Faculdade de CIências da Universidade do Porto

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Descrição

"Next Generation Astronomy" e Fado

Venha conhecer a "Astronomia da Próxima Geração", seguida de um concerto com a fadista Casimira Alves, a 1 de junho.

O evento terá início às 21h30, no Planetário Calouste Gulbenkian - Centro Ciência Viva, em Lisboa, com a palestra "Next Generation Astronomy” dada em inglês por José Afonso, coordenador do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, seguida de um concerto de fado pela fadista Casimira Alves, acompanhada por Paulo Leitão na guitarra portuguesa e Miguel Almeida na viola. Com organização do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, em parceria com o Planetário Calouste Gulbenkian - Centro Ciência Viva, este evento faz parte do programa social da IV Conferência Internacional de Aplicações em Ótica e Fotónica (AOP2019), a decorrer em Lisboa. O evento é aberto ao público e não requer inscrição prévia, estando a entrada limitada ao número de lugares disponíveis.

“Astro-arqueologia” revela antigo sistema com 5 planetas do tipo terrestre

Graças a dados que a missão espacial Kepler (NASA) recolheu quase continuamente ao longo de 4 anos, uma equipa internacional, da qual fazem parte os investigadores do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) Vardan Adibekyan, Nuno Santos e Sérgio Sousa, publicou hoje a descoberta do sistema Kepler-444, na revista The Astrophysical Journal. Este sistema com cinco planetas ter-se-á formado há 11,2 mil milhões de anos, isto é, quando o Universo tinha cerca de um quinto dos atuais 13,8 mil milhões de anos. Ou seja, quando a Terra se formou, os exoplanetas deste sistema, cerca de 2,5 vezes mais velho que o nosso Sistema Solar, já eram mais velhos do que a idade atual da Terra. Este é por isso o mais antigo sistema estelar conhecido a albergar exoplanetas do tipo terrestre. Saber mais »

“Gelo seco” nos fósseis da formação do Sistema Solar

Um estudo internacional, em que participa Nuno Peixinho, investigador do IA, revela uma vasta presença de antigos gelos de dióxido de carbono (CO²) e monóxido de carbono (CO) em corpos para lá da órbita de Neptuno, sugerindo que estas moléculas poderiam já existir durante a formação do Sistema Solar.

Nuno Peixinho, do IA e da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra (FCTUC), conversou com o podcast Palavra de Cientista sobre este trabalho publicado na revista científica Nature Astronomy. https://open.spotify.com/episode/7AGQy6cSRiBFPZIGHzkO8N

Como foi que disse? – 1ª parteNavegar no vocabulário da astronomia — Estrelas

Em astronomia, “inicial” e “tardio” nem sempre se referem a uma linha de tempo, e “metal” pode não ser aquele material brilhante que transmite corrente elétrica.

Numa série de quatro artigos, vamos navegar por alguns termos usados na astronomia, de modo que possa compreender o vocabulário astronómico como um verdadeiro profissional.

Estrelas “iniciais” e “tardias”

Os astrónomos frequentemente distinguem as estrelas entre os tipos "inicial" e "tardio". As estrelas do tipo inicial são geralmente quentes e azuis, enquanto que as do tipo tardio são mais frias e vermelhas. Enquanto que estes nomes podem sugerir algo acerca da idade da estrela, essa não é a verdade. Isto trata-se de facto de um remanescente arcaico de uma explicação de como as estrelas evoluem proposta no século XIX, que sugeria que estrelas do tipo inicial (azuladas) gradualmente arrefeceriam e encolheriam até se tornarem estrelas do tipo tardio (avermelhadas). Este modelo tinha por base um processo físico conhecido por mecanismo Kelvin-Helmholtz, pelo qual os objetos irradiam energia à medida que contraem, e que se pensava ser a razão por que as estrelas brilham. Porém, se este fosse o caso, então o Sol não poderia ter brilhado por mais do que alguns milhões de anos. Mas os registos geológicos encontrados na Terra mostram que o nosso planeta tem vários milhares de milhões de anos. Mesmo tendo aquela ideia sido enfim abandonada, a terminologia inicial/tardio sobreviveu até hoje. [caption id="" align="alignnone" width="1280"]

Nebulosa NGC 1788, na constelação de Orionte

Nesta imagem de uma das nebulosas na região do céu da constelação de Orionte são visíveis estrelas de tom azulado e de tom vermelho-amarelado. A cor da estrela é indicativa não só da temperatura a que a superfície da estrela se encontra, mas também diz aos astrónomos, dependendo da massa da estrela, em que momento da sua evolução ela se encontra.
Créditos: ESO/Digitized Sky Survey 2. Acknowledgement: Davide de Martin[/caption]

As estrelas “queimam” hidrogénio

A última machadada na história das estrelas de tipo “inicial” e “tardio” foi a descoberta de que as estrelas são alimentadas por fusão nuclear. Numa estrela, átomos leves como o hidrogénio são forçados a juntarem-se no núcleo da estrela, sob temperatura e pressão tremendas, devidas à gravidade. Isto resulta na fusão destes átomos em elementos mais pesados (no caso do hidrogénio, em hélio), libertando quantidades imensas de energia. Isto faz com que estrelas como o Sol brilhem intensamente.

Estrelas de população I, II e III. Poderá pensar que estas três populações de estrelas se sucederam no tempo. Porém, a existir uma ordem entre elas, essa ordem é invertida em relação à sua numeração romana.

Como a fusão “alimenta” as estrelas, é frequente os astrónomos referirem-se a este processo como “queima”, e então é provável que se ouça dizer que uma estrela “queima hidrogénio”. Contudo, isto não deverá ser confundido com o termo “queimar” que é aplicado ao que acontece na Terra (por exemplo, com um fósforo e oxigénio do ar) pois os dois processos não têm qualquer relação. Um processo, na estrela, envolve energia nuclear (armazenada no núcleo atómico), enquanto os fósforos envolvem energia eletromagnética ou química (armazenada nos eletrões dos átomos).

Nova e supernova

Uma ‘nova’ não é uma nova estrela que aparece no céu, embora o nome tenha tido essa origem quando entrou em uso no século XVI. O brilho percecionado como uma ‘nova’ estrela é de facto uma explosão termonuclear. Ocorre em geral num sistema de estrelas duplo, ou binário, composto por uma estrela normal e por uma anã branca (uma espécie de cadáver estelar). A explosão ocorre devido à queda de material da estrela normal para a anã branca. Do termo nova derivou outro: ‘supernova’. Uma supernova é uma explosão mais luminosa, em valor real, do que uma nova. As supernovas devem-se ao colapso do interior de uma estrela no final da sua vida (uma estrela com mais massa do que o Sol). Também podem ocorrer pelo colapso do resto mortal de uma estrela, como uma anã branca, caso esta tenha roubado material adicional de uma estrela companheira e atingido assim o limite de massa. [caption id="" align="alignnone" width="1200"]

Imagem do enxame de galáxias MACS J1720+35

Enxame de galáxias MACS J1720+35, observado com o telescópio espacial Hubble. Nos dois quadrados inseridos na parte superior esquerda foi ampliada a imagem de uma galáxia distante (a 7,7 mil milhões de anos-luz). Observa-se na imagem da direita um ponto de luz (indicado pela seta), ausente na imagem da esquerda, obtida quatro meses antes. Trata-se de uma supernova: uma estrela que explodiu. Lista completa de créditos e mais informação (em inglês).[/caption]

Estrelas de população I, II e III

Poderá pensar que estas três populações de estrelas se sucederam no tempo. Porém, a existir uma ordem entre elas, essa ordem é invertida em relação à sua numeração romana. Ao longo da história do Universo formaram-se, evoluíram e extinguiram-se muitas estrelas, de cujos restos mortais se formaram as sucessivas gerações. As primeiras estrelas eram constituídas quase apenas por hidrogénio e hélio, sintetizados após o Big Bang. Foram essas primeiras estrelas, através da fusão nuclear, que começaram a converter esses elementos leves e a enriquecer o Universo com elementos químicos mais pesados, essenciais para que hoje existam planetas rochosos e organismos como os humanos. Os astrónomos designam essa primeira geração de estrelas de população III.

De que cor é o Sol? Para os nossos olhos, que têm um limite de saturação para a intensidade de luz, o Sol é branco (todas as cores juntas por igual). Mas se esse limite não existisse, veríamos o sol ligeiramente esverdeado.

As estrelas da população II são estrelas mais recentes mas ainda assim antigas. Apresentam já alguma quantidade de elementos químicos mais pesados do que o hidrogénio e o hélio. São estrelas típicas do centro luminoso das galáxias, ou da sua periferia – no chamado halo. Quanto às estrelas da população I, são estrelas formadas no período mais recente da história do Universo, como o Sol. Têm uma elevada proporção de elementos mais pesados do que o hidrogénio e o hélio, e é mais provável que existam planetas a orbitá-las. São estrelas típicas do disco e dos braços de galáxias espirais como a nossa Via Láctea. [caption id="attachment_23783" align="alignnone" width="747"]

Conceção artística da nossa galáxia, a Via Láctea, sobre a qual estão identificadas as regiões típicas de uma galáxia espiral.
Créditos: NASA/JPL-Caltech/ESO/R. Hurt;
ESO/NASA/JPL-Caltech/M. Kornmesser/R. Hurt[/caption]

Estrelas O B A F G K M

Alguém familiarizado com astronomia vê cores nestas letras mesmo que estivessem a preto. Cada letra refere-se a uma gama de temperatura a que se encontra a superfície das estrelas desse tipo. Como o gás da estrela, para cada temperatura, tem um pico de brilho numa certa região do espectro da radiação eletromagnética (ou seja, numa certa cor da luz), então a cada gama de temperatura corresponde uma cor dominante. O Sol é uma estrela de tipo G, com temperaturas à superfície a rondar os 5800 Kelvin (o 0 da escala de Kelvin corresponde a -273,15º na escala Celsius). Estrelas avermelhadas são menos quentes à superfície (cerca de 3000 K), enquanto as estrelas O, azuis, podem ultrapassar os 30.000 Kelvin (e de facto têm o seu pico de brilho já na região dos ultravioletas). Então de que cor é o Sol? Para os nossos olhos, que têm um limite de saturação para a intensidade de luz, o Sol é branco (todas as cores juntas por igual). Mas se esse limite não existisse, veríamos o sol ligeiramente esverdeado, pois é nesses comprimentos de onda de luz que está o seu pico de intensidade. Se por ocasião do poente ou do nascente vemos o sol amarelo, ou mesmo vermelho, isso deve-se a um efeito de dispersão das frequências de cor azul por parte da atmosfera. [caption id="attachment_22129" align="alignnone" width="747"]

Representação esquemática da estrela anã vermelha Próxima Centauro, em comparação com as duas outras estrelas do sistema estelar Alfa Centauro, o conjunto de estrelas mais próximo do Sol, situado a 4,2 anos-luz.
Proxima Centauro é uma estrela menos quente, à superfície, do que o Sol.
Créditos: IAstro/Sérgio Pereira[/caption]

A série de artigos de que este texto faz parte tem por base o artigo “What did you just say? – Navigating astronomy’s confusing terminology”, de Anita Chandran, publicado no ESOblog, traduzido para português por Iara Tiago e expandido por Sérgio Pereira, do Grupo de Comunicação de Ciência do IA, com revisão científica de Sérgio Sousa.

Como foi que disse? – 2ª parteNavegar no vocabulário da astronomia — Galáxias

No segundo artigo desta série, em que procuramos descomplicar termos estranhos usados em astronomia, vamos até ao espaço profundo e descobrir que, também entre as galáxias, nem sempre os nomes são aquilo que parecem.

Numa série de quatro artigos, vamos navegar por alguns termos usados na astronomia, de modo que possa compreender o vocabulário astronómico como um verdadeiro profissional.

Galáxias de tipo inicial e tardio

Assim como há estrelas do tipo “inicial” e “tardio”, os astrónomos usam também 'inicial' e 'tardio' para se referirem à estrutura das galáxias. As galáxias do tipo “inicial” tendem a ser galáxias elípticas, sem características distinguíveis na sua estrutura, e geralmente avermelhadas – por terem estrelas em fases evoluídas, pouco gás e quase nenhuma formação de novas estrelas. As galáxias do tipo “tardio” são espirais ou irregulares, com uma estrutura mais complexa, e são mais azuis – por terem estrelas jovens em regiões com grande reserva de gás e formação estelar. Esta nomenclatura surgiu do trabalho do astrónomo norte-americano Edwin Hubble que, numa primeira tentativa para encontrar alguma ordem dentro da panóplia de formas (ou morfologias) que vemos nas galáxias, as organizou ao longo de um sistema de classificação agora conhecido como Sequência de Hubble. [caption id="attachment_23844" align="alignnone" width="747"]

Este sistema classificativo é designado por Sequência de Hubble e deu origem à ideia enganadora de que as galáxias evoluem dos estádios à esquerda (“iniciais”) para os estádios à direita (“tardios”). No entanto, esta é apenas uma representação visual que pretende dar ordem ao “zoo” de galáxias. O modo como as galáxias evoluem é mais complexo.
A forma em “diapasão”, ou bifurcada, pretende distinguir dois “ramos” entre as galáxias com braços espirais: as que têm uma barra, que é um alinhamento das estrelas na zona central da galáxia, e as que não apresentam esta barra. As observações da nossa própria galáxia, a Via Láctea, indicam que é uma espiral barrada.

Créditos: Zoouniverse[/caption] No entanto, embora o próprio Hubble tenha advertido explicitamente contra o uso desta classificação para inferir qualquer tipo de tendência evolutiva das galáxias, por algum tempo os astrónomos pensaram que as galáxias evoluiriam da esquerda para a direita nesta sequência. Hoje sabemos que não é o caso. Na verdade, quando duas galáxias espirais se fundem, a galáxia resultante geralmente é uma galáxia elíptica, pois ocorre um processo de rápida formação de estrelas, que consome quase todo o gás. Porém, na maioria das vezes, as galáxias têm diferentes morfologias porque evoluíram de maneiras diferentes.

Matéria escura

Poderíamos ser levados a pensar que, se puséssemos uma quantidade de matéria escura diante de uma lâmpada, aquela iria ocultar a luz e veríamos uma silhueta. De facto, um material escuro não emite, nem reflete, nem deixa passar a luz, mas absorve a luz – toda a luz, ou melhor, todas as cores – e por isso é cinzento ou preto.

Até muito recentemente, a luz (ou radiação eletromagnética) tinha a quase exclusividade da informação sobre o Universo que podíamos recolher aqui na Terra. Por isso, algo que tenha a palavra “escuro” no nome pode também significar uma coisa sobre a qual os astrónomos sabem ainda muito pouco.

Porém, a matéria escura não é cinzenta nem preta. Ela deixa passar a luz, não a absorve, e tudo leva a crer que ela não interage de nenhuma forma com a radiação eletromagnética. “Escuro”, neste caso, refere-se a algo que simplesmente não se vê – não emite, não reflete, nem absorve luz. Do ponto de vista da matéria escura, parece que a luz não existe. O nome “matéria escura” foi cunhado para se referir ao excesso de matéria que parece existir nas galáxias e nos enxames de galáxias, em relação ao que seria expectável somando apenas a matéria que podemos depreender diretamente só pela informação luminosa. Entre o pouco que se sabe sobre a matéria escura, é que ela parece definir toda a estrutura do Universo – as regiões para onde se concentra a matéria normal e onde se formam as estrelas, as galáxias e os enxames de galáxias.

Energia escura

Até muito recentemente, a luz (ou radiação eletromagnética) tinha a quase exclusividade da informação sobre o Universo que podíamos recolher aqui na Terra. Por isso, algo que tenha a palavra “escuro” no nome pode também significar uma coisa sobre a qual os astrónomos sabem ainda muito pouco. A “energia escura” é uma delas. Este nome foi dado a qualquer coisa, ainda desconhecida, que parece, na grande escala do Universo, estar a contrariar a força da gravidade – quais duas titânidas lutando por definir, cada uma à sua maneira, o destino do Universo – e a primeira parece estar a ganhar. O Universo está a expandir-se cada vez mais rápido, com os enxames de galáxias a afastarem-se cada vez mais uns dos outros. Se existe algum misterioso processo que está a produzir cada vez mais espaço entre os enxames de galáxias, a resposta provisória chama-se “energia escura”. [caption id="attachment_23845" align="alignnone" width="747"]

Nesta imagem podemos observar uma ampla panóplia de tipos de galáxias. Fazem parte de um enxame de galáxias de nome Abell S1063. Os arcos ou linhas que se observam em volta da galáxia no centro da imagem são galáxias muito mais distantes e que são ampliadas (e deformadas) pelo efeito de lente produzido pela enorme massa do enxame de galáxias em primeiro plano. O cálculo dessa massa é muito superior ao que se obtém considerando apenas a componente luminosa do conjunto. Há um excedente de matéria de natureza desconhecida, a matéria escura.

Créditos: NASA, ESA, and J. Lotz (STScI)[/caption]

A série de artigos de que este texto faz parte tem por base o artigo “What did you just say? – Navigating astronomy’s confusing terminology”, de Anita Chandran, publicado no ESOblog, traduzido para português por Iara Tiago e expandido por Sérgio Pereira, do Grupo de Comunicação de Ciência do IA, com revisão científica de Ismael Tereno.

Como foi que disse? – 3ª parteNavegar no vocabulário da astronomia — Planetas

Se alguma vez encontrou o termo planeta “tipo-Terra”, espere mais um pouco antes de se mudar para lá. Alguns termos em astronomia podem parecer estranhos ou enganadores.

Nesta terceira parte de uma série de quatro artigos tentamos descomplicar alguns termos usados em ciências planetárias, para que os consiga usar como um profissional.

O que é afinal um planeta?

Os astrónomos estão ainda em desacordo em relação à forma como definem um planeta no Sistema Solar. Muitos definem os planetas como sendo corpos massivos o suficiente para atingirem um estado de equilíbrio em que, devido à gravidade, o planeta adquire uma forma quase esférica. Mas outros astrónomos exigem requisitos adicionais. A definição dada pela União Astronómica Internacional (IAU) requer que, para além de estarem em equilíbrio e serem quase redondos, os planetas orbitem o Sol e tenham “limpo a sua vizinhança”, removendo outros objetos astronómicos do seu caminho. Então, tecnicamente, existem apenas oito planetas no nosso Sistema Solar, visto que Plutão não cumpre o terceiro critério. [caption id="attachment_23954" align="alignnone" width="752"]

Ceres, tal como Plutão, é um planeta-anão, mas a sua história não começou assim. Descoberto em 1801 por Giuseppe Piazzi, foi o primeiro objeto identificado na região atualmente conhecida por cintura de asteroides, e foi referido como asteroide até à reclassificação em 2006, junto com Plutão.
Apesar de muito mais pequeno do que a Lua, a sua forma arredondada justifica a sua classificação como planeta-anão. Mas pelo facto de partilhar a sua órbita em volta do Sol com muitos outros objetos, não pode ser considerado um planeta.

Créditos: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA[/caption] Entende-se que limpar a órbita não poderá ir até ao limite das poeiras que cruzam as órbitas dos planetas, pois estas existirão sempre. Porém, um planeta tem a capacidade de limpar toda a órbita se lhe derem o tempo suficiente para isso, enquanto que um planeta-anão, ou um pequeno corpo do sistema solar, nunca o conseguirá.

A “habitabilidade” planetária implica apenas que um planeta tem a possibilidade de ter água no estado líquido. Mas sabemos que este não é o único factor essencial à vida no nosso planeta.

E os planetas que orbitam outras estrelas que não o Sol, os exoplanetas? De acordo com a definição da IAU, os exoplanetas não são formalmente considerados planetas, pois não andam à volta do Sol. Eles têm, portanto, a sua própria definição. Assim como os planetas do Sistema Solar, eles têm de ser massivos o suficiente, mas não tão massivos ao ponto de gerarem fusão nuclear no seu interior. A fusão nuclear só acontece em corpos com massa superior a 13 vezes a massa de Júpiter – nas chamadas anãs castanhas, que são estrelas “falhadas”, sem massa suficiente para gerar energia por fusão nuclear do hidrogénio (como a que acontece no Sol), mas onde pode ocorrer a fusão do deutério, um isótopo raro do hidrogénio. Além disso, os exoplanetas podem orbitar objetos que não sejam estrelas, como as anãs castanhas ou cadáveres estelares, como as estrelas de neutrões (o final de vida de estrelas com mais massa do que o Sol). Mas os planetas têm de orbitar algo, o que significa que os chamados planetas errantes, desgarrados de qualquer estrela, não são propriamente planetas.

Habitável

Poderá pensar que um exoplaneta “habitável” é um no qual pudéssemos viver. Não é bem assim. A habitabilidade planetária é uma medida do potencial que um planeta, ou lua, tem para desenvolver e manter ambientes propícios à vida como conhecemos na Terra. Isto frequentemente implica apenas que um planeta tem a possibilidade de ter água no estado líquido. Mas sabemos que este não é o único factor essencial à vida no nosso planeta. Além disso, se entretanto descobrirmos algo sobre outras possíveis formas de vida, a nossa definição de “habitável” pode ter que ser revista.

Zona Habitável

Com base na ideia de “habitável”, a zona habitável, ou 'zona Goldilocks', é o intervalo de distância a uma estrela no qual a superfície de um planeta ou lua pode suportar água líquida, se houver pressão atmosférica suficiente. Esta última parte é importante: a nossa Lua está obviamente dentro da zona habitável do Sol, mas não pode albergar água líquida porque não tem atmosfera. [caption id="attachment_22058" align="alignnone" width="752"]

Esta é uma conceção artística da superfície de Vénus. Visto a anos-luz de distância, Vénus poderia ser classificado como um planeta 'tipo-Terra', mas está longe de ser um planeta habitável. Vários factores estão de facto envolvidos na habitabilidade como a entendemos, e não apenas a distância à estrela.

Créditos: J. Whatmore/IAstro[/caption]

Planeta tipo-Terra (ou análogo à Terra)

Este termo, como ele sugere, usualmente refere-se a um planeta ou lua que é “como a Terra”, ou tem propriedades físicas semelhantes às do nosso planeta. A dificuldade com este termo surge ao descrever o que é ser "como a Terra". Na maioria das vezes, as únicas propriedades observáveis que podemos medir em exoplanetas são a sua massa e tamanho. Mas pensemos em Vénus: tem praticamente o mesmo tamanho e massa da Terra, mas é um inferno escaldante coberto por espessas nuvens de ácido sulfúrico. Definitivamente não é como a Terra! Como resultado, só porque nos referimos a um planeta como “tipo-Terra” não significa necessariamente que seja muito parecido com a Terra.

Nebulosa Planetária

O nome ʻnebulosa planetáriaʼ surgiu porque muitas destas nebulosas têm formas redondas que as faziam parecer planetas quando observadas com os primeiros telescópios.

Pode pensar que este termo é fácil: nebulosa planetária, portanto, nebulosa envolvendo planetas! Infelizmente, estaria incorreto. O termo nebulosa planetária refere-se à camada de gás brilhante e em expansão da qual muitas estrelas se desprendem nas fases tardias da sua evolução, como acontecerá com o Sol. O nome surgiu porque muitas dessas nebulosas têm formas redondas que as faziam parecer planetas quando observadas com os primeiros telescópios. Curiosamente, muitas nebulosas planetárias nem sequer são redondas e, em vez disso, têm formas simétricas, como uma ampulheta ou uma borboleta. Mas, como muitos outros termos em astronomia, o nome sobreviveu. [caption id="" align="alignnone" width="1024"]

A nebulosa planetária ESO 378-1 é um exemplo da forma arredondada, parecida com a de um planeta, e que tem causado alguma confusão em volta deste termo.
Créditos: ESO[/caption]

Metais

Sabemos o que é um metal na Terra. Pensemos de que é feita uma espada, ou uma lata de refrigerante, ou as chaves para abrir a nossa casa. É aquela coisa brilhante que conduz eletricidade e às vezes é magnética. Em astronomia, no entanto, as coisas são diferentes. Para os astrónomos, os planetas são feitos de “metais”, e com isto não querem dizer que os planetas são simplesmente bolas de canhão mal polidas. No Universo, quase toda a matéria é constituída por hidrogénio e hélio. Por isso, os astrónomos usam o termo “metais” para descrever qualquer elemento que não seja nenhum daqueles dois, contrariamente à definição usada em química. Estrelas e nebulosas que possuem muitos metais (elementos “pesados”) são geralmente chamadas de “ricas em metais”, e a abundância destes elementos pesados é designada em astronomia por “metalicidade”. Isto acontece apesar de a maioria desses elementos – como o carbono, azoto ou oxigénio – não obedecerem às definições de metal que os químicos e físicos usam.

Como foi que disse? – 4ª parteNavegar no vocabulário da astronomia — Distâncias e medidas

Há canções populares que utilizam um termo astronómico também popular: o ano-luz. São uma boa forma de inserir a astronomia no dia-a-dia, embora algumas utilizem o termo como se fosse uma unidade de tempo, em vez de distância.

Terminamos esta série, em que tentamos clarificar termos estranhos ou enganadores utilizados pelos astrónomos, com algumas medidas muito comuns em astronomia.

O ano-luz

Temos de começar com um clássico: o ano-luz. Como muitas unidades de medida em astronomia, a confusão surge com a palavra 'ano', o que pode sugerir que é uma unidade de tempo. Em vez disso, o ano-luz refere-se à distância que a luz (ou radiação eletromagnética) consegue percorrer no vazio durante um ano: cerca de 9,46 biliões de quilómetros. Também se podem usar unidades mais pequenas, como dias-luz, ou horas-luz. A Lua está a cerca de um segundo-luz da Terra.

Minuto de arco e segundo de arco

Tal como o ano-luz, os minutos de arco e os segundos de arco podem, à primeira vista, parecer unidades de tempo, mas são unidades para medir ângulos. Se pensarmos que há 360 graus na volta completa de um círculo, um minuto de arco é 1/60 de um grau, e um segundo de arco é 1/60 de um minuto de arco.

Com um pouco de matemática, a medição de um ângulo, o ângulo de paralaxe, é uma maneira eficaz de medir a distância a estrelas que estejam até algumas centenas de anos-luz,... sem termos de sair da Terra.

Se dividirmos a circunferência do equador celeste em 1 296 000 partes (360 graus x 60 minutos x 60 segundos), cada parte corresponde a uma amplitude de um segundo de arco Os astrónomos costumam usar estas unidades para quantificar o tamanho aparente de objetos astronómicos no céu; por exemplo, o diâmetro aparente da Lua são cerca de 30 minutos de arco. Também são usadas para medir a distância aparente entre dois objetos no céu, como veremos na secção seguinte.

O parsec

Parsec é uma forma abreviada de dizer “segundo de paralaxe” (do inglês, “parallax second”), que novamente pode levar a pensar que é uma unidade de tempo, quando na verdade é uma unidade de distância. Enquanto a Terra se move em torno do Sol, as estrelas próximas parecem mover-se contra o fundo de estrelas mais distantes e praticamente fixas. Podemos experienciar algo semelhante quando nos deslocamos, por exemplo, num comboio: objetos próximos da linha férrea ficam para trás mais rapidamente do que aspetos da paisagem mais afastados. Este movimento aparente é chamado de paralaxe. Com um pouco de matemática, a medição de um ângulo, o ângulo de paralaxe, é uma maneira eficaz de medir a distância a estrelas que estejam até algumas centenas de anos-luz,... sem termos de sair da Terra. [caption id="attachment_23983" align="alignnone" width="747"]

Esta ilustração representa o conceito de paralaxe estelar. À medida que a Terra orbita o Sol, a posição aparente de estrelas relativamente próximas (até algumas centenas de anos-luz) varia em relação a estrelas mais distantes (e praticamente fixas no céu). Se o ângulo indicado na imagem for de um segundo de arco, então a distância da estrela ao Sol é de um parsec.

Créditos: NASA, ESA and A. Feild (STScI)[/caption] Num planeta imaginário que esteja a um parsec de distância, o Sol e a Terra serão vistos no céu afastados, no máximo, de um ângulo com um segundo de arco. Este valor pode ser menor, dependendo da orientação da órbita da Terra em relação à direção em que se encontra esse planeta. Um parsec é portanto a distância ao conjunto Sol-Terra a partir da qual a máxima separação angular entre o Sol e a Terra é de um segundo de arco. O parsec é de facto a unidade de distância mais usada pelos astrónomos, porque é o resultado de uma medida direta. A distância em anos-luz é sempre um valor indireto, convertido a partir do parsec ou de outra medida de distância. Um parsec é aproximadamente igual a 3,26 anos-luz.

Semana da Leitura 2021Como o céu brilha nas palavras

Como seria o Universo sem leitura? Será que tudo o que existe são como páginas de um livro à espera de leitores?

Há universos dentro dos livros, mas também as leituras espalham o Universo e criam leitores ávidos de desvendar os seus mistérios. O Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) celebra a Semana da Leitura 2021, uma iniciativa do Plano Nacional de Leitura (PNL)¹. Junte-se aos nossos cinco convidados para uma conversa sobre a leitura e os livros, e como o céu é muito mais brilhante dentro de nós pelo que aprendemos sobre ele lendo. Convidados:

Andreia Nunes (escritora, investigadora no CIES-IUL)
Helena Rafael (Gradiva Publicações)
João Lin Yun (IA, Ciências ULisboa)
Paulo Ferreira (The Book Company)
Rui Agostinho (IA, Ciências ULisboa)

Assista e participe através do canal do IA no YouTube. Poderá colocar as suas perguntas através da janela de chat durante a transmissão, ou envie-as antecipadamente através deste formulário.

1. Conheça também o projeto Ler+ Espaço, uma parceria IA e PNL.

10 de junho, Dia de Portugal e de eclipse

O Dia de Portugal, de Camões e das Comunidades Portuguesas vai ser também dia de eclipse do Sol. No ártico, o eclipse será anular. Por cá será parcial, com os Açores a terem a melhor visão para o espetáculo.

Artigo de Ricardo Cardoso Reis¹ em parceria com a National Geographic Portugal A 82,5° norte, a povoação de Alert, no Canadá, em pleno Círculo Polar Ártico, é a povoação permanente mais setentrional do planeta. Neste local, o Sol deixou de se pôr no início de abril e vai manter-se sempre acima do horizonte até ao início de setembro. Mas no dia 10 de junho de deste ano, as poucas dezenas de habitantes vão ver o Sol um pouco mais fraco, a formar um halo no céu – um eclipse anular do Sol. Porque é que algumas vezes a Lua consegue tapar todo o disco solar e produzir um eclipse total, mas outras vezes não? [caption id="attachment_24298" align="alignnone" width="747"]

Sequência de fotos do eclipse anular do Sol de 20 de maio de 2012, obtidas em Mito, província de Ibaraki, no Japão.
Crédito: Tomoaki Inaba, sob licença Creative Commons Attribution-ShareAlike 2.0 Generic (CC BY-SA 2.0)[/caption]

Os movimentos celestes

Para perceber como funcionam os eclipses do Sol, é preciso ter em conta a órbita da Lua em torno do nosso planeta, a órbita da Terra à volta do Sol e as diferentes sombras que a Lua lança sobre a superfície do nosso planeta quando estes três astros estão alinhados. A Terra e os restantes planetas do Sistema Solar orbitam o Sol mais ou menos no mesmo plano – a chamada eclíptica (precisamente o plano onde ocorrem os eclipses, ou perto dele). Mas a órbita da Lua em torno da Terra tem uma inclinação de 5,145 graus em relação à eclíptica. É por esta razão que a maioria das vezes que a Lua está em fase de lua nova, isto é, quando está entre o nosso planeta e o Sol, os três astros não ficam perfeitamente alinhados – a Lua fica um pouco acima ou um pouco abaixo da eclíptica. O nosso satélite natural cruza a eclíptica duas vezes em cada órbita, em dois pontos de interseção chamados nodos. Contudo, cerca de duas vezes por ano, dá-se a coincidência de a lua nova ocorrer quando a Lua está num (ou perto de um) nodo. Nessas alturas, a Lua fica alinhada entre o Sol e a Terra, com a sua sombra a cair sobre uma parte da superfície terrestre. [caption id="attachment_20925" align="alignnone" width="747"]

Quando a fase de lua nova ocorre fora da linha dos nodos, a sombra da Lua não atinge a Terra. Quando uma lua nova ocorre na linha dos nodos, a sombra da Lua vai atravessar a superfície da Terra, provocando um eclipse do Sol.
Créditos: Ricardo Cardoso Reis (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço & Planetário do Porto - Centro Ciência Viva)[/caption] Por uma enorme coincidência, apesar de a Lua ser aproximadamente quatrocentas vezes menor do que o Sol, em média está quatrocentas vezes mais perto de nós do que a nossa estrela, o que faz com que o diâmetro aparente dos dois astros, observados a partir da superfície da Terra, seja praticamente o mesmo. Ou seja, quando a Lua está alinhada entre o Sol e a Terra, em certos locais à superfície da Terra podemos ver a Lua a tapar parte, ou até mesmo todo, o disco solar – ocorre então um eclipse do Sol.

Totais, anulares e parciais

Os eclipses mais espetaculares são os eclipses totais do Sol. Durante breves minutos, numa faixa estreita ao longo da superfície da Terra, que pode ter até 160 quilómetros de largura, a Lua tapa a totalidade do disco solar. [caption id="attachment_24299" align="alignnone" width="727"]

Foto do eclipse total do Sol de 21 de agosto de 2017, obtida em Madras, Oregon, nos EUA.
Crédito: NASA/Aubrey Gemignani, sob licença Creative Commons Attribution 2.0 Generic (CC BY 2.0)[/caption] Com a radiação do Sol bloqueada, a temperatura pode diminuir até 6,5 °C. Cai uma noite estranha, com as estrelas mais brilhantes a ficarem visíveis no céu. Apesar disso, na direção do horizonte, o obscurecimento não é completo: vê-se uma luz de crepúsculo impressionante. Torna-se visível a Coroa Solar, uma parte da atmosfera da nossa estrela que normalmente está ofuscada pelo intenso brilho da superfície visível do Sol – a fotosfera. Alguns animais recolhem-se, como se de uma verdadeira noite se tratasse, voltando a sair quando o eclipse termina. Passados alguns minutos, a Lua continua o seu caminho no espaço e acaba a totalidade. Os eclipses totais do Sol ocorrem em média a cada ano e meio. https://www.youtube.com/watch?v=GNPAvxJPCm0 Vídeo em timelapse da sombra da Lua a atravessar a superfície da Terra, durante o Eclipse Total do Sol de 21 de agosto de 2017. Crédito: Equipa NASA EPIC Um tipo de eclipse solar quase tão impressionante como o total é o eclipse anular. Apesar de o Sol e de a Lua terem, em média, o mesmo tamanho aparente, há que ter em conta que a órbita da Lua é elíptica e por isso a distância a que está da Terra varia aproximadamente entre os 406 mil e os 357 mil quilómetros. Com a distância, varia também o diâmetro aparente da Lua, que no apogeu (ponto de maior afastamento da Terra) chega a ser 14% menor do que no perigeu (ponto de maior aproximação à Terra). Como a órbita da Terra é praticamente circular, o tamanho aparente do Sol também varia, mas apenas 3,4% do afélio (ponto de maior afastamento do Sol) para o periélio (ponto de maior aproximação ao Sol). [caption id="attachment_24300" align="alignnone" width="747"]

O tamanho aparente do Sol varia entre 31,4 minutos de arco (31,4') no periélio e 32,7' no afélio, enquanto o tamanho aparente da Lua varia entre 29,4' no perigeu e 33,5' no apogeu.

O tamanho aparente do Sol varia entre 31,4 minutos de arco (31,4′) no afélio e 32,7′ no periélio, enquanto o tamanho aparente da Lua varia entre 29,4′ no apogeu e 33,5′ no perigeu, (1° corresponde a 60', ou 60 minutos de arco, que é mais ou menos a largura que o dedo mindinho ocupa no céu quando visto à distância do braço esticado).
Crédito: Ricardo Cardoso Reis (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço & Planetário do Porto - Centro Ciência Viva).[/caption] Ora, no dia 10 de junho, a Lua está alinhada entre o Sol e a Terra, com a lua nova a ocorrer num dos nodos. Como esteve no apogeu apenas dois dias antes, o diâmetro aparente da Lua ronda os 29,93' (veja-se a figura em cima). Já o Sol, apesar de estar a pouco menos de um mês do afélio, tem um diâmetro aparente de 31,51', isto é 5% maior do que a Lua. Assim, o nosso satélite não consegue tapar a totalidade do disco solar e sobra um anel de Sol visível à sua volta – ocorre um eclipse anular. A diferença entre ver um eclipse total, parcial ou anular está no tipo de sombra que a Lua, mais próxima ou mais distante da Terra, lança sobre a superfície do nosso planeta. Independentemente da distância a que está o nosso satélite, nos locais da superfície terrestre atravessados pela penumbra da Lua (veja-se a figura seguinte), o eclipse será sempre parcial, sendo tanto maior quanto mais próximo da faixa da totalidade (isto é, da Umbra) esse local se encontrar. Mas quando a Lua está mais próxima, há uma faixa estreita do nosso planeta que é atravessada pela umbra e vê-se um eclipse total. Quando está mais distante, a umbra não consegue atingir a superfície da Terra – apenas a antumbra – e vê-se um eclipse anular. [caption id="attachment_24301" align="alignnone" width="747"]

Os observadores situados na zona da umbra (A) veem um eclipse total, na zona da penumbra (B) veem um eclipse parcial e na zona da antumbra (C) veem um eclipse anular.

Créditos: Esquema, foto do Sol, do Eclipse parcial e da Lua: Ricardo Cardoso Reis (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço & Planetário do Porto - Centro Ciência Viva) ; Foto da Terra: NASA ; Foto do Eclipse Total: NASA/Aubrey Gemignani, sob licença Creative Commons Attribution 2.0 Generic (CC BY 2.0) ; Foto Eclipse Anular: Tomoaki Inaba, sob licença Creative Commons Attribution-ShareAlike 2.0 Generic (CC BY-SA 2.0)[/caption]

Eclipses pela história

Várias civilizações perceberam a importância do Sol para a vida na Terra, como fonte de luz e calor. Algumas até o veneravam como um deus. Por isso, quando o Sol desaparecia em pleno dia, diferentes culturas apresentavam diferentes interpretações para o problema. Um dos mais antigos registos de eclipses chega-nos da China e data de 2136 a.C. Os chineses acreditavam que durante um eclipse do Sol, um enorme dragão tentava devorar a nossa estrela. Nessas alturas, vinham para a rua bater em tachos, panelas e tambores, de modo a afugentar o dragão. A importância dos eclipses nesta cultura era tal que, reza a lenda, o Imperador Chung Kang mandou decapitar os astrólogos reais por não terem previsto um eclipse. De modo semelhante, na Escandinávia, os Vikings acreditavam que dois lobos enormes, chamados Skoll e Hati, tentavam devorar o Sol e a Lua, respetivamente, com os eclipses a ocorrer quando os lobos alcançavam a sua presa. Assim como os chineses, os Vikings tentavam fazer barulho para assustar os lobos, pois o Ragnarok – o fim do mundo – ocorreria se estes tivessem sucesso em consumir o Sol e a Lua. No séc. XVI, o frade franciscano Bernardino de Sahagún, que viveu entre os Astecas, escreveu que, durante um eclipse do Sol, estes “ficaram em tumulto e desordem. Todos estavam nervosos e assustados. Havia choro. A gente comum levantava a voz, provocavam estrondos, gritavam. As pessoas de pele clara eram sacrificadas; os cativos eram mortos… Diziam que «Se o eclipse ficar completo, será noite para sempre! Os demónios da escuridão descem à Terra e devoram os homens».” Os eclipses também foram importantes para a ciência. Foi a observação do eclipse total do Sol de 1919 que permitiu a Sir Arthur Eddington obter uma prova observacional da Teoria da Relatividade Geral de Albert Einstein. [caption id="attachment_13972" align="alignnone" width="700"]

Fotografia do eclipse de 29 de maio de 1919, obtida pela equipa de Eddington na ilha do Príncipe, São Tomé e Príncipe. Crédito: Imagem do domínio público.[/caption]

O “nosso” eclipse

Neste dia de Portugal, o nosso país está na penumbra da Lua e o eclipse que poderemos ver em terras lusas será parcial. Como a faixa percorrida pela sombra da Lua se encontra a oeste do nosso país e tem uma orientação de sudoeste para nordeste, o Sol será visto cada vez mais tapado quanto mais para Norte e para o litoral estivermos. Em Vila Real de Santo António a Lua irá tapar pouco mais de 3,5% do disco solar, mas Valença será o local de Portugal Continental onde a Lua mais irá tapar o Sol – cerca de 11,1%. No arquipélago dos Açores o espetáculo será um pouco melhor do que no Continente e na Madeira, com a Lua a tapar entre 20% do Sol em Santa Maria, até cerca de 30% nas Flores e no Corvo. [caption id="attachment_24302" align="alignnone" width="747"]

Simulação do Eclipse de 10 de junho de 2021 em algumas localidades portuguesas.

Crédito: Ricardo Cardoso Reis (Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço & Planetário do Porto - Centro Ciência Viva), com recurso ao software Stellarium.[/caption] Na tabela abaixo encontram-se os detalhes de observação para uma seleção de localidades portuguesas. Podem usar o mapa interativo do eclipse, produzido pelo astrónomo francês Xavier M. Jubier, para consultar detalhes sobre o eclipse noutras localidades.

	Ocultação máxima	Início do eclipse	Máximo	Fim do eclipse	Altura do Sol no máximo
Faro	3.82%	09:51:59	10:29:50	11:10:21	48,8°
Beja	4,96%	09:51:14	10:32:17	11:16:30	49,2°
Funchal	5,78%	09:33:22	10:12:23	10:54:28	37,9°
Lisboa	6,87%	09:47:42	10:32:26	11:20:59	48,1°
Guarda	7,75%	09:51:35	10:38:52	11:30:14	50,5°
Coimbra	8,26%	09:49:03	10:36:42	11:28:33	49,2°
Bragança	9,12%	09:52:36	10:42:28	11:36:46	51,1°
Porto	9,80%	09:48:36	10:38:37	11:33:14	49,2°
Valença	11,10%	09:48:46	10:40:39	11:37:23	49,4°
Ponta Delgada	21,75%	08:24:37	09:18:26	10:17:56	32,4°
Flores	30,47%	08:23:34	09:20:11	10:22:56	28,7°
Todas as horas indicadas são hora local (Portugal Continental e Madeira: UT+1 ; Açores: UT) Dados calculados por Fred Espenak (NASA/GSFC), disponíveis em eclipse.gsfc.nasa.gov

Observar eclipses em segurança

Quem quiser observar o eclipse, deve cumprir algumas regras básicas de segurança: • NUNCA olhar diretamente para o Sol. Ao fim de algum tempo, a radiação infravermelha do Sol provoca uma queimadura no nervo ótico, mas que não provoca dor, pelo que não sabemos que estamos a ficar cegos. • Olhar SEMPRE para o Sol através de filtros apropriados (como “óculos de eclipse”), que bloqueiam mais de 99% da radiação solar. E mesmo através destes, não se deve observar durante muito tempo. Um filtro verdadeiramente seguro tem de ter uma certificação CE ou ISO. Tenha em atenção que o material usado em óculos de eclipse degrada-se com o tempo, pelo que NÃO se devem usar óculos que se tenha guardado de eclipses anteriores. • JAMAIS observar o Sol através de instrumentos que foquem a luz, como câmaras fotográficas, binóculos ou telescópios, pois podem queimar o olho instantaneamente. Estes podem ser usados diretamente apenas para projetar o Sol (num ecrã ou numa parede), ou em alternativa, devem estar protegidos com filtros apropriados. No caso das câmaras, certifique-se que não olha diretamente para o Sol quando está a apontar e mesmo com um filtro em frente à objetiva, nunca deve espreitar através do óculo – apenas através do ecrã. • NÃO usar filtros caseiros. O risco de usar um filtro que não seja apropriado é equivalente a não usar qualquer filtro. Alguns filtros parecem espelhos, enquanto outros são feitos de um polímero que parece papel de alumínio, mas nem um espelho normal, nem papel de alumínio de cozinha são filtros adequados! Objetos como radiografias, ou a maioria dos vidros de soldador apenas bloqueiam a luz visível do Sol, mas não fornecem proteção contra a radiação infravermelha ou ultravioleta. Outros exemplos de filtros ineficazes são qualquer tipo de óculos escuros ou CD/DVD/Blu-rays. Claro que, especialmente em tempos de pandemia, a maneira mais segura de observar este eclipse será através da internet.

Eclipses futuros

Quem quiser começar já a planear a observação de um dos próximos eclipses, pode consultar as previsões no site de eclipses da NASA. O próximo eclipse visível de Portugal, a 29 de maio de 2025, também será parcial, mas um pouco melhor do que o de 2021. A ocultação do Sol irá variar entre os 22% em Vila Real de Santo António, passando pelos 30% em Valença, até cerca de 57% nas Flores e no Corvo. Mas aquele que vai valer mesmo a pena será o eclipse total de 12 de agosto de 2026, pois a faixa da totalidade vai passar já aqui ao lado, entre o norte e o este de Espanha, em cidades como Gijón, Valladolid, Bilbau, Saragoça ou Valência. Em Portugal, só numa pequena parte do nordeste do Parque Natural do Montesinho será possível ver o eclipse como total e a única povoação ainda dentro da faixa da totalidade será a pequena aldeia de Guadramil, onde a totalidade irá durar apenas 10 segundos. No resto do território nacional, a ocultação varia entre os 72% nos Açores e os 99,9% em Bragança. Este eclipse termina ao pôr-do-sol (em algumas localidades termina mesmo depois do Sol se pôr), mas o máximo será visível em todo o país.

	Eclipse do Sol de 12 de agosto 2026
	Ocultação máxima	Início do eclipse	Máximo	Fim do eclipse	Altura do Sol no máximo
Flores	72,64%	17:30:42	18:33:21	19:31:08	28,7°
Santa Maria	76,29%	17:38:43	18:39:20	19:35:16	21,8°
Ponta Delgada	77,10%	17:36:53	18:37:50	19:34:04	22,5°
Funchal	77,43%	18:49:28	19:46:49	20:39:55	13,3°
Lagos	92,24%	18:42:15	19:38:38	*	9,1°
Vila Real Sto. António	93,29%	18:42:12	19:38:15	*	8,2°
Almodôvar	93,34%	18:41:35	19:37:52	*	8,8°
Sines	93,46%	18:40:43	19:37:18	*	9,6°
Beja	94,27%	18:40:42	19:37:02	*	8,9°
Lisboa	94,39%	18:38:17	19:36:07	20:29:07	10,3°
Évora	95,09%	18:39:42	19:36:09	*	9,3°
Caldas da Rainha	95,46%	18:38:02	19:34:59	20:28:07	10,6°
Elvas	96,08%	18:39:13	19:35:31	*	8,9°
Tomar	96,26%	18:37:47	19:34:34	20:27:34	10,1°
Coimbra	97,09%	18:36:42	19:33:35	20:26:42	10,4°
Castelo Branco	97,17%	18:37:30	19:34:04	*	9,6°
Viseu	98,06%	18:35:53	19:32:43	20:25:49	10,3°
Porto	98,17%	18:34:56	19:32:03	20:25:24	11,1°
Guarda	98,30%	18:36:14	19:32:51	20:25:47	9,8°
Viana do Castelo	98,70%	18:33:55	19:31:10	20:24:39	11,5°
Vila Real	98,94%	18:34:47	19:31:40	20:24:50	10,5°
Chaves	99,55%	18:34:02	19:30:54	20:24:05	10,5°
Miranda do Douro	99,87%	18:34:37	19:31:07	20:23:59	9,6°
Bragança	99,91%	18:34:00	19:30:42	20:23:44	10,1°
Dados de observação do eclipse de 12 de agosto de 2026, em algumas localidades selecionadas. Todas as horas indicadas são hora local (Portugal Continental e Madeira: UTC+1 ; Açores: UTC). Dados calculados por Fred Espenak (NASA/GSFC), , disponíveis em eclipse.gsfc.nasa.gov * O eclipse termina depois do pôr-do-sol.

Disponível sob licença de reutilização Creative Commons cc-by-sa.

Ricardo Cardoso Reis é licenciado em Astronomia e está a concluir o Mestrado em Ensino e Divulgação das Ciências, ambos pela Faculdade de Ciências da Universidade do Porto (FCUP). Trabalha há mais de 20 anos em comunicação de ciência, na promoção da cultura científica e em educação não-formal. Atualmente é técnico de divulgação no Centro de Astrofísica da Universidade do Porto (CAUP), onde trabalha como produtor e apresentador no Planetário do Porto - Centro Ciência Viva e como comunicador no Grupo de Comunicação de Ciência do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA).

100 anos da União Astronómica Internacional

Em 2019 celebram-se os 100 anos da União Astronómica Internacional (IAU), uma organização que tem por objetivo promover a Astronomia em todas as suas vertentes através da colaboração internacional.

O dia 28 de julho de 1919 é considerada a data da sua constituição. Neste dia, menos de um ano após o fim da Primeira Guerra Mundial, foram aprovados os estatutos do então Concelho Internacional de Investigação¹, organismo criado com o intuito de promover a cooperação entre os vários países na investigação científica, agregando um conjunto de novas sociedades científicas internacionais². A União Astronómica Internacional esteve entre as primeiras destas sociedades, numa altura em que, na sua maioria, se constituíam sobretudo como academias ou concelhos científicos ao nível nacional dos países.

Para além da investigação, a União Astronómica Internacional promove a Astronomia através da divulgação, do ensino e do desenvolvimento humano.

Portugal aderiu à IAU cinco anos depois, em 1924, e hoje é nela representado através da Sociedade Portuguesa de Astronomia (SPA). A IAU promove a Astronomia não apenas ao nível da investigação, âmbito no qual organiza encontros científicos e é responsável pela definição de constantes fundamentais da astronomia e da física, e pela definição de nomenclatura. É também a entidade responsável por atribuir os nomes a objetos celestes e a características na superfície de corpos do Sistema Solar³. Mas para além da investigação, a União Astronómica Internacional promove a Astronomia também através da divulgação, do ensino e do desenvolvimento humano. [caption id="attachment_12026" align="alignleft" width="298"]

Crianças na Etiópia durante o evento 100 Horas de Astronomia. Crédito: Mekbeb Tamrat[/caption] O Gabinete de Divulgação de Astronomia (Office of Astronomy Outreach), sediado no Observatório Astronómico Nacional do Japão, organiza e apoia eventos e atividades de divulgação da astronomia por todo o mundo. O Gabinete de Astronomia para o Desenvolvimento (Office of Astronomy for Development), sediado na África do Sul, procura fazer uso das competências, infraestruturas e recursos já usados em astronomia, através das suas instituições e profissionais, para o desenvolvimento humano e para o benefício das sociedades⁴. Este segundo gabinete tem nodos regionais e linguísticos. Existe um nodo para a língua portuguesa, o Portuguese Language Office of Astronomy for Development (PLOAD). É coordenado pelo NUCLIO em parceria com o Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço. Está em vias de ser criado um terceiro gabinete, o Gabinete de Educação em Astronomia, que pretende usar a astronomia para o ensino das ciências e das tecnologias em escolas por todo o mundo, assim como fomentar a criação de materiais educativos e a formação de professores. Neste ano de 2019 vamos então celebrar, não apenas 100 anos de descobertas astronómicas, mas também o papel da Astronomia em todos estes aspetos. Naturalmente que o Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço se associa à celebração através de várias iniciativas ao longo do ano. Uma delas consiste na rubrica “Estrelas que brilham no tempo”, em que recordaremos figuras importantes na história da astronomia dos últimos 100 anos. Esta rubrica será objeto de uma breve apresentação no início de cada uma das sessões das Noites no Observatório durante 2019.

Em inglês, International Research Council, renomeado em 1931 para International Council for Sciences, e desde 2018 integrado no International Science Council. Fonte: https://council.science/about-us/a-brief-history
Fonte: The History of the International Astronomical Union, Walter S. Adams (1949)
Fonte: https://www.iau.org/administration/about/
Plano estratégico da IAU para o desenvolvimento através da astronomia: http://www.astro4dev.org/wp-content/uploads/2013/05/IAU_Strategic_Plan.pdf

100 anos de espaço-tempo: A Origem do Tempo em Cosmologia: de Regresso à Mensagem de Einstein

Nas celebrações do eclipse solar total de 1919, aproveite observações astronómicas, visitas guiadas a um observatório histórico, e uma palestra pública dedicada ao contributo de Einstein para a ciência.

Após o falecimento do seu grande amigo e confidente científico, Michele Besso, Albert Einstein escreveu uma carta de consolação à viúva, Anna Winteler, nos seguintes termos: “Ele partiu agora deste estranho mundo um pouco à minha frente. Pessoas como nós, que acreditam na física, sabem que a diferença entre passado, presente e futuro é só uma ilusão teimosamente persistente”. Esta conceção de um Universo em Bloco, onde coexistem passado, presente e futuro, é evidente nesta carta e surge, em parte, no contexto das teorias da relatividade de Einstein. Representou um passo na expulsão do tempo nas teorias físicas; mas essa expulsão não parece ser completamente razoável para Einstein, como se percebe pela sua hesitação ao reconhecer que estas descrições científicas não satisfazem completamente as nossas necessidades humanas; existe algo essencial acerca do Agora (o tempo Presente) que está fora do domínio da ciência. É neste contexto que Paulo Crawford, do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, irá discutir o conceito de tempo absoluto de Newton versus tempo relativo de Einstein, abordando seguidamente a expulsão do tempo no quadro do Universo em Bloco e terminando com o Renascimento do Tempo, no âmbito da Cosmologia, numa luta de conciliação infindável da relatividade geral com as teorias quânticas.

Todas as atividades são de acesso gratuito, no entanto, a palestra é limitada ao número de lugares disponíveis, e as visitas guiadas ao edifício requerem o registo prévio, realizado à chegada ao evento. Organizado pelo IA, este evento faz parte da exposição E3 - Einstein, Eddington e o Eclipse, enquadrada no projeto Eddington @ Sundy: 100 anos depois.

Programa:

21h30

A Origem do Tempo em Cosmologia: de Regresso à Mensagem de Einstein

por Paulo Crawford, do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA)

23h00

1º Visita Guiada ao Edifício Histórico

23h30

2º Visita Guiada ao Edifício Histórico

24h00

3ª Visita Guiada ao Edifício Histórico

21h30 - 00h30

Observações Astronómicas em contínuo ao longo da noite

Ao longo de 2019, a União Astronómica Internacional (IAU) comemora os seus 100 anos de existência. O IA associa-se às celebrações juntando-se aos múltiplos eventos e projetos a decorrer no mundo inteiro.

100 anos de espaço-tempo: O Lado Brilhante do Universo

Nas celebrações do eclipse solar total de 1919, aproveite observações astronómicas, visitas guiadas a um observatório histórico, e uma palestra pública dedicada ao lado brilhante do Universo.

O dia 29 de maio marcou o centenário das observações do eclipse solar total de 1919, em Sobral (Brasil), e na ilha do Príncipe (São Tomé e Príncipe), observações de que resultou a confirmação de uma das previsões da teoria da relatividade geral de Einstein. Cem anos depois, a nossa visão do Universo é extraordinariamente mais vasta do que aquilo que era conhecido ao tempo de Einstein. O astrónomo americano Edwin Hubble mostrou entretanto que a nossa galáxia é apenas uma num oceano cósmico povoado por outras galáxias. O que sabemos hoje sobre estas ilhas de luz, que em vastos grupos se distribuem pelo espaço até onde os instrumentos astronómicos alcançam? Como se formaram as galáxias e qual foi a sua história vivida em conjunto? Terminaremos o ciclo "100 anos de espaço-tempo" com uma viagem a este lado brilhante do Universo. Todas as atividades são de acesso gratuito, no entanto, a palestra é limitada ao número de lugares disponíveis, e as visitas guiadas ao edifício requerem o registo prévio, realizado à chegada ao evento. Organizado pelo IA, este evento faz parte da exposição E3 – Einstein, Eddington e o Eclipse, enquadrada no projecto Eddington @ Sundy: 100 anos depois.

Programa:

21h30

O Lado Brilhante do Universo

por José Afonso, do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) e da Faculdade de Ciências da Universidade e Lisboa (FCUL).

23h00

1º Visita Guiada ao Edifício Histórico

23h30

2º Visita Guiada ao Edifício Histórico

24h00

3ª Visita Guiada ao Edifício Histórico

21h30 – 00h30

Observações Astronómicas em contínuo ao longo da noite

100 anos de espaço-tempo: O Lado Escuro do Eclipse

Nas celebrações do eclipse solar total de 1919, aproveite observações astronómicas, visitas guiadas a um observatório histórico, e uma palestra pública dedicada ao lado escuro do Universo.

O dia 29 de maio marcou o centenário das observações do eclipse solar total de 1919, em Sobral (Brasil), e na ilha do Príncipe (São Tomé e Príncipe), observações de que resultou a confirmação de uma das previsões da teoria da relatividade geral de Einstein. A descoberta de inesperados constituintes do Universo - a matéria escura e a energia escura - fazem hoje repensar a teoria da gravitação de Einstein, que em todos os outros aspetos tem somado sucessos atrás de sucessos. Ao lado escuro do Universo é dedicada a palestra de Tiago Barreiro, do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) e professor na Universidade Lusófona - "O Lado Escuro do Eclipse". Todas as atividades são de acesso gratuito, no entanto, a palestra é limitada ao número de lugares disponíveis, e as visitas guiadas ao edifício requerem o registo prévio, realizado à chegada ao evento. Organizado pelo IA, este evento faz parte da exposição E3 - Einstein, Eddington e o Eclipse, enquadrada no projecto Eddington @ Sundy: 100 anos depois.

Programa:

21h30

O Lado Escuro do Eclipse

por Tiago Barreiro, do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) e professor na Universidade Lusófona.

23h00

1º Visita Guiada ao Edifício Histórico

23h30

2º Visita Guiada ao Edifício Histórico

24h00

3ª Visita Guiada ao Edifício Histórico

21h30 - 00h30

Observações Astronómicas em contínuo ao longo da noite

100 anos de espaço-tempo: Ondas gravitacionais - A sinfonia cósmica que abalou o mundo

Nas celebrações do eclipse solar total de 1919, participe numa noite de observações astronómicas, visitas guiadas a um observatório histórico e com uma palestra pública dedicada às ondas gravitacionais.

O dia 29 de maio marca o centenário das observações do eclipse solar total de 1919, em Sobral (Brasil), e na ilha do Príncipe (São Tomé e Príncipe), observações de que resultou a confirmação de uma das previsões da teoria da relatividade geral de Einstein. Esta teoria passou mais um teste em setembro de 2015, com a primeira deteção de ondas gravitacionais, e é a elas que é dedicada a palestra de Francisco Lobo, do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) e da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (FCUL) - "Ondas gravitacionais - A sinfonia cósmica que abalou o mundo". Todas as atividades são de acesso gratuito, no entanto, a palestra é limitada ao número de lugares disponíveis, e as visitas guiadas ao edifício requerem o registo prévio, realizado no local. Organizado pelo IA, este evento faz parte da exposição E3 - Einstein, Eddington e o Eclipse, enquadrada no projecto Eddington @ Sundy: 100 anos depois.

Programa:

21h30

Ondas gravitacionais - A sinfonia cósmica que abalou o mundo

por Francisco Lobo, do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) e da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (FCUL).

23h00

1º Visita Guiada ao Edifício Histórico

23h30

2º Visita Guiada ao Edifício Histórico

24h00

3ª Visita Guiada ao Edifício Histórico

21h30 - 00h30

Observações Astronómicas em contínuo ao longo da noite

20 anos de Portugal no ESO

Participe numa sessão online para celebrar vinte anos de expansão da Astronomia portuguesa com o ESO

Foram inúmeros os benefícios para comunidade científica e para a sociedade portuguesa que resultaram da adesão de Portugal ao Observatório Europeu do Sul (ESO), a maior organização intergovernamental em Astronomia na Europa e o observatório mais produtivo do mundo, no Chile. Para assinalar duas décadas de expansão notável da atividade portuguesa nesta área, o Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) inicia um programa de celebrações precisamente no aniversário da assinatura do acordo de adesão, a 27 de junho, com uma sessão online no canal do IA no YouTube. Vários investigadores do IA e um painel de discussão vão partilhar algumas das inúmeras descobertas possibilitadas pelos telescópios do ESO e também pelo radiotelescópio ALMA, de que o ESO é membro fundador. Fascinante é também a aventura que tem sido desenvolver instrumentação astronómica no limite da capacidade tecnológica de modo a aproveitar a óptica de excelência dos telescópios do ESO. A bandeira portuguesa está associada a instrumentos de vanguarda, e novos instrumentos estão a ser desenhados, o que permitirá oferecer uma visão para os próximos 20 anos de Portugal nesta organização. Subscreva o nosso canal no YouTube e aproveite para colocar as suas perguntas ao intervenientes através da janela de chat.

Painel

Teresa Lago (Secretária geral da União Astronómica Internacional - IAU) Chiara Manfletti (Presidente da Portugal Space) Paulo Garcia (Delegado Científico Português ao Conselho do ESO) José Afonso (Coordenador do IA)

Investigadores do IA

Alexandre Cabral Doris Arzoumanian Iris Breda Jarle Brinchmann João Retrê Nuno Santos Vardan Adibekyan

Transmissão em direto

Assista à transmissão em direto na janela em baixo. Se quiser participar e colocar perguntas, dirija-se ao canal do IA no YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=CM5FtZe9lno

20 anos de Portugal no Observatório Europeu do Sul

O IA iniciou a sua celebração dos 20 anos de Portugal como membro do Observatório Europeu do Sul (ESO) com uma sessão online que contou com um painel de discussão e breves apresentações de investigadores.

Foram inúmeros os benefícios para comunidade científica e para a sociedade portuguesa que resultaram da adesão de Portugal ao ESO, a maior organização intergovernamental em Astronomia na Europa e o observatório mais produtivo do mundo, no Chile. Veja, ou reveja, a sessão no nosso canal no YouTube. [embed width="600" height="337"]https://www.youtube.com/watch?v=CM5FtZe9lno[/embed]

51 Pegasi b - 25 anos

No dia 6 de outubro de 1995, Michel Mayor e Didier Queloz anunciaram a descoberta do primeiro exoplaneta à volta de uma estrela semelhante ao Sol - o 51 Pegasi b. Esta descoberta valeu-lhes o Prémio Nobel da Física de 2019. Para comemorar o 25º aniversário, os investigadores Nuno Cardoso Santos, Susana Barros, Sérgio Sousa e João Faria, da linha temática "A detecção e caracterização de outras Terras" do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço partilharam o significado desta descoberta, que se revelou ser o início de uma verdadeira revolução científica.

Assista ao vídeo abaixo. Veja este e outros vídeos no canal do IA no YouTube. https://youtu.be/qPJY2wzrv5E

8ª Concentração de Telescópios em Moimenta da Beira

A 8ª Concentração de Telescópios em Moimenta da Beira irá reunir o maior número de telescópios para observar as estrelas mais de perto, e conta com a participação do IA.

Em três dias e vários locais, Moimenta da Beira irá acolher mais uma vez um grande número de telescópios, mas também muitas pessoas, entre aficionados e interessados pelo céu noturno. Além das observações, haverá várias palestras, atividades e refeições incluídas na inscrição. O IA contribui para o programa com,

palestra “Outras Terras no Universo: uma aventura em Português” , por Nuno Cardoso Santos
observações com telescópios do IA

Conheça o programa completo no website do evento. A 8ª Concentração de Telescópios é uma iniciativa do Clube das Ciências de Moimenta da Beira.

A "nova aventura da NASA" chama-se Artémis

Artémis é a deusa da Lua na mitologia grega e é o nome da missão da NASA para voltar a colocar a humanidade na Lua, mas já com um pé em Marte.

Em entrevista à RFI, Rui Agostinho, investigador do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) e professor da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, explica-nos alguns detalhes e o porquê desta missão. Ouça a entrevista completa aqui: https://www.youtube.com/watch?v=9rn428HmP5I

A "programar" a nossa galáxia com Scratch

O Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço associa-se mais uma vez ao concurso nacional de programação "A Criar com Scratch!" lançando como tema para a competição deste ano "A nossa galáxia: a Via Láctea".

O concurso "A Criar com Scratch!" envolve a criação e desenvolvimento de projetos elaborados em SCRATCH, como jogos, animações ou apresentações, sobre uma temática associada ao Espaço. Está aberto a crianças e jovens do ensino pré-escolar ao 3º ciclo do ensino básico acompanhados por um adulto professor ou encarregado de educação. Ao estimular o uso de uma linguagem de programação simples, este concurso pretende promover a literacia digital, desenvolvendo competências de programação e resolução de problemas, bem como a memória, atenção, raciocínio lógico e criatividade. Outro objetivo prende-se com a interdisciplinaridade e a divulgação e partilha de recursos educativos desenvolvidos nas escolas. Esta iniciativa é promovida pelo Centro de Competência TIC da Escola Superior de Educação do Instituto Politécnico de Setúbal (CCTICESE/IPS), através do seu projeto EDUSCRATCH, em parceria com a Direção-Geral da Educação (DGE) do Ministério da Educação, a Comissão de Proteção de Crianças e Jovens (CPCJ) de Setúbal e o Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço. As inscrições já se encontram abertas mas os trabalhos só poderão ser submetidos entre 1 de fevereiro e 31 de maio de 2020. Serão premiados os três melhores projetos de cada nível de ensino. Para mais informações e inscrições deverá consultar o site oficial do concurso.

A Astronomia da Próxima Geração

A sessão deste mês das Noites no Observatório terá início com a palestra às 21:30. Após a palestra haverá um pequeno espetáculo de música e efeitos na cúpula do Planetário. As observações astronómicas decorrerão em contínuo ao longo da noite, até às 24:00. A palestra terá como tema A Astronomia da Próxima Geração, e será dada por José Afonso, do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço.

A Astronomia da Próxima Geração

A Astronomia atravessa hoje uma época de ouro de novas descobertas. Mas a revolução tecnológica que se aproxima promete trazer ainda mais revelações. Novas Terras, buracos negros, o nascimento da primeira luz do Universo e talvez mesmo a descoberta de outras formas de vida – tudo parece estar já no horizonte… Que instrumentos levarão a próxima geração de cientistas a perceber muito mais do Universo do que percebemos agora? Conheça alguns dos protagonistas desta nova era, telescópios poderosos que prometem colocar-nos muito mais perto do inatingível… Pode ver ou rever a sessão em formato vídeo no canal do IA no YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=zMEtWEKQA6Y

Nota Biográfica

José Afonso é doutorado em Astrofísica pelo Imperial College de Londres, tendo estudado a formação e evolução de galáxias no Space Telescope Science Institute, Australia Telescope National Facility, no Onsala Space Observatory e mais tarde em Portugal. Atualmente é coordenador do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, e procura ajudar a definir a próxima geração de observações astronómicas para a procura dos primeiros buracos negros no Universo. Gosta de divulgar as maravilhas da Astronomia e despertar novas mentes para a Ciência.

A atmosfera inconstante de Plutão observada a partir de Constância

A mais de 3 mil milhões de quilómetros de distância do Sol, Plutão é já frio o suficiente, mas está a entrar agora no inverno e a sua ténue atmosfera vai desaparecer em geada. Pedro Machado partilhou com o programa Os Dias do Futuro, da Antena 1, os resultados de um trabalho de quatorze anos de estudo da atmosfera deste planeta anão. Este estudo utilizou a luz de estrelas ocultadas por Plutão como forma de sondar a sua atmosfera, e contou com a participação do IA através de observações realizadas a partir do observatório do Centro Ciência Viva de Constância. Pedro Machado lidera o grupo de investigação das atmosferas do Sistema Solar no Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA). É investigador do IA e da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (FCUL). A atmosfera de Plutão Antena 1 - Os Dias do Futuro, 11 de maio de 2019 [audio mp3="https://cdn-ondemand.rtp.pt/nas2.share/wavrss/at1/1905/OsDiasdoFuturo017_5823653-1905111508.mp3"][/audio]

À caça de exoplanetas com o TESS - Tiago Campante em entrevista à TSF e ao Jornal de Notícias

Que planetas existirão em torno de estrelas brilhantes na vizinhança do sistema solar? Ajudar a descobri-los, e conhecer melhor essas estrelas, são dois dos objetivos do observatório espacial TESS, da NASA, no qual participa o Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA). Tiago Campante, do IA, falou ao Jornal de Notícias (ver vídeo) e à TSF (ouvir a entrevista) sobre esta missão e o trabalho de investigadores do IA na sua preparação e na utilização dos dados. Vídeo Portugueses ajudam NASA a encontrar novos planetas extra-solares Jornal de Notícias Áudio Um português à caça de planetas com a NASA TSF Tiago Campante é investigador do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço e da Universidade do Porto.

A Ciência ao serviço do Desenvolvimento e da PazSessão especial Noite Europeia dos Investigadores 2017

No dia 30 de setembro de 2017, a sessão mensal das Noites no Observatório celebra a Noite Europeia dos Investigadores 2017, com um programa diferente do habitual. Neste mês, excecionalmente, o Planetário abrirá as portas às 19:45. Programa: 20:00 – 21:00 – Atividade "As estrelas nos bastidores do Cosmos"; 21:30 – 23:00 – Palestra “A Ciência ao serviço do Desenvolvimento e da Paz”, por João Lin Yun, do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA); 23:00 – 23:30 – Concerto “Do Big Bang aos Planetas”, pela banda Gravitational Waves Band Em contínuo ao longo da noite, até às 00h30, decorrerão observações do céu com telescópios (condicionadas pelas condições meteorológicas).

As estrelas nos bastidores do Cosmos

Conheça as pessoas que desafiam o Universo a revelar os seus segredos. Quais foram os seus sonhos de infância? Como é cada novo dia a caminho da sua próxima descoberta? Num pequeno grupo, receba a visita de investigadores do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, ouça as suas histórias e aproveite esta oportunidade rara para lhes colocar perguntas sobre o seu trabalho. No espaço de uma hora, converse com investigadores por pequenos períodos de 15 minutos. Atenção: esta atividade necessita de uma inscrição (gratuita) em separado.

Concerto "Do Big Bang aos Planetas"

Depois do sucesso do ano passado, a banda Gravitational Waves Band volta às Noites no Observatório. Com um novo projeto, no qual transporta o público numa viagem sonora de 14 mil milhões de anos, vai percorrer a história do Universo desde o Big Bang até ao nosso planeta Terra.

A Ciência ao serviço do Desenvolvimento e da Paz

por João Lin Yun, do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço

Gerações de investigadores astrofísicos têm-se dedicado à tarefa de desvendar os enigmas do cosmos. Partilham depois com a Humanidade as suas descobertas e fascínio pelo Universo em que vivemos. Ao contrário do que é costume pensar, muitas destas descobertas têm aplicações práticas e têm constituído um importante motor de desenvolvimento. Como parte integrante de uma cultura universal, a Ciência pode unir pessoas, povos e civilizações. Desta forma, desempenha um papel a favor da paz e do desenvolvimento mais justo para todos os seres humanos.

Nota Biográfica

João Lin Yun é professor da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa e investigador no Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço. É doutorado em Astronomia e Física pela Universidade de Boston e tem-se preocupado com os aspectos humanos da Ciência. Para além do seu trabalho científico e pedagógico, é um apaixonado pelas manifestações culturais e sociológicas dos povos. Observa com curiosidade a espécie humana, cujo destino se tornou coletivo e global.

A Ciência do CHEOPS

O CHEOPS é a primeira missão da Agência Espacial Europeia (ESA) dedicada ao estudo de planetas que orbitam outras estrelas que não o Sol. Quais os objetivos do telescópio espacial CHEOPS? O que é que ele irá observar? Sérgio Sousa, do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) e membro da equipa científica da missão CHEOPS, explica como é que este telescópio espacial ajudará os cientistas a conhecer melhor os planetas já descobertos e a compreender a diversidade de sistemas planetários na nossa galáxia. O IA tem uma participação ativa na missão CHEOPS, aguardando com expectativa os dados deste satélite para a ciência que será possível produzir com eles. https://youtu.be/cfD87v4oR6M

Música: https://www.purple-planet.com, e Audionautix.com.

A comunicação da Astronomia feita no IA esteve na maior conferência de sempre nesta área

O Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) esteve representado na conferência Communicating Astronomy with the Public 2018, que decorreu no Japão entre 24 e 28 de março e acolheu cerca de 450 comunicadores de ciência de todo o mundo.

João Retrê, do grupo de comunicação de ciência do IA, partilhou a experiência e a aprendizagem do programa Viver Astronomia, um programa que faz uso da comunicação de ciência para reforçar o conhecimento científico e desenvolver capacidades de comunicação entre jovens. Deu também a conhecer estratégias desenvolvidas no IA para o envolvimento da sociedade na criação de conteúdos e projetos em Astronomia acessíveis e gratuitos. A 8ª conferência Communicating Astronomy with the Public (CAP) acolheu cerca de 450 comunicadores de ciência de 53 países para partilharem lições, pontos de vista e perspetivas para o futuro da comunicação da Astronomia na sociedade. As conferências CAP são organizadas pela União Astronómica Internacional.

À conquista da Via Láctea, estrelas e sistemas planetários

A Universidade do Porto celebra em 2021 o seu 110º aniversário. Neste ano de celebrações inclui-se a rubrica "Fazedores do Futuro" e Tiago Campante, investigador do IA, foi a pessoa destacada no tema do "Espaço". Nesta entrevista, o Tiago explica-nos um pouco do seu percurso profissional e apresenta o Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA), instituição na qual desenvolve atualmente o seu trabalho. Também nos fala da sua investigação em áreas específicas: a oscilação das estrelas, os exoplanetas e a arqueologia galáctica, bem como da participação portuguesa em várias missões espaciais. Assista à entrevista completa aqui » https://www.youtube.com/watch?v=GMDqz4GAbus

A Criar com Scratch! em 2019

O Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço alia-se novamente ao Centro de Competência TIC da Escola Superior de Educação do Instituto Politécnico de Setúbal (CCTICESE/IPS) no Concurso Nacional de Programação “A Criar com Scratch!” Esta iniciativa tem como objetivo promover o desenvolvimento de competências de programação, de raciocínio lógico, de resolução de problemas e de cooperação. Procura também estimular a atenção, a memória, a criatividade, o pensamento crítico, a autonomia e o relacionamento interpessoal contribuindo para o desenvolvimento das competências descritas no Perfil dos Alunos para Século XXI. A Criar com Scratch! pretende igualmente despertar o interesse pelas áreas de Ciência, Tecnologia, Engenharia e Matemática, promovendo a literacia digital juntamente com a literacia em Astronomia. O concurso é dirigido a grupos de alunos do pré-escolar e ensino básico, de estabelecimentos de ensino públicos e privados de Portugal. Podem também participar grupos de alunos do mesmo ciclo de ensino que concorram acompanhados de um professor ou do Encarregado de Educação de um dos elementos do grupo. O concurso consiste na conceção e desenvolvimento de projetos elaborados em SCRATCH¹. Tema do concurso: O SISTEMA SOLAR O concurso nacional de programação “A Criar com Scratch!” é uma iniciativa promovida pelo Centro de Competência TIC da Escola Superior de Educação do Instituto Politécnico de Setúbal (CCTICESE/IPS) através do seu projeto EDUSCRATCH, em parceria com a Direção-Geral da Educação (DGE) do Ministério da Educação, a Comissão de Proteção de Crianças e Jovens (CPCJ) de Setúbal e o Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço. Os vencedores da edição de 2019 já foram selecionados. Poderá consultar a lista de vencedores aqui. Consultar o Regulamento. Visitar a Página do Projeto. Ver o Cartaz. 1. SCRATCH é uma linguagem de programação concebida especialmente para jovens e é disponibilizada gratuitamente. Ver mais informação aqui.

À Descoberta de Outros Mundos

A sessão terá início com a palestra às 21:30. Após a palestra haverá um pequeno espetáculo de música e efeitos na cúpula do Planetário. As observações astronómicas decorrerão em contínuo ao longo da noite, até às 24:00.

À Descoberta de outros mundos

por Sérgio Sousa, do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço

O Nobel da Física de 2019 foi parcialmente atribuído à descoberta do primeiro planeta extra-solar. Desde 1995 o número de planetas extra-solares tem vindo a crescer fortemente, mas mais do que o número de novos mundos na nossa galáxia, é a diversidade de planetas que existe e que implicam uma revolução nas teorias da formação e evolução de sistemas planetários. Nesta sessão das Noites no Observatório, vamos descrever os métodos usados com mais sucesso pelos Astrónomos para detetarem e caracterizarem os planetas extra-solares. Como são detetados? O que podemos saber sobre estes planetas tão longe de nós? Será dado um foco especial à missão CHEOPS da agência espacial europeia que foi lançada em dezembro e está neste momento em fase final de testes antes de começar as observações cientificas. Nota Biográfica

Sérgio Sousa é doutorado em Astronomia pela Universidade do Porto. É investigador no Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço dedicando-se principalmente ao estudo de sistemas planetários. O Sérgio está envolvido em grandes projeto de instrumentação em Astronomia, entre os quais, o ESPRESSO, no Very Large Telescope (Observatório Europeu do Sul - ESO); e na missão espacial CHEOPS da Agência Espacial Europeia (ESA). É desde 2018 o representante de Portugal no comité técnico e cientifico do ESO. As Noites no Observatório são organizadas pelo Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, em parceria com o Planetário Calouste Gulbenkian – Centro Ciência Viva.

A estrela de Belém

por Rui Agostinho, do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa

Neste Natal, embarque numa viagem histórica que permitirá abordar cientificamente o que terá sido o fenómeno astronómico da Estrela de Belém. Serão apresentados e discutidos os textos bíblicos que referem este evento, enquadrando historicamente a provável data do nascimento de Cristo. Ao longo desta palestra serão ainda mostradas simulações realistas do céu estrelado que os Reis Magos observaram.

Nota Biográfica

Rui Agostinho formou-se em Física na Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (FCUL) e obteve o grau de doutor em Astronomia e Astrofísica na Universidade da Carolina do Norte em Chapel Hill (EUA) em 1992, com uma tese sobre a A Evolução do Disco Espesso da Galáxia usando Espectros Obtidos com Prismas Objectivos. Atualmente, a atividade de Rui Agostinho é focada tanto no impacto na vida na Terra da passagem do Sol nos braços galácticos, como nas questões do Ensino da Física e da Astronomia, área em que desempenha funções no DF-FCUL. Tem publicado em revistas internacionais e nacionais. Rui Agostinho é professor no Departamento de Física da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, foi fundador e Coordenador do Centro de Astronomia e Astrofísica desta Universidade em 2002, foi diretor do Observatório Astronómico de Lisboa e, atualmente, também é investigador do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA), afeto à FCUL. As Noites no Observatório são organizadas pelo Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, em parceria com o Planetário Calouste Gulbenkian – Centro Ciência Viva.

A evolução das galáxias segundo José Afonso

Especialista em galáxias, interessado em saber como surgiram as primeiras galáxias quando o Universo era ainda jovem, José Afonso investiga a luz rádio e raios X emitida por estas “cidades de estrelas”, sobretudo as que têm um buraco negro ativo no seu centro.

Conheça o percurso pessoal e o entusiasmo pelo estudo do Universo deste investigador do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) e da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (Ciências ULisboa), em entrevista a João Dias no podcast Caravela Cósmica, iniciativa produzida por estudantes do IA e de Ciências ULisboa. https://open.spotify.com/episode/1mSGxRONUbqjsclyDnEPnB Disponível no YouTube, Spotify e Apple Podcasts. Ouça também os outros episódios.

A história de um planeta deformado

Não é redondo, também não é quadrado. É deformado, e parece uma bola de raguebi.

“Com esta informação conseguimos saber como a matéria se organiza dentro do planeta, e determinar se tem um núcleo ou não.” Susana Barros

O que o fez assim, como foi possível descobrir isso, e o que diz aos astrónomos sobre a estrutura do seu interior, foi explicado por Susana Barros em dois programas na Antena 1, Os Dias do Futuro, e o 90 Segundos de Ciência. Os Dias do Futuro, Antena 1, 15 de janeiro, 2022 (a partir do min. 23:08) https://cdn-ondemand.rtp.pt/nas2.share/wavrss/at1/2201/PGM2200011200201_392441-2201181608.mp3 90 Segundos de Ciência, "Susana Barros – Astrofísicos identificam planeta com a forma de uma bola de rugby", 21 de março, 2023 https://www.90segundosdeciencia.pt/wp-content/uploads/2023/03/ep1517_Susana-Barros.mp3 [caption id="attachment_23632" align="alignright" width="298"]

Foto de Susana Barros na quarta edição do livro Mulheres na Ciência. (Créditos: Diana Tinoco)[/caption] Susana Barros, que liderou este estudo, é investigadora do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço e da Universidade do Porto. Leia também o comunicado de imprensa do IAstro sobre esta descoberta.

A História do Universo em 30 segundosSemana da Ciência e Tecnologia 2016

A sessão deste mês das Noites no Observatório estará enquadrada na Semana da Ciência e da Tecnologia, promovida pela Ciência Viva. A sessão terá início com a palestra às 21:30. Após a palestra haverá um pequeno espetáculo de música e efeitos na cúpula do Planetário. As observações astronómicas decorrerão em contínuo ao longo da noite, até às 24:00.

A História do Universo em 30 segundos

por Ciro Pappalardo, do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA).

Nesta palestra vou começar por explicar como se desenvolveu, no início dos anos 20, todo o debate sobre a possibilidade da existência de um Universo fora da nossa “aldeia” chamada Sistema Solar. Foi um período atribulado, cheio de notícias contrastantes, e com novas ideias que despoletavam discussões sobre a teoria existente. Em resumo, um período com poucas certezas e muitas dúvidas e, portanto, muito interessante. Na segunda parte da apresentação, vou descrever o processo da evolução de galáxias a partir de novas imagens do Universo primordial. Com o acesso a novos instrumentos, estamos a investigar pela primeira vez aquilo que se passou logo após o início do tempo e da história do Universo. Finalmente vou terminar com alguns factos interessantes para o futuro de todos e resumir a história do Universo em apenas 30s. A consciência nunca pára de nos surpreender e espero que todos os presentes nesta palestra se sintam surpreendidos…

Nota Biográfica

Ciro Pappalardo é originário de Sicília, no sul de Itália, e desde pequeno sempre desejou percorrer o mundo. Em pouco tempo, Ciro percebeu que na realidade o mundo é pequeno, tendo decidido assim estudar o Universo… que é verdadeiramente grande. Doutorado em Astronomia pela Universidade de Estrasburgo, trabalhou no Observatório Astrofísico de Arcetri, em Florença, onde estudou novos dados provenientes de um telescópio que o permitiram observar por uma janela nunca antes aberta. Afirma que foi uma boa experiência na terra de Dante Alighieri e de Girolamo Savonarola. Atualmente é investigador do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA), onde trabalha ativamente no estudo da formação e evolução de galáxias. Gosta de correr, todos os dias, pela Tapada da Ajuda e ouvir fado às 4 da manhã em Alfama.

A imagem nunca antes vista

A primeira imagem direta de um buraco negro foi divulgada hoje, em sete conferências de imprensa simultâneas, pela iniciativa internacional Event Horizon Telescope (EHT).

Esta é uma colaboração entre oito radiotelescópios espalhados pelo mundo e com um objetivo comum: criar um telescópio virtual do tamanho do planeta Terra capaz de observar a vizinhança imediata de um buraco negro super-massivo¹. O objetivo foi alcançado e neste resultado histórico participou Hugo Messias, membro do observatório ALMA, um dos telescópios envolvidos no projeto EHT, e colaborador do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA), do qual foi investigador integrado até agosto de 2016. Observações simultâneas realizadas em abril de 2017 a partir de oito radiotelescópios tão distantes como Havai, Espanha ou Antártida, e cujos dados foram analisados durante dois anos, permitiram reconstituir a primeira imagem da silhueta de luz em torno de um buraco negro com 6,5 mil milhões de vezes a massa do Sol. Este monstro cósmico encontra-se a 55 milhões de anos-luz da Terra no âmago da maior galáxia do enxame de galáxias da Virgem, designada Messier 87. Esta é a primeira vez que é possível ver o chamado horizonte de acontecimentos², o limiar daquilo que é possível fisicamente observar de um buraco negro. “Recentemente assistimos a mais um sucesso das previsões da relatividade geral de Einstein através da deteção de ondas gravitacionais emitidas pela colisão de buracos negros”, diz Hugo Messias. “Agora, estes resultados do projeto EHT comprovam-no a uma escala 300 milhões de vezes maior, nas condições de gravidade extrema perto de buracos negros super-massivos.” Saber mais »

Notas

Os buracos negros são locais do Universo onde uma enorme quantidade de matéria se encontra concentrada numa região tão compacta que gera um campo gravitacional capas de reter a própria luz. Os buracos negros super-massivos que se acredita existirem no centro da maioria das galáxias, incluindo a nossa Via Láctea, deformam profundamente o espaço-tempo à sua volta e submetem o material envolvente a condições extremas de velocidade e temperatura.
O horizonte de acontecimentos é a superfície em torno de um buraco negro para além da qual quaisquer acontecimentos não poderão afetar o que se passa fora dessa superfície. Tal deve-se ao facto de nada, nem a própria luz, uma vez aí dentro, conseguir escapar para o exterior.

A insustentável leveza do Universo

por Nelson Nunes, do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço

Neste mês, na sessão das Noites no Observatório, vamos descobrir quais são os truques e métodos pelos quais os investigadores medem as massas da Terra, do Sol e da Via Láctea. Vamos também saber que o Universo se expande cada vez mais rápido e que essa descoberta nos diz que apenas 5% do Universo é composto de matéria que nos é familiar. Pode ver ou rever a sessão em formato vídeo no canal do IA no YouTube https://www.youtube.com/watch?v=5XaHCVg_zxY

Nota Biográfica

Nelson Nunes é licenciado em Engenharia Física Tecnológica pelo Instituto Superior Técnico, e doutorado em Física pela Universidade de Sussex no Reino Unido. O Nelson foi investigador em Londres, Minnesota, Cambridge e Heidelberg. Em 1998 foi membro de uma das equipas que nesse ano descobriu que o Universo se encontra em expansão acelerada. Tem trabalhado na construção dos modelos teóricos que tentam explicar a natureza dessa aceleração. De momento o Nelson é investigador no Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço e leciona na Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa. É o diretor do Observatório do Lago Alqueva em Monsaraz. As Noites no Observatório são organizadas pelo Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, em parceria com o Planetário Calouste Gulbenkian – Centro Ciência Viva.

A insustentável leveza do Universo

Sessão por Nelson Nunes, do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço e da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa

Registo vídeo da sessão Noites no Observatório de 27 de janeiro de 2018, no Planetário Calouste Gulbenkian - Centro Ciência Viva, Lisboa.

Saiba como os astrónomos medem a massa dos planetas, das estrelas e de galáxias inteiras como a da nossa Via Láctea. Descubra também que o Universo se está a expandir cada vez mais rápido, e que essa descoberta nos diz que apenas 5% do Universo é de facto constituído por matéria que conhecemos do nosso dia-a-dia. https://www.youtube.com/watch?v=5XaHCVg_zxY

A Lua...aqui tão perto

A Lua... aqui tão perto

por Pedro Machado, do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço

Aqui tão perto, a Lua acompanha-nos sempre. Nas noites serenas de luar, é difícil imaginar que ela é o resultado de uma colisão cataclísmica, que a arrancou à Terra há 4,5 mil milhões de anos. E se o nosso único satélite natural tiver sido determinante no advento da Vida na Terra, será que afinal lhe devemos também a nossa existência? Hoje vive-se uma segunda “corrida à Lua”, e está a ser planeada uma colónia permanente para humanos na Lua. Porquê tanto interesse no nosso satélite natural? Porque, a primeira pegada deixada por Neil Armstrong há 50 anos foi o primeiro passo do salto para outros mundos: Marte… e mais além...

Nota Biográfica

A atividade principal de Pedro Machado é focada nas ciências planetárias, mais concretamente no estudo da dinâmica das atmosferas dos planetas do Sistema Solar. Depois de se formar em Física Teórica na Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (FCUL), completou o mestrado em Astronomia e Astrofísica na mesma universidade. Em 2013 obteve o grau de doutor, em regime de associação entre o Observatório de Paris (França) e a Universidade de Lisboa, com uma tese sobre a caracterização da dinâmica da atmosfera de Vénus. Atualmente prossegue a sua pesquisa sobre a dinâmica da atmosfera de Vénus, utilizando técnicas de velocimetria Doppler e métodos de seguimento de nuvens (‘cloud tracking’). Os métodos Doppler desenvolvidos e aperfeiçoados no âmbito da sua investigação estão neste momento a ser adaptados para o estudo de outros corpos do Sistema Solar. O seu trabalho tem sido apresentado em várias conferências internacionais e publicado em diversas revistas da especialidade de Astronomia e Astrofísica. O Pedro é investigador do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA), afeto à Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa. As Noites no Observatório são organizadas pelo Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, em parceria com o Planetário Calouste Gulbenkian – Centro Ciência Viva. Atividade enquadrada na Semana da Ciência e Tecnologia 2019

A maior imagem de sempre do Universo começou hoje a ser fotografada

Seguindo o plano de observações liderado por investigadores do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA), o telescópio espacial Euclid, a 1,5 milhões de quilómetros da Terra, começou hoje a montar um mosaico de 27 500 peças.

Hoje, às 00h 00m 00s de Portugal Continental, num ponto quatro vezes mais longe do que a Lua, o telescópio espacial Euclid voltou-se para a constelação de Erídano, no hemisfério celeste austral, e durante 70 minutos recolheu a luz dessa região de céu escuro. É a primeira de mais de 27 mil fotografias que irão constituir o mosaico do céu com a maior resolução alguma vez feito. Serão mais de 15 biliões de píxeis, e ao fim de seis anos espera-se ter capturado a luz de mais de mil milhões de galáxias. A missão espacial Euclid¹, da Agência Espacial Europeia (ESA), irá permitir a construção do primeiro mapa a três dimensões do Universo, desde a nossa vizinhança cósmica até galáxias distantes, cuja luz nos revela o Universo quando este tinha 25 por cento da idade atual. As regiões do céu que serão observadas daqui até 2030 constituem praticamente um terço de todo o céu, o chamado céu extragaláctico – as regiões escuras, quase sem estrelas da Via Láctea nem poeiras do plano do Sistema Solar, e que são as janelas para o Universo profundo.

O Euclid irá fotografar cerca de 49 mil vezes, e hoje foi o primeiro dia, depois de meses de testes e calibrações dos instrumentos. “A primeira porção de céu será observada durante duas semanas e terá uma extensão de 130 graus quadrados”, diz João Dinis.

Para onde olhar, e por que ordem, em cada segundo durante os próximos seis anos? A resposta está no calendário de observações definido por uma equipa liderada pelo Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA). O calendário teve em conta a otimização da posição do telescópio na sua órbita em volta do Sol, que acompanha a órbita da Terra (num dos pontos de Lagrange, L2, atrás da Terra em relação ao Sol), mas também as restrições técnicas do telescópio, os momentos de calibração dos instrumentos, e os vários objetivos científicos. “O modo de observação do telescópio segue uma lógica de ‘avança e olha’. O momento em que olha dura 70 minutos”, explica João Dinis, do IA e da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (Ciências ULisboa), membro da Equipa de Apoio às Operações do Rastreio Euclid (Survey Operations Support Team, SOST). “Em cada posição, o telescópio adquire quatro imagens, com ligeiros deslocamentos. Esta estratégia pretende compensar os intervalos entre os sensores. Depois, o telescópio é orientado para outra posição, próxima, numa lenta rotação de cerca de quatro minutos.” João Dinis é o autor do software de implementação do planeamento da missão Euclid, e cujo trabalho foi reconhecido com o prémio STAR do Consórcio Euclid em 2023. A equipa SOST, liderada pelo IA e Ciências ULisboa e financiada pela Agência Espacial Portuguesa, é a equipa do Consórcio Euclid que entregará regularmente à Agência Espacial Europeia (ESA) os planos de observação, que serão usados pelo centro de operações de voo para comandar o telescópio espacial. [caption id="attachment_25314" align="alignnone" width="747"]

Galáxia NGC 6822 observada com o telescópio espacial Euclid, uma das primeiras imagens obtidas na fase de validação dos instrumentos.

Créditos: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, image processing by J.-C. Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi, CC BY-SA 3.0 IGO[/caption] O Euclid irá fotografar cerca de 49 mil vezes, e hoje foi o primeiro dia, depois de meses de testes e calibrações dos instrumentos. “A primeira porção de céu será observada durante duas semanas e terá uma extensão de 130 graus quadrados”, diz João Dinis. “Durante esta observação, o rastreio principal fará duas pausas, para uma calibração dos instrumentos e uma segunda vez para uma rotina de manutenção da órbita, tudo previsto no calendário.” Este calendário não foi produzido sem surpresas, porém. Para além de ter sido atualizado devido aos reagendamentos do lançamento do telescópio, uma vez este já no espaço, os testes de engenharia verificaram que um excesso de luz do Sol contaminava as imagens, apesar do escudo de proteção. Este facto levou a restringir a amplitude do ângulo que o telescópio Euclid poderá rodar. “Antes do lançamento, o requisito era que o Euclid mantivesse o seu escudo perpendicular ao Sol com pequenos desvios até um máximo de cinco graus, para um e outro lado do seu eixo maior (-5° e +5°). A nova restrição é que observe com uma rotação máxima entre -3° e -8,5°”, diz Ismael Tereno, do IA e Ciências ULisboa e líder do SOST. “Verificámos que a aplicação da nossa estratégia inicial de observação às novas restrições do ângulo não iriam produzir um rastreio funcional. Com esta restrição certas regiões do céu deixaram de poder ser observadas de qualquer ponto da órbita.” [caption id="attachment_25315" align="alignnone" width="747"]

Projeção de todo o céu com a sinalização das regiões que serão observadas pelo telescópio espacial Euclid, durante seis anos, cada ano codificado por uma cor diferente. Créditos: Euclid Consortium/Jean-Charles Cuillandre[/caption] “O problema foi resolvido com uma alteração profunda no desenho do rastreio, que recorreu a uma maior sobreposição das observações de modo a aliviar a rigidez imposta pela nova restrição”, diz João Dinis. O novo plano de observação cobre um pouco menos de área, mas permite chegar a todo o céu e garante a operacionalidade da missão. Poderá vir a cobrir toda a área de céu originalmente prevista se a missão se prolongar um pouco além dos seis anos. Durante o primeiro ano, até março de 2025, o Euclid terá coberto entre 15 a 18 por cento da área de céu prevista. Um conjunto limitado de dados, referente aos rastreios profundos de algumas regiões particularmente escuras do céu, está previsto para a primavera de 2025. Os primeiros dados com relevância para a ciência central da missão – o Universo escuro – estarão prontos no verão do próximo ano. https://youtu.be/y89SXN-Xd9A Ismael Tereno, do IA e Ciências ULisboa, líder da equipa de apoio às operações do rastreio, apresenta a missão Euclid e como é que a comunidade científica portuguesa contribuiu com o planeamento completo de todas as cerca de 50 000 observações que serão efetuadas pelo telescópio durante os seis anos da missão (vídeo produzido pelo IA em Junho 2023).

Notas

O telescópio espacial Euclid foi lançado em julho de 2023. Desde 2012 que Portugal está a bordo desta missão da Agência Espacial Europeia (ESA). O seu principal objetivo é saber mais sobre os dois constituintes maioritários do Universo e ainda desconhecidos – a matéria escura e a energia escura.

Contactos João Dinis, Ismael Tereno Grupo de Comunicação de Ciência Sérgio Pereira; Ricardo Cardoso Reis; Filipe Pires (coordenação, Porto); João Retrê (coordenação, Lisboa)

A Música das Estrelas

A sessão deste mês das Noites no Observatório terá início com a palestra às 21:30. Após a palestra haverá um pequeno espetáculo de música e efeitos na cúpula do Planetário. As observações astronómicas decorrerão em contínuo ao longo da noite, até às 24:00. A palestra terá como tema A Música das Estrelas, e será dada por Margarida Cunha, do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço.

A Música das Estrelas

O primeiro contacto com a astronomia é quase sempre através da observação das estrelas no céu, tão distantes e, aparentemente, tão iguais. Foi assim também comigo, quando era ainda muito pequenina! Hoje estudo a música que as estrelas produzem e, através dela, determino os seus tamanhos, as suas massas, idades, e os detalhes do seu interior. Nestas Noites no Observatório vou explicar como, a partir das ondas acústicas produzidas pelas estrelas, os astrónomos conseguem saber mais sobre a estrutura, dinâmica e evolução destes astros. Vou falar também das missões espaciais com programas dedicados a este campo de estudo, designado por sismologia estelar, e do envolvimento de Portugal nessas missões. Finalmente, vou concluir sublinhando o impacto que o estudo da música das estrelas tem em áreas da astronomia tão diferentes, como a caracterização de sistemas planetários descobertos em redor de outras estrelas, ou o estudo da nossa própria galáxia. Pode ver ou rever a sessão em formato vídeo no canal do IA no YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=2FF8tA7iTlM

Nota Biográfica

Margarida Cunha licenciou-se em Física/Matemática Aplicada, em 1994, na Universidade do Porto. Daí seguiu para a Universidade de Cambridge, no Reino Unido, onde se doutorou em 1999 com uma tese na área da sismologia de estrelas magnéticas. Atualmente é Investigadora Principal no Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) e líder do grupo “Origem e Evolução de Estrelas e Planetas”. Interessa-se particularmente pela física e dinâmica do interior das estrelas e procura avançar nessa área do conhecimento a partir da análise de dados sísmicos obtidos por satélites da NASA e da ESA. Participa regularmente em atividades de divulgação da ciência dirigidas a todos os tipos de público.

A Música das Estrelas

Descubra o que a Música das Estrelas nos diz sobre a estrutura, a dinâmica e a evolução destes astros. Registo em vídeo da sessão por Margarida Cunha, do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) e da Universidade do Porto, nas Noites no Observatório de 29 de abril, 2017, no Planetário Calouste Gulbenkian-Centro Ciência Viva, em Lisboa. https://www.youtube.com/watch?v=2FF8tA7iTlM Encontre este e outros vídeos no canal do IA no YouTube.

A Origem do Ano Bissexto

Artigo em parceria com a National Geographic Portugal

Em ano bissexto, conheça a origem deste conceito para contar o tempo e construir os calendários que utilizamos.

Por Daniel Folha¹ O que é um ano? Uma pergunta simples, com uma resposta aparentemente simples: um ano é a quantidade de tempo que a Terra demora a dar uma volta ao Sol. Mas como sabemos quando a Terra completa uma volta ao Sol? Para responder a esta questão é necessário escolher uma referência que nos permita realizar a medição. Astros muito longínquos, por estarem tão longe, podem ser consideradas como pontos fixos e por isso constituem-se como excelentes pontos de referência. Utilizando este referencial ficamos a saber que a Terra regressa à mesma posição ao fim de 365 dias, 6 horas, 9 minutos e 10 segundos (365.25636 dias) de tempo solar médio. O ano assim determinado é designado por ano sideral.

Se todos os anos fossem anos comuns de 365 dias, as estações do ano deixariam, progressivamente, de ocorrer entre as mesmas datas.

Uma outra possibilidade é escolher como referência o Sol. Relativamente à nossa estrela, a Terra volta à mesma posição ao fim 365 dias, 5 horas, 48 minutos e 45 segundos (365.24219 dias), em média. Este é um ano trópico. O ano trópico corresponde a um ciclo completo de estações do ano, por exemplo de equinócio de primavera até ao equinócio de primavera seguinte. O ano trópico é a base para o calendário que utilizamos, o calendário Gregoriano. O nosso calendário tem anos comuns, de 365 dias, e anos bissextos, de 366 dias. Se repararmos com atenção, vemos que no final de um ano comum a Terra ainda não voltou à mesma posição relativamente ao Sol. É necessário esperar, em média, mais 5 horas e quase 49 minutos para regressar à mesma posição relativa. Ou seja, ao concluir um ano comum ficamos atrasados quase um quarto de dia. Ao fim de dois anos comuns ficamos atrasados cerca de meio dia, ao fim de três anos comuns o atraso aumenta para três quartos de dia e ao fim de quatro anos comuns o atraso será de quase um dia completo. É nesta altura que podemos recuperar o atraso, adicionando um dia ao calendário e tornando o ano bissexto. É assim tão importante recuperar este dia? Se não o fizéssemos, isto é, se todos os anos fossem anos comuns de 365 dias, as estações do ano deixariam, progressivamente, de ocorrer entre as mesmas datas. Por cada 4 anos comuns cada estação do ano teria o seu início real um dia mais tarde. Voltemos ao ano bissexto que ocorre após três anos comuns. Ao acrescentar um dia de calendário ao ano seguinte a três anos comuns consecutivos, estamos a corrigir em demasia o atraso que se foi acumulando. Vejamos. O atraso foi cerca de 5 horas e 49 minutos por ano, o que em 4 anos dá um atraso de cerca de 23 horas e 16 minutos. Ao acrescentar 24 horas ficamos com 44 minutos a mais. Não parece muito, mas o efeito acumulado acabará por se fazer sentir. Para corrigir este efeito, o calendário Gregoriano não tem sempre um ano bissexto a cada 4 anos. Por vezes temos 7 anos comuns consecutivos. Por exemplo, 1896 foi ano bissexto e o ano bissexto seguinte foi apenas 1904. O próximo período de 7 anos comuns consecutivos ocorrerá entre os anos bissextos 2096 e 2104. No calendário Gregoriano um ano é bissexto se cumprir dois critérios: o ano tem que ser um número divisível por 4 e um ano que cumpra o critério anterior não pode ser divisível por 100, a menos que seja também divisível por 400. Esta é a razão pela qual 1900 não foi um ano bissexto e 2100 também o não será. https://youtu.be/wtNmtdB6f_U Posição dos planetas Mercúrio, Vénus, Terra e Marte em torno do Sol, para o período entre janeiro de 2024 e janeiro de 2027. Cada volta da Terra em torno do Sol corresponde a um ano trópico. Crédito: Produzido com o programa de simulação 3D em tempo real SkyExplorer 2023 da RSA Cosmos, no Planetário do Porto – Centro Ciência Viva, para projeção imersiva no ecrã hemisférico do planetário. Antes da adoção do calendário Gregoriano, em 1582, o calendário em vigor na generalidade do mundo ocidental era o calendário Juliano, introduzido pelo imperador romano Júlio César no ano de 46 A.C. No calendário Juliano há sempre um ano bissexto após três anos comuns consecutivos. Durante o pontificado do Papa Gregório XIII, na segunda metade do Séc. XVI, a correção excessiva acumulada ao fim de mais de dezasseis séculos era já de 10 dias. Atualmente a diferença entre os dois calendários é de 13 dias.

O ano trópico não tem sempre a mesma duração. Varia devido às perturbações da órbita da Terra por ação da Lua e de outros planetas do Sistema Solar, que a desviam de uma elipse perfeita.

A duração média do ano no calendário Juliano é de 365.25 dias. No calendário Gregoriano a duração média do ano, calculada para períodos de 400 anos, é de 365.2425, mais próxima dos 365.24219 dias de duração média do ano trópico, de onde resulta um dia de diferença entre os dois ao fim de aproximadamente 3226 anos. Muito melhor do que a diferença de um dia a cada 128 anos, que resulta do calendário Juliano. Importa clarificar que a precisão do calendário Gregoriano quando comparado com as estações do ano, ou seja quando comparada com o ano trópico é um resultado médio: é a comparação da duração média do ano Gregoriano com a duração média do ano trópico. Por que motivo se fala do ano trópico médio? O ano trópico não tem sempre a mesma duração? De facto não tem. Podemos medir a duração do ano trópico anotando o instante de tempo em que ocorrem dois equinócios de primavera consecutivos. Por exemplo, em 2022 o equinócio da primavera no hemisfério norte (equinócio de outono no hemisfério sul) ocorreu no dia 20 de março, às 15h33m de tempo universal (UT). Em 2023 o mesmo equinócio ocorreu no dia 20 de março, às 21h24m, ou seja 365 dias, 5 horas e 51 minutos depois. Nos últimos 10 anos, a duração do ano trópico variou entre 365 dias, 5 horas e 44 minutos e 365 dias, 5 horas e 59 minutos. Estas variações devem-se às perturbações da órbita da Terra por ação da Lua e de outros planetas do Sistema Solar, em particular Vénus, Júpiter e Saturno, que a desviam de uma elipse perfeita. Observações milenares dos astros, sistemáticas a partir de certa altura, e em particular do movimento aparente Sol e do movimento da Lua, impostos pelas leis da mecânica celeste, permitiram identificar periodicidades que foram utilizadas para contar o tempo e para construir os calendários que utilizamos e que tão importantes são em toda a organização da sociedade humana. Artigo também disponível no website da National Geographic Portugal. Disponível sob licença de reutilização Creative Commons cc-by-sa

1. Daniel F. M. Folha é astrónomo no Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) e Professor Auxiliar no Instituto Universitário de Ciências da Saúde-CESPU (IUCS-CESPU).

A primeira imagem de um buraco negro

A primeira imagem direta de um buraco negro foi divulgada a 10 de abril pela iniciativa internacional Event Horizon Telescope (EHT). Neste resultado histórico participou Hugo Messias, membro do Observatório ALMA, um dos telescópios envolvidos no projeto EHT, e colaborador do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA), do qual foi investigador integrado até agosto de 2016.

Para ouvir Entrevista Tarde Antena 1 Hugo Messias explicou à Antena 1 a importância desta imagem do buraco negro na galáxia Messier 87. Antena 1, 10 de abril de 2019

“Tentamos esticar até ao máximo a teoria para perceber onde ela falha, e até agora a Relatividade Geral de Einstein ainda não falhou.” Hugo Messias, membro do Observatório ALMA e colaborador do IA

Desde janeiro de 2017 que Hugo Messias tem estado envolvido nas observações do buraco negro no coração da galáxia Messier 87, através do radiotelescópio ALMA, o maior observatório no conjunto das oito estações que constituem o Event Horizon Telescope, funcionando como a estação de referência. Ajudou no teste do sistema que permite ao ALMA trabalhar como uma só antena virtual de 73 metros de diâmetro, e participou também na preparação e execução das observações, assim como no tratamento e verificação dos dados. [caption id="attachment_13214" align="alignnone" width="752"]

O Atacama Large Millimiter/submillimeter Array (ALMA) de noite, sob as Nuvens de Magalhães
Créditos: ESO/C. Malin[/caption]

“Aquilo que um astrofísico se habitou a ver no papel na forma teórica, aparece agora à frente dos seus olhos, e precisamente como estava previsto!” José Afonso, coordenador do IA

Este “feito fenomenal” foi também explicado à TSF e ao Podcast P24 (jornal Público) por José Afonso, coordenador do IA e investigador da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (FCUL).

Para ouvir A primeira fotografia de um buraco negro, tal como Einstein sonhou TSF, 10 de abril de 2019 (entrevista áudio no final da página) Para ouvir A fotografia que deu razão a Einstein (e mostrou um buraco negro) Podcast 24 (Público), 11 de abril de 2019 (a partir de 1m 56s)

À Procura de Novas Terras

A sessão deste mês das Noites no Observatório terá início com a palestra às 21:30. Após a palestra haverá um pequeno espetáculo de música e efeitos na cúpula do Planetário. As observações astronómicas decorrerão em contínuo ao longo da noite, até às 24:00. A palestra terá como tema À Procura de Novas Terras, e será dada por Pedro Figueira, do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço.

À Procura de Novas Terras

Vivemos uma época de grande atividade no estudo de exoplanetas. Desde a deteção do inóspito 51 Peg b, em 1995, descobrimos mais de 2000 planetas em torno de outras estrelas, planetas esses com uma gama de propriedades que desafiam tanto a imaginação como várias teorias científicas. Nesta palestra vou percorrer a história da deteção e caracterização de planetas extrassolares, desde o que aprendemos com os primeiros planetas às perguntas em aberto nos dias de hoje. Vou terminar com a discussão da procura de planetas com as mesmas propriedades da Terra, e a participação portuguesa naquela que é provavelmente a grande questão científica dos nossos tempos.

Nota Biográfica

Pedro Figueira é Licenciado em Física pela Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa e doutorado em Astronomia pela Universidade de Genève, onde teve como supervisores Michel Mayor e Francesco Pepe. Atualmente é Investigador FCT no Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, onde participa ativamente na procura de novos planetas. Especializou-se na aplicação do método das velocidades radiais ao infravermelho e desenvolve instrumentação e software para deteção de planetas de pequena massa. Para além da pesquisa científica, está fortemente envolvido em atividades de formação e de divulgação. Gosta de cerveja belga e de Lindy Hop.

À Procura de Novos Mundos

Temos encontro marcado em sua casa, porque o Universo cabe dentro dela. A pensar em si, preparámos uma série de eventos acessíveis através da internet sob o título O Universo Online. O IA vai continuar a partilhar o Universo através de sessões online com diferentes formatos, como palestras e quizes. Nestas sessões todos estão convidados a colocar perguntas, responder a desafios e participar em jogos.

À Procura de Novos Mundos

Há 25 anos começou a revolução na procura de outros mundos fora do Sistema Solar. Com milhares de planetas entretanto descobertos, o que iremos descobrir no próximo quarto de século? Com a descoberta, em 1995, do primeiro planeta a orbitar uma outra estrela semelhante ao Sol, o 51 Pegasi b, descoberta premiada com o Nobel para a Física em 2019, começou a revolução na deteção e caracterização de outros mundos fora do Sistema Solar. Coloque as suas perguntas a investigadores do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) na linha da frente da procura de uma outra “Terra”. Qual foi o impacto desta primeira descoberta, como se descobrem e se tentam descrever hoje novos mundos, como é que Portugal contribui para esta demanda global, e o que se perfila para o futuro? A sessão deste mês de O Universo Online integra a programação da Noite Europeia dos Investigadores 2020.

Transmissão em direto

Assista à transmissão em direto no canal do IA no YouTube.

À Procura de Novos Mundos

Em mais uma sessão de "O Universo Online", os participantes colocaram as suas perguntas a Nuno Santos e Susana Barros, investigadores do IA, sobre a procura por uma outra “Terra”. Com a descoberta, em 1995, do primeiro planeta a orbitar uma outra estrela semelhante ao Sol, 51 Pegasi b, descoberta premiada com o Nobel para a Física em 2019, começou a revolução na deteção e caracterização de outros mundos fora do Sistema Solar. Com milhares de planetas entretanto descobertos, o que iremos descobrir no próximo quarto de século? A resposta a esta e muitas outras perguntas foi dada por investigadores do IA que estão na linha da frente desta demanda. Sessão moderada por João Retrê, do IA, e inserida na Noite Europeia dos Investigadores 2020. Veja este e outros vídeos no canal do IA no YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=mtqfZWs6EFM

À procura de uma outra Terra

Com Pedro Figueira, do Observatório Europeu do Sul (ESO) e do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço. Em 1995 foi detetado o primeiro planeta em torno de uma estrela semelhante ao Sol, descoberta que partilhou o Prémio Nobel da Física de 2019. Entre estas duas datas, a pesquisa de exoplanetas tornou-se um campo de investigação científica extremamente ativo, com milhares de planetas descobertos e centenas de investigadores em trabalho permanente. De que forma são detetados estes mundos distantes, e como se pode saber, apesar da distância, as suas características, e se alguns são parecidos com a Terra? Nesta sessão, conheça os principais métodos utilizados pelos astrónomos, o que já sabemos sobre estes planetas em órbita de outras estrelas, e a grande participação Portuguesa nesta aventura de procurar outras Terras.

Transmissão em direto

Assista à transmissão em direto na janela em baixo. Se quiser participar e colocar perguntas, dirija-se ao canal do IA no YouTube. [embed width="752" height="423"]https://www.youtube.com/watch?v=_nqTPNPA2ZM[/embed] Esta e futuras sessões serão divulgadas e transmitidas também na página dedicada a O Universo Online.

À procura de uma outra Terra

Em 1995 foi detetado o primeiro planeta em torno de uma estrela semelhante ao Sol, descoberta que partilhou o Prémio Nobel da Física de 2019. Entre estas duas datas, a pesquisa de exoplanetas tornou-se um campo de investigação científica extremamente ativo, com milhares de planetas descobertos e centenas de investigadores em trabalho permanente. Com Pedro Figueira, do Observatório Europeu do Sul (ESO) e do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA), conheça a forma como são detetados estes mundos distantes, e como se pode saber, apesar da distância, as suas características, e se alguns são parecidos com a Terra. Nesta sessão que decorreu online, são descritos os principais métodos utilizados pelos astrónomos, o que já sabemos sobre estes planetas em órbita de outras estrelas, e a grande participação Portuguesa nesta aventura de procurar outras Terras.

Registo em vídeo da quarta sessão da série O Universo Online, a 25 de julho, 2020. Veja este e outros vídeos no canal do IA no YouTube. [embed width="600"]https://www.youtube.com/watch?v=_nqTPNPA2ZM[/embed]

À procura dos anéis que poderão destronar Saturno

O magnífico “Senhor dos Anéis” não está sozinho. Encontrados em locais e tamanhos mais humildes no Sistema Solar, os anéis poderão existir também em volta de mundos que orbitam outras estrelas. Mas como o poderemos saber?

Artigo de Babatunde Akinsanmi¹ em parceria com a National Geographic Portugal

Anéis no Sistema Solar

Quando Galileu Galilei apontou o seu pequeno telescópio para Saturno em 1610, tornou-se na primeira pessoa a ver o que ele mais tarde, incorretamente, descreveu como duas pegas. Foi apenas em 1655, quando Christiaan Huygens, nos Países Baixos, observou com um telescópio maior, que as pegas foram interpretadas como sendo um anel fino e plano em volta do planeta, mas separado da sua superfície. Os anéis levantaram desde então questões interessantes e difíceis para os cientistas: Como e quando se formaram? Existem em volta de outros planetas? O que nos dizem sobre o seu planeta-anfitrião? A curiosidade científica sobre os anéis conduziu a várias observações. Estas revelaram que Saturno tem de facto um sistema de anéis, com muitos anéis separados por intervalos, e que são feitos de inúmeras partículas de gelo e rocha de tamanhos diversos. As sondas Voyager 1 e 2, da NASA, lançadas em 1977, descobriram depois a presença de anéis em torno dos outros planetas gigantes – Júpiter, Neptuno e Úrano – embora não tão extensos como os de Saturno.

Estudos recentes sugerem que Marte poderá um dia vir a ter anéis, já que uma das suas luas, Fobos, está a migrar para uma órbita cada vez mais interior e irá provavelmente fragmentar-se.

O aspeto interessante de que se deu conta a partir das observações dos anéis é que as propriedades destes variam de planeta para planeta. Saturno tem anéis densos que são brilhantes devido a partículas constituídas sobretudo por gelo de água, que é refletor, enquanto os anéis em volta de Úrano e Neptuno são finos e escuros e separados por amplas lacunas, e os de Júpiter são feitos de poeiras e são ténues. [caption id="attachment_21044" align="alignnone" width="700"]

Dafnis, lua de Saturno, em órbita ao longo de um intervalo na parte exterior dos anéis deste planeta. Imagem obtida pela sonda Cassini em 2017.
Créditos: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute[/caption] A origem dos anéis é ainda um tema em debate. Poderão ter-se formado ao mesmo tempo que o seu planeta-anfitrião, ou como resultado de eventos disruptivos mais tardios, tais como a desintegração de luas, ou asteroides, devida a forças de maré, ou até serem material ejetado por luas, como parece ser o caso de anéis mais exteriores de Júpiter e Saturno. Num cenário de desintegração, um corpo mais pequeno a orbitar um planeta poderá migrar para mais perto deste, puxado pela interação gravitacional com o planeta. À medida que se aproxima, alcança uma distância ao planeta referida como o limite de Roche. Para lá deste limiar, o rápido aumento na intensidade da atração gravitacional fará com que um pequeno corpo, abaixo de uma certa densidade e com fraca gravidade própria, se desfaça sob a força de maré do planeta. À medida que as partículas do corpo desfeito começam a orbitar o planeta, elas espalham-se viscosamente formando anéis. Este cenário ocorreu em 1994 quando o cometa Shoemaker-Levy 9 se desagregou pelo efeito da atração gravitacional de Júpiter. Neste caso, porém, os fragmentos não formaram anéis, mas colidiram com Júpiter.

Na última década, aumentou o número de objetos no Sistema Solar que se sabe terem anéis quando foram observados também em volta dos corpos mais pequenos.

Estudos recentes sugerem que Marte poderá um dia vir a ter anéis, já que uma das suas luas, Fobos, está a migrar para uma órbita cada vez mais interior e irá provavelmente fragmentar-se. Por outro lado, partículas com massa suficiente e fora do limite de Roche (mais afastadas do planeta) poderão unir-se outra vez e formar luas. Por isso, há interações dinâmicas muito próximas entre luas e anéis, talvez mesmo em ciclos, com materiais a serem permutados entre ambos e por vezes uns convertendo-se nos outros. Evidências de luas (ou pequenas luas) a formarem-se entre os anéis, ou a sustentar anéis, foram encontradas em todos os planetas gigantes do Sistema Solar. Por exemplo, lacunas observadas entre anéis estão, em alguns casos, associadas à presença de uma pequena lua que segue uma órbita ao longo desse hiato. Essa lua está a acrescer material dos próprios anéis, como é o caso das pequenas luas Pan e Dafnis, dentro do anel A de Saturno. Como tal, o estudo de anéis pode também ajudar a compreender como as luas se formaram e evoluíram. Ainda com estas persistentes perguntas sem resposta, foram detetados anéis outra vez, mas em torno de outros corpos planetários, muito diferentes dos planetas gigantes.

Nunca demasiado modesto para usar um anel

Na última década, aumentou o número de objetos no Sistema Solar que se sabe terem anéis quando foram observados também em volta dos corpos mais pequenos Chariklo, Chiron e Haumea. Os dois primeiros pertencem a uma classe de objetos chamada Centauros, que são semelhantes aos asteroides e cometas mas têm órbitas instáveis que cruzam as dos planetas gigantes. Quanto a Haumea, é um dos maiores planetas anões. [caption id="" align="alignleft" width="292"]

O asteroide remoto Chariklo encontra-se rodeado por dois anéis densos e estreitos. A origem dos anéis permanece um mistério, mas pensa-se que podem ser o resultado de uma colisão que criou um disco de fragmentos.
Créditos: ESO/L. Calçada/M. Kornmesser/Nick Risinger (skysurvey.org)[/caption] Os anéis em volta destes corpos menores estão separados por lacunas e têm limites bem definidos, os quais se poderão dever a interações com satélites embebidos nos anéis. Parecem ter uma composição semelhante à dos anéis dos planetas gigantes, ou seja, feitos de poeira e gelo de água, mas pensa-se que terão tido diferentes cenários de formação. Poderão ter-se formado a partir de materiais ejetados da superfície do pequeno corpo anfitrião a seguir a um impacto, ou na sequência de uma disrupção parcial causada por um encontro orbital muito próximo com um dos planetas gigantes. Poderão também ter tido origem em poeira expelida pelo corpo aquecido à medida que ele migrava para o interior do Sistema Solar e para mais perto do Sol. A deteção de anéis em volta destes corpos foi desconcertante, pois pensava-se que eles seriam uma propriedade exclusiva dos planetas gigantes. Estas descobertas motivam hoje a procura por ainda mais objetos com anéis, já que os critérios para se fazer rodear de anéis poderão ser de facto muito amplos, permitindo uma variedade de casos possíveis. Com a ubiquidade e diversidade de anéis entre os corpos do Sistema Solar, torna-se lógico esperar que existam também em volta de planetas que orbitam outras estrelas, os exoplanetas. Atualmente, mais de 4000 mundos foram descobertos fora do Sistema Solar, mas ainda está por detetar o primeiro que albergue anéis. Um planeta a orbitar outra estrela é algo quase sempre além do alcance dos telescópios que temos hoje. É um grão de pó submerso num dilúvio de luz despejado pela sua estrela anfitriã. Ainda assim, os astrónomos desenvolveram métodos engenhosos para os descobrir. Um dos mais bem sucedidos métodos para detetar planetas extrasolares, ou exoplanetas, é o método dos trânsitos. [caption id="attachment_24262" align="alignnone" width="752"]

Representação de um planeta a transitar diante da sua estrela anfitriã. A curva de luz mostra a diminuição no brilho aparente da estrela à medida que o planeta bloqueia uma fração da sua luz durante o trânsito.

Créditos: ESA / IA (adaptação)[/caption] Um trânsito ocorre quando um planeta passa em frente da sua estrela a partir do nosso ponto de vista na Terra (ou de um telescópio no espaço). À medida que o planeta transita, bloqueia uma fração da luz da estrela que chega até nós e observamos assim uma diminuição no brilho aparente da estrela a cada período orbital do planeta. Os astrónomos captam este obscurecimento, regularmente repetido, na curva de luz da estrela, a qual representa a medição do brilho aparente da estrela, visto da Terra, ao longo de um período de tempo. O grau de diminuição do brilho, referido como a “profundidade do trânsito”, está relacionado com o tamanho (o raio) do planeta em trânsito. Para a mesma estrela, um planeta maior irá bloquear mais luz desta e causar um maior obscurecimento, ou um trânsito mais profundo.

Planeta de algodão doce, ou “hula hoop” ?

Um trânsito é portanto um efeito de sombra chinesa, e os anéis à volta de um exoplaneta (exoanéis) irão bloquear mais luz enquanto o planeta transita a sua estrela, fazendo com que ele nos pareça maior. A medição da massa desse planeta (utilizando um outro método) indicará um valor muito inferior ao esperado para o seu grande tamanho aparente, já que os anéis irão contribuir apenas muito pouco para a massa total do planeta. Ao combinar a massa e o grande raio aparente, obtém-se uma densidade muito baixa para o planeta, fazendo-o parecer empolado. De facto, se se observasse o trânsito de Saturno diante do disco solar sem saber que tem anéis, pareceria um planeta insuflado, com um tamanho superior a uma vez e meia o seu tamanho real, e menos de metade da sua densidade verdadeira. Portanto, planetas “empolados” são bons alvos para procurar exoanéis. Um desses planetas, designado HIP41378f, foi recentemente estudado com vista à deteção de anéis, num trabalho de uma equipa do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) e que liderei. No entanto, não é ainda claro se o seu tamanho empolado que observamos se deve à existência de anéis, e por isso permanece um bom candidato para pesquisas futuras.

Descobrir anéis em volta de novos mundos fora do Sistema Solar é outro dos meios que os astrónomos têm para aperfeiçoar o conhecimento que têm dos processos de formação e evolução de planetas.

A determinação de que um planeta é invulgarmente grande não é suficiente para confirmar a presença de anéis. Temos de encontrar a assinatura desses anéis induzida nos sinais do trânsito que são observados. Como os anéis modificam a forma da projeção do planeta sobre o disco da sua estrela de um modo que difere de um planeta estritamente esférico, eles causam deformações perceptíveis na curva de luz da estrela em relação ao seu desenho habitual. Estas deformações na curva de luz são muito subtis, o que, em parte, justifica os exoanéis serem tão esquivos. Detetar essas deformações requer instrumentos muito precisos. Os telescópios espaciais têm um importante papel aqui, pois fornecem a melhor precisão para determinar as mínimas variações no brilho da estrela causadas por exoanéis. Esses telescópios incluem o popular Hubble, mas também o telescópio espacial CHEOPS, lançado em 2019, uma missão da Agência Espacial Europeia (ESA) com uma forte participação do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA). O IA tem dois membros na direção, dois membros na equipa científica, e quatro colaboradores no consórcio da missão CHEOPS. [caption id="attachment_18450" align="alignnone" width="752"]

Simulação do trânsito do exoplaneta HIP 41378 f.

Conceção artística do trânsito do planeta HIP41378f, com os hipotéticos anéis à sua volta.
Crédito: Tania Cunha / Planetário do Porto – Centro Ciência Viva / IA[/caption] Há vários fatores que podem influenciar a deteção de anéis em volta de um exoplaneta. Anéis como os de Saturno serão os mais fáceis de detetar porque as partículas estão mais densamente compactadas e são mais opacas, permitindo-lhes bloquear mais luz da estrela durante o trânsito. Além disso, a distância de intervalo entre a superfície do planeta e o raio interior do anel pode determinar o quão diferente a curva de luz do trânsito de um planeta com anéis será da de um planeta maior e sem anéis – um intervalo maior provoca maior deformação na curva de luz, tornando mais fácil identificar o efeito causado pelos anéis. A orientação dos anéis no momento do trânsito também afeta a nossa capacidade para os detetar. Se os anéis forem vistos de perfil, ou seja, ao longo da sua fina espessura, não terão qualquer efeito sobre a curva de luz, e irão portanto passar despercebidos. Quando Saturno é visto de perfil, os seus anéis não são de todo visíveis. Porém, os anéis tornam-se mais proeminentes e detetáveis se o seu plano estiver inclinado em relação à nossa linha de visão, de modo que uma maior área dos anéis é projetada sobre o disco da estrela e bloqueia maior quantidade da sua luz. Exoplanetas que orbitem mais longe da sua estrela são mais estáveis e têm maior probabilidade de apresentar orientações favoráveis à deteção dos seus anéis durante um trânsito, pois a influência gravitacional da estrela é menor e não força os anéis a adquirirem uma orientação próxima da do plano orbital, ou seja, praticamente de perfil em relação ao nosso ponto de vista.

Rumo a uma genealogia dos anéis

Vários telescópios espaciais, como o Kepler, da NASA, e o CoRoT, do Centre National d’Études Spatiales (CNES) e da ESA, observaram milhares de estrelas com o intuito de detetar e caraterizar planetas que as transitam. Escondidos nos dados observacionais poderão estar planetas com anéis à espera de serem descobertos. Investigadores do IA, incluindo eu próprio, estão a usar modelos computacionais e métodos estatísticos para procurar assinaturas de anéis nos dados observados com esses telescópios. É ainda de acrescentar que a procura de anéis é uma das maiores áreas de interesse da missão espacial CHEOPS. Susana Barros, também investigadora do IA, lidera o grupo de trabalho do consórcio CHEOPS dedicado à pesquisa de luas e anéis em torno de planetas de longo período em órbita de estrelas brilhantes. Um facto conhecido acerca de corpos com anéis no Sistema Solar é o de todos eles orbitarem longe do Sol, para lá da designada “linha de gelo”, onde a baixa temperatura permite a formação de partículas geladas nos anéis. Contudo, a maioria dos exoplanetas descobertos orbita mais próximo da sua estrela, porque esses planetas têm maior probabilidade de ser vistos a transitar a estrela, e também porque os seus trânsitos ocorrem com maior frequência devido aos seus períodos orbitais mais curtos. Como estes planetas orbitam dentro da linha de neve, onde o gelo de água sublima (passa diretamente de sólido para gás), possíveis anéis em seu redor terão de ser feitos de materiais que suportem temperaturas mais altas sem se fundirem ou evaporarem, como o são as rochas. Como é teoricamente possível que tais anéis existam em redor de exoplanetas, detetá-los permitir-nos-á comparar e contrastar com os objetos “anelados” já conhecidos no Sistema Solar. Irão também fornecer aos astrónomos informação sobre o ambiente onde o planeta se formou ou evoluiu. Já por si, os exoplanetas até agora descobertos exibem maior variedade de características do que os seus congéneres do Sistema Solar, por isso não será surpreendente detetar também exoanéis com outras propriedades. Descobrir anéis em volta de novos mundos fora do Sistema Solar é outro dos meios que os astrónomos têm para aperfeiçoar o conhecimento que têm dos processos de formação e evolução planetária. Pode também lançar luz sobre a própria origem dos anéis, ajudando a decidir se eles são uma consequência natural da formação dos planetas, ou o resultado de processos evolutivos posteriores nos sistemas planetários. Além do mais, a deteção de vários exoplanetas com anéis permitir-nos-á determinar quão comuns ou raros são os planetas “anelados” na nossa galáxia, assim como o tempo de vida típico dos anéis. Uma vez que eles estão também estreitamente associados às luas na sua evolução conjunta, a sua deteção poderá indicar a presença ou a formação de exoluas. Estas podem ter importantes consequências para a habitabilidade, tanto na própria lua, como no seu planeta companheiro. Um disco de formação de luas foi detetado recentemente em volta do jovem exoplaneta PDS 70c. Este tipo de disco é designado disco circumplanetário, de onde um planeta em formação ainda atrai material e onde luas se poderão também formar a partir de agregados no disco. O disco em volta de PDS 70c é cerca de 500 vezes maior do que os anéis de Saturno, por isso não são comparáveis neste momento da evolução do jovem planeta. Mesmo que Saturno seja o “Senhor dos Anéis” no nosso Sistema Solar, há a possibilidade de que o seu trono venha a ser disputado no futuro, assim que descobrirmos um sistema de anéis potencialmente maior em torno de um exoplaneta. Disponível sob licença de reutilização Creative Commons cc-by-sa

Babatunde Akinsanmi é investigador de doutoramento em Astronomia na Universidade do Porto e investigador do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA). A sua pesquisa centra-se na procura e deteção em exoplanetas de características como sejam anéis, achatamento em relação à forma esférica, ou deformações devidas a forças de maré.

Revisão de texto, edição e tradução do original inglês por Sérgio Pereira.

À procura dos verdadeiros planetas errantes

São mundos parecidos com os planetas, mas que não estão “atrelados” a uma estrela. Terão nascido no mesmo berço das estrelas, ou serão planetas expulsos das suas órbitas e abandonados à sua sorte?

Artigo de Koraljka Mužić¹ publicado no âmbito de uma colaboração entre o Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) e a National Geographic Portugal. A rotação da Terra é a razão por que as estrelas, no seu conjunto, parecem mover-se no céu ao longo da noite. A Terra, ao rodar sobre si própria, faz de nós observadores num carrossel celeste e produz a ilusão de termos o céu a rodar à nossa volta. As estrelas realizam assim, aparentemente e a cada 24 horas, círculos concêntricos nos polos celestes. No entanto, os antigos astrónomos notaram que há “estrelas” que, embora sigam este padrão, começam a desviar-se dele ao fim de alguns dias ou meses. Adquirem a pouco e pouco outra posição no céu em relação ao pano de fundo das estrelas. Chamaram-lhes “planētoi”, ou "errantes" em grego, dando origem à palavra "planeta". [caption id="" align="alignnone" width="1024"]

Rastos concêntricos com o polo celeste sul deixado pelas estrelas no céu do Chile, sobre o Observatório do Paranal, em consequência da rotação da Terra e de uma exposição fotográfica de várias horas. Créditos: R. Wesson/ESO[/caption] Hoje sabemos que esse desvio dos planetas no céu é resultado do seu movimento real no espaço, o qual advém da configuração do sistema solar: os planetas, incluindo a Terra, orbitam ao redor do Sol, e estão muito mais próximos da Terra do que as demais estrelas. As estrelas também não estão fixas numa posição do espaço e têm um movimento real, mas estão tão longe que esse movimento só é perceptível com ajuda de instrumentos. Apesar do seu nome, os planetas do sistema solar não são realmente errantes nem vagabundos, pois estão presos ao Sol pela força da gravidade. Outros planetas foram descobertos em órbita de muitas estrelas que vemos no céu – são os exoplanetas – e também eles estão agarrados gravitacionalmente à sua estrela-mãe. Mas será que existem verdadeiros “planetas errantes” – planetas que não orbitam nenhuma estrela e vagueiam à deriva pelo espaço? A resposta é sim. Neste artigo vamos explorar como foram descobertos, as suas propriedades e as questões que ainda precisam de ser respondidas sobre a sua natureza.

Para além das estrelas

Para entender a relação entre os planetas errantes e outros corpos celestes, vamos começar por falar sobre um outro tipo de objetos bastante curioso: as anãs castanhas. As anãs castanhas partilham muitas características com as estrelas, mas têm uma diferença decisiva: não têm uma fonte de energia duradoura.

Serão os objetos de massa planetária uma extensão do processo de formação de estrelas mas para massas menores? Ou terão nascido em órbita de uma estrela, ou seja, como planetas, e posteriormente despejados dos seus sistemas nativos?

As estrelas, tal como o nosso Sol, são enormes bolas de gás que brilham porque produzem energia no seu centro através de reações de fusão de núcleos atómicos. Estas reações convertem elementos químicos leves, como o hidrogénio e o hélio, noutros mais pesados, como o carbono e o oxigénio. É a fusão nuclear no interior do Sol que gera a energia que dá luz e calor na Terra. Porém, para que a fusão nuclear ocorra, é necessário produzirem-se altas pressões e temperaturas no interior do Sol. Isso depende principalmente da quantidade total de matéria de que o Sol é feito. Um corpo com menos de 7,5% da massa do Sol, ou aproximadamente 80 vezes a massa de Júpiter, não consegue iniciar reações de fusão nuclear no seu centro. Portanto, existe uma massa mínima para que um corpo possa ser considerado uma estrela. Abaixo deste limite dizemos que a “estrela” é uma anã castanha. Assim, já demos a entender que uma anã castanha não realiza reações de fusão nuclear no seu interior. [caption id="attachment_26151" align="alignnone" width="747"]

Representação à escala de vários tipos de objetos que se formam nas nebulosas moleculares, em comparação com o planeta Júpiter. Os planetas errantes até agora descobertos têm, no mínimo, cinco vezes a massa de Júpiter. Embora o seu tamanho não possa ser medido diretamente, modelos físicos preveem que sejam mais ou menos do tamanho das anãs castanhas, apesar de serem menos massivos, mas porque são menos densos. No entanto, quando jovens, supõe-se que sejam mais pequenos.
Créditos: NASA’s Goddard Space Flight Center[/caption] No entanto, as anãs castanhas brilham. É um brilho muito fraquinho. A luminosidade de uma anã castanha é milhares de vezes menor do que a das estrelas como o Sol. Além disso, pela sua baixa temperatura, brilham sobretudo na luz infravermelha. Por estas razões, as anãs castanhas só foram descobertas com os telescópios mais avançados do mundo. Mas de onde vem a energia que, ainda assim, as faz brilhar? Não é uma fonte de energia mas sim um reservatório de energia – a energia que ela acumulou ao converter em energia térmica a energia de movimento (energia cinética) do material que caiu sobre ela durante a sua formação. Com o tempo, ela vai gradualmente dissipando essa energia, emitindo-a para o espaço, e arrefece.

Um “calibre” planetário

Desde a descoberta das anãs castanhas em 1995, as pesquisas revelaram objetos cada vez mais leves, alguns com apenas cinco a dez vezes a massa de Júpiter. Estas são as massas típicas dos planetas gigantes descobertos em órbita de outras estrelas. No entanto, estes objetos não podem ser considerados planetas, pois não orbitam nenhuma estrela. Referimo-nos a eles como "objetos de massa planetária". Claramente, existe uma sobreposição de massa entre as anãs castanhas e os planetas, tornando a transição entre as duas classificações bastante indefinida. Isto levanta uma questão central: serão os objetos de massa planetária uma extensão do processo de formação de estrelas mas para massas menores? Ou terão nascido em órbita de uma estrela, ou seja, como planetas, e posteriormente despejados dos seus sistemas nativos? [caption id="attachment_26676" align="alignnone" width="747"]

O telescópio Subaru, do Observatório Astronómico Nacional do Japão (NAOJ), no monte Maunakea, na ilha de Havai, à esquerda das duas cúpulas brancas dos telescópios gémeos do observatório norte-americano Keck.
Créditos: National Astronomical Observatory of Japan[/caption] Quanto às anãs castanhas mais massivas, os cientistas acreditam que elas nascem de maneira semelhante às estrelas, ou seja, através do colapso gravitacional de uma nuvem fria de gás molecular. Simulações por computador indicam que esse mesmo mecanismo pode produzir uma grande diversidade de objetos com massas que vão desde mais de 100 vezes a massa do Sol, no limite superior, até menos de um centésimo da massa da nossa estrela, ou seja, abaixo de dez vezes a massa de Júpiter. O que significa que no processo de geração de estrelas se produzem corpos com massas de “calibre” planetário. Por outro lado, também é possível que os objetos de massa planetária tenham tido a sua origem como planetas, ou seja, em sistemas planetários, em órbita de uma verdadeira estrela. Mais tarde terão sido ejetados da sua órbita pelo encontro próximo com uma outra estrela, ou pela interação com outro planeta do mesmo sistema planetário, que são os mecanismos mais comuns. Em consequência disso, ficaram soltos no meio interestelar. Dezenas dos objetos com massa equiparável à dos planetas foram encontrados utilizando grandes telescópios ópticos e no infravermelho a partir do solo, como o Very Large Telescope (VLT), do Observatório Europeu do Sul (ESO), no Chile, o telescópio Subaru, no Havai, e o Gran Telescopio de Canarias (GranTeCan), em Espanha. No entanto, mesmo com os instrumentos mais modernos, a nossa capacidade para encontrar planetas errantes a partir da Terra limita-se a objetos com mais de cinco vezes a massa de Júpiter. Para identificar objetos mais pequenos, mais semelhantes a Júpiter, ou até mesmo menores, foi necessário desenvolver um telescópio ainda mais sensível. Referimo-nos ao Telescópio Espacial James Webb (JWST). [caption id="" align="alignleft" width="260"]

Conceção artística do telescópio espacial James Webb, da NASA, ESA e CSA. Créditos: Northrup Grumman[/caption] O JWST é o telescópio espacial mais poderoso já construído, com um espelho principal seis vezes maior do que o do famoso Telescópio Espacial Hubble. Está localizado a 1,5 milhões de quilômetros da Terra e opera em temperaturas extremamente baixas, para que não haja outras radiações a interferir nas suas observações. A sua extraordinária sensibilidade na parte infravermelha do espectro eletromagnético permite uma grande amplitude de estudos, desde as galáxias longínquas aos planetas errantes, que, devido à sua baixa temperatura, emitem sobretudo no infravermelho.

Separar a luz para “separar as águas”

Como é que o JWST está a ser utilizado para encontrar os planetas errantes? Uma estratégia típica envolve captar imagens com diferentes filtros – em astronomia, as diferenças de brilho em distintos comprimentos de onda emitidos por um objeto são entendidas como a “cor” desse objeto. A “cor” do objeto está relacionada com a sua temperatura. Mas as imagens não são suficientes, porque as estrelas e as galáxias distantes podem apresentar características de brilho e cor semelhantes às dos objetos de massa planetária que estamos a procurar. Portanto, é necessário um método adicional para confirmar a verdadeira natureza dos candidatos a planetas errantes. Esse método é a análise da luz do objeto distribuída por todos os comprimentos de onda, ou seja, o seu “arco-íris” – aquilo que designamos o seu espectro. O espectro de um objeto astronómico contém muitas informações sobre as suas propriedades físicas e este trabalho de análise chama-se espectroscopia.

Isto viria a confirmar que os corpos com massas planetárias se podem formar pelo mesmo processo que as estrelas, e talvez até desenvolver o seu próprio sistema de luas, como um mini-sistema planetário, de que temos o exemplo de Júpiter no Sistema Solar.

No caso das estrelas e das anãs castanhas, a temperatura na sua superfície é a informação principal que podemos retirar do seu espectro. Assim, os espectros permitem discernir se o objeto identificado nas imagens é uma estrela ou uma galáxia, ou então – aquilo que procuramos – uma anã castanha, ou um planeta errante. Isto soa fácil? Em princípio, sim, se não fosse pelo tempo necessário para registar o espectro de cada um dos candidatos. Num aglomerado de estrelas estamos a falar de, potencialmente, centenas de objetos. Uma alternativa interessante a esta estratégia e que nos permite ganhar tempo é o uso da tecnologia de espectroscopia sem fenda (do inglês, slitless spectroscopy), em que a luz de todo o campo da imagem é dispersada por um elemento óptico e cria assim múltiplos espectros numa só imagem. Isto permite-nos obter os espectros de todos os objetos dentro do campo de visão do instrumento e elimina a necessidade de os observar individualmente. A tecnologia de espectroscopia sem fenda, disponível no instrumento NIRISS a bordo do telescópio espacial James Webb foi recentemente utilizada para fazer a observação mais nítida e profunda da região de formação de estrelas chamada NGC 1333, na constelação de Perseu e aí procurar planetas errantes. Situada a aproximadamente 1000 anos-luz e muito jovem, com apenas um milhão de anos de idade, a região NGC 1333 contém um enxame de estrelas jovens, um verdadeiro laboratório para estudos sobre o nascimento de estrelas e anãs castanhas.

Seis novos mundos para os compreender a todos

Num artigo aceite na revista Astronomical Journal, e já divulgado pelo Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, uma equipa de cientistas, da qual faço parte, descreve um estudo em que utilizámos o NIRISS para observar NGC 1333 e procurar objetos de “calibre” planetário, ou seja, com menos de 13 vezes a massa do planeta Júpiter. [caption id="" align="alignleft" width="260"]

Pormenor da Nebulosa NGC 1333 observada em 2023 com o telescópio espacial James Webb. É a mais detalhada imagem no infravermelho até agora obtida desta nebulosa. Créditos: ESA/Webb, NASA & CSA, A. Scholz, K. Muzic, A. Langeveld, R. Jayawardhana[/caption] Obtivemos os espectros de mais de 600 objetos e descobrimos seis com características espectrais que indicam temperaturas muito baixas – entre 1500 e 2000 Kelvin, ou 1200 a 1700 graus Celsius (para comparação, a temperatura à superfície do Sol é de 5500° C). Temperaturas baixas indicam, como já dissemos, massas também muito baixas. Por outro lado, procuramos num enxame de estrelas porque isso nos fornece de imediato a idade desses objetos, que tem de ser semelhante à das estrelas que constituem o enxame. A idade é uma propriedade essencial para, em conjunto com a temperatura, podermos calcular com rigor a massa do objeto. Comparando com os modelos físicos com que explicamos as características das estrelas – como esta relação entre massa, temperatura e idade – estimou-se que a massa destes seis objetos esteja entre 5 e 15 vezes a massa de Júpiter. Somando aos outros objetos já conhecidos em NGC 1333, estimamos que esta região abrigue entre 20 e 30 objetos de massa planetária. Ora, isto representa cerca de 10 por cento da sua população total. Um destes objetos, com cerca de cinco vezes a massa de Júpiter, mostra um claro excesso de emissão de radiação em comprimentos de onda mais longos do espectro infravermelho, o que sugere que existe uma estrutura de poeira mais fria em redor desse corpo. Muito provavelmente é o objeto de menor massa conhecido a possuir um disco de gás e poeira à sua volta. No caso das estrelas, estes discos são chamados "discos protoplanetários", são um subproduto do processo de formação da estrela e neles podem nascer os planetas convencionais, não-errantes. No caso de um planeta ejetado da sua órbita, é bastante improvável que um eventual disco de material à sua volta tivesse sobrevivido a esse evento dramático. [caption id="attachment_26677" align="alignnone" width="747"]

Pormenor da nebulosa NGC 1333 com um dos objetos de massa planetária agora descobertos sinalizado pela seta.
Créditos: ESA/Webb, NASA & CSA, A. Scholz, K. Muzic, A. Langeveld, R. Jayawardhana[/caption] Isto viria a confirmar que os corpos com massas planetárias se podem formar pelo mesmo processo que as estrelas, e talvez até desenvolver o seu próprio sistema de luas, como um mini-sistema planetário, de que temos o exemplo de Júpiter no Sistema Solar. Um outro ponto interessante que destacamos nesta investigação é o facto de não termos encontrado nenhum objeto com menos de cinco vezes a massa de Júpiter, apesar de as observações com a sensibilidade do telescópio James Webb terem permitido detetar planetas errantes com massa equivalente à de Júpiter no enxame de estrelas de NGC 1333 se eles de facto aí existissem. Isto pode sugerir que as ejeções de corpos provenientes de sistemas planetários não são tão fáceis nem comuns quanto se pensava. Em teoria, esperava-se que este mecanismo também libertasse mais facilmente objetos de pequena massa, o que resultaria num maior número destes para massas progressivamente menores. Por outro lado, se tivessem sido todos produzidos exclusivamente pelo processo de formação de estrelas, seria de esperar que houvesse cada vez menos com massas mais pequenas. Portanto, a ausência ou raridade de objetos com menos de cinco vezes a massa de Júpiter pode indicar que estamos perto de estabelecer o limite mínimo de massa dos corpos que se formam como uma estrela. Este limite é fundamental para aperfeiçoarmos o nosso entendimento de como as estrelas se formam. Se existirem planetas errantes neste enxame de estrelas que se tenham formado em órbita de uma estrela, aparentemente não serão em número significativo. Estes primeiros resultados, embora interessantes, não fornecem ainda uma resposta definitiva sobre a formação dos planetas errantes. Nos próximos anos será necessário consolidá-los e combiná-los com novas observações a realizar com o telescópio espacial James Webb noutras regiões de formação de estrelas, idealmente mais densas, onde seja mais provável a ejeção de planetas das suas órbitas por interações gravitacionais. Além disso, o progresso nas observações deverá ser complementado com a exploração da teoria por meio de simulações numéricas por computador. Estas irão ajudar-nos a interpretar essas observações. Somente assim, com uma abordagem multifacetada, poderemos elucidar a verdadeira natureza e origem destes enigmáticos mundos à deriva. Também disponível no website da National Geographic Portugal » Disponível sob licença de reutilização Creative Commons cc-by-sa

Notas

Koraljka Mužić é investigadora no Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) e professora convidada na Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa. É doutorada em Astrofísica pela Universidade de Colónia, na Alemanha, e já trabalhou como astrónoma em três continentes.

A Revelação de Novos Mundos

Artigo em parceria com a National Geographic Portugal

Nos últimos 25 anos, descobriram-se milhares de planetas a orbitar outras estrelas na nossa galáxia. Com instrumentos cada vez mais sensíveis, quer em terra quer no espaço, estamos agora mais perto de saber se algum deles é parecido com a nossa Terra.

Por Sérgio Sousa ¹ Ao longo dos últimos séculos, o imaginário humano povoou-se de mundos distantes em órbita de outras estrelas que não o Sol. Inúmeros planetas e personagens em aventuras pela galáxia tornaram-se parte da memória coletiva, mas só em 1995 se confirmou que o Sol não é a única estrela a ter planetas por companhia. A descoberta do primeiro planeta em órbita de uma estrela semelhante ao Sol partilhou em 2019 o prémio Nobel da Física. Nos últimos 25 anos, os astrónomos já confirmaram a existência de mais de quatro mil planetas a orbitar outras estrelas na nossa vizinhança galáctica. No entanto, muitos destes planetas, chamados planetas extrasolares, ou exoplanetas, pouco se parecem com a família de planetas que orbitam o Sol. Por exemplo, a descoberta de planetas gigantes como Júpiter, mas a orbitar mais perto da sua estrela do que Mercúrio está do Sol, foi completamente inesperada. Estