situação: se sob a ação da gravidade do corpo central, matéria "cai" em direção a ele, esse material enquanto vai "caindo" vai se comprimindo; por se comprimir vai se esquentando, e quanto mais quente fica, mais irradia... Também nesse caso, se medimos essa radiação, obtemos informações sobre o corpo central.
Buracos Negros Super Massivos
Em 1994, astrônomos que trabalhavam com o Telescópio Espacial Hubble, não apenas obtiveram fortes indícios da presença de um buraco negro no centro de uma galáxia espiral, como também mediram a sua massa. Através de um efeito bem conhecido da física (Efeito Doppler) foi possível medir a velocidade de gás e poeira girando em torno do centro da galáxia M87. Pelo desvio das linhas espectrais da radiação emitida por esse material, chegou-se à conclusão que ele gira em torno do núcleo de M87 com uma velocidade muito grande. Para manter esse material com uma velocidade tão grande é preciso uma massa central também muito grande. Uma quantidade tão grande de massa no volume interno à órbita do material que o circula só pode ser um buraco negro. A massa deste buraco negro foi estimada em 3 bilhões de massas solares.
Posteriormente foram obtidos indícios de outros buracos negros no centro de outras galáxias. A tabela abaixo nos apresenta 17 galáxias que atualmente suspeitamos possuírem buracos negros supermassivos em seus centros. Também é apresentada a massa estimada desses buracos negros.
Hoje acreditamos ser possível que toda grande galáxia tenha um buraco negro, de massa equivalente a milhões ou bilhões de estrelas, em seu centro. Esses buracos negros podem ter se formado no universo primitivo, a partir de gigantescas nuvens de gás ou então depois das galáxias já formadas, a partir do "colápso" de imensos aglomerados estelares.
Buracos Negros Estelares
Antes da fantástica descoberta acima descrita a procura por buracos negros no universo se concentrava principalmente na possível detecção de objetos muito compactos com massa algumas poucas vezes maior que a massa do Sol e que estariam espalhados nas galáxias. Desde 1939 acreditamos que, em seu processo evolutivo, uma estrela de massa maior que 3,2 vezes a massa do Sol, quando acaba o seu combustível, pode "desabar sob seu próprio peso". Essa estrela pode se contrair tanto que dê origem a um campo gravitacional forte o suficiente para impedir que a luz escape de suas proximidades. Um buraco negro! Se um buraco negro desses estiver envolto por uma nuvem de gás e poeira ou se tiver uma estrela por companheira, pode ser que tenhamos matéria dessa nuvem ou dessa estrela "caindo" no buraco negro e então irradiando (principalmente na frequência de raio X). Um número considerável de estrelas da nossa galáxia forma sistemas duplos. É possível então que tenhamos vários buracos negros cabíveis de serem detectados através dessa radiação. Cygnus X-1 é uma "fonte de raios X", companheira de uma estrela de massa aproximadamente 30 vezes a do Sol (HDE 226868) e é um dos mais fortes candidatos a buraco negro conhecido.
Uma Nova Classe de Buracos Negros
Em abril passado astrônomos da NASA e da Carnegie Mellon University comunicaram haver obtido, separadamente, evidências da existência de buracos negros de massas variando entre 100 e 10.000 massas solares, nos centros de algumas galáxias. Os astrônomos da NASA obtiveram tal evidência estudando raios X emitidos por 39 galáxias próximas à nossa. NGC 4945, uma galáxia espiral muito parecida com a Via Láctea (nossa galáxia), é uma dessas. Os astrônomos da Carnegie Mellon University chegaram à mesma evidência estudando raios X provenientes de M82.Têm sido elaboradas teorias procurando entender a origem dessses buracos negros "meio pesados".
Mini Buracos Negros?
Vale a pena lembrar que muitos astrônomos e físicos acreditam na existência de mini buracos negros que teriam sua origem nos primórdios do universo.Alguns procuram explicar a explosão que ocorreu sobre o rio Tunguska na Sibéria em 1908 e destruiu mais de 2.150 quilômetros quadrados de densa floresta, à colisão de um desses mini buracos negros com a Terra.

Aurora Polares


A Aurora Polar é um fenômeno óptico e luminoso que ocorre nas proximidades das zonas polares através de partículas energizadas vindas do Sol. Tais partículas compostas por prótons e elétrons ultrapassam as linhas magnéticas do planeta e ao entrar em contato com os gases atmosféricos provocam os efeitos luminosos que podem ser em forma de mancha, ralo, arco, faixa ou véu e ainda diferentes cores, como verde, vermelho, violeta e azul. Os gases que em contato com tais partículas promovem tais efeitos são o oxigênio e o nitrogênio.
Como citado anteriormente, a aurora polar ocorre próximo às zonas polares. Aurora Boreal é o nome dado ao fenômeno quando esse ocorre no hemisfério norte enquanto Aurora Austral é o nome dado ao fenômeno quando esse ocorre no hemisfério sul. Tais fenômenos podem ocorrer tanto no verão quanto no inverno, porém é dificilmente visto durante o verão, pois se torna invisível à luz do dia nesse período. São melhores vistas em períodos de setembro – outubro e em fevereiro – março.
As auroras não são particularidades da Terra, pois como é um fenômeno externo pode vir a ocorrer em outros planetas próximos ao Sol, como Vênus, Marte, Saturno e Júpiter.

Asteróides


Um asteróide (AO 1990: asteroide) é um corpo menor do sistema solar, geralmente da ordem de algumas centenas de quilômetros apenas. É também chamado de planetóide. O termo "asteroide" deriva do grego "astér", estrela, e "oide", sufixo que denota semelhança.
Já foram catalogados mais de três mil asteroides, sendo que diversos deles ainda não possuem dados orbitais calculados; provavelmente existem ainda milhares de outros asteroides a serem descobertos. Estima-se que mais de quatrocentos mil possuam diâmetro superior a um quilômetro.

Ceres era considerado o maior asteroide conhecido, possuindo diâmetro de aproximadamente mil quilômetros, mas desde 24 de Agosto de 2006 passou a ser considerado um planeta anão. Possui brilho variável, o que é explicado pela sua forma irregular, que reflete como um espelho a luz do Sol em diversas direções.
Os asteroides estão concentrados em uma órbita cuja distância média do Sol é de cerca de 2,17 a 3,3 unidades astronômicas, entre as órbitas de Marte e Júpiter. Esta região é conhecida como Cinturão de Asteroides. No entanto, dentro deste cinturão há diversas faixas que estão praticamente vazias (são as chamadas Lacunas de Kirkwood), que correspondem a zonas de ressonância onde a atração gravitacional de Júpiter impede a permanência de qualquer corpo celeste.
Alguns asteroides, no entanto, descrevem órbitas muito excêntricas, aproximando-se periodicamente dos planetas Terra, Vênus e, provavelmente, Mercúrio. Os que podem chegar perto da Terra são chamados EGA(earth-grazers ou earth-grazing asteroids). Um deles é o famoso Eros.
Os asteroides troianos constituem outros espécimes particulares de planetoides que orbitam fora do cinturão.
Há muitas técnicas utilizadas para se estudar as características físicas dos asteroides: fotometria, espectrofotometria, polarimetria, radiometria no infravermelho etc. A superfície da maior parte deles é comparável à dos meteoritos carbônicos ou a dos meteoritos pétreos.
De acordo com as teorias mais modernas, os asteroides seriam resultado das condensações da nebulosa solar original, mas que não conseguiram aglomerar toda a matéria em volta na forma de um planeta devido às perturbações gravitacionais provocadas pelo gigantesco planeta Júpiter. Outra teoria afirma que aí existia um planeta, mas que foi destroçado pela sua proximidade com Júpiter.

Sistema Planetário

Um sistema planetário consiste em objetos não-estelares que orbitam uma estrela, tal como planetas, luas, asteróides, meteoros, cometas e poeira cósmica. O sistema planetário ao qual pertence o planeta Terra é denominado Sistema Solar. Aos demais, se dá a denominação de extra-solares.

Origem e Evolução
Acredita-se que os sistemas planetários se formam através do mesmo processo que a formação de estrelas. Algumas das primeiras teorias envolvem a passagem de outra estrela muito próximo do Sol, o que implica o afastamento de material do mesmo que formará posteriormente novos planetas. Contudo, a probabilidade dessa tão próxima colisão é demasiado pequena para que esta teoria se torne viável. As teorias que são aceitáveis actualmente discutem que um disco protoplanetário forma através de um colapso gravitacional uma nuvem molecular e que se desenvolve num sistema planetário através de colisões e captura gravitacional.
Alguns sistemas planetários podem formar-se de forma diferente

Aceleração da gravidade

Aceleração da gravidade em um ponto, é a intensidade do campo gravitacional neste ponto. Geralmente, o ponto é perto da superfície de um corpo massivo. Um exemplo é a aceleração da gravidade na Terra ao nível do mar e à latitude de 45° ,(g) é aproximadamente igual a 9,80665 m/s².
A aceleração na Terra varia minimamente, devido a, principalmente, diferentes altitudes, variações na latitude e distribuição de massas do planeta.
Para fins didáticos, é dito que a aceleração da gravidade é a aceleração sentida por um corpo em queda livre.
Dedução matemática
Esta aceleração pode ser obtida matematicamente através da Lei da Gravitação Universal e da Segunda Lei de Newton. Pela Lei da Gravitação Universal, a força gravitacional é proporcional ao produto das massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância. Já pela Segunda Lei de Newton, quando a aceleração é constante, a força é igual ao produto da massa pela aceleração. Nas proximidades da Terra, ou de qualquer outro planeta, a distância é desprezível comparada com a massa do planeta, tornando assim, a aceleração aproximadamente constante.
Curiosidades
A trajetória de um corpo em queda livre (exceto nos polos) não é uma reta que aponta para o centro da Terra, uma vez que a aceleração da gravidade não é a resultante, há também a aceleração de Coriolis, a qual "empurra" o corpo no para leste ou oeste, dependendo da posição de queda sobre a Terra.
Na Idade Média, acreditava-se que a aceleração da gravidade ocorria devido a uma grande força constante aplicada sobre a Terra, a qual era suposta plana, assim como ocorre com um elevador em ascensão.

Ano Internacional da Astronomia

O Ano Internacional da Astronomia é um ano de celebração da astronomia, celebrado em 2009, para coincidir com o 400.º aniversário das primeiras observações astronómicas feitas com um telescópio por Galileu Galilei e da publicação de Astronomia nova por Johannes Kepler no século XVII. O Ano foi declarado pela 62.ª Assembleia Geral da ONU. Um regime mundial, estabelecido pela União Astronómica Internacional (IAU), também foi aprovada pela UNESCO - órgão da ONU responsável pela Educação, Ciência e Cultura.
A União Astronómica Internacional e a UNESCO estão a coordenar o Ano Internacional de Astronomia em 2009. Esta iniciativa é uma oportunidade para os cidadãos da Terra para adquirirem um conhecimento mais profundo da astronomia e o seu papel no enriquecimento das culturas humanas. Além disso, irá servir como uma plataforma para informar o público sobre as mais recentes descobertas astronómicas e destacar o papel essencial da educação na ciência da astronomia.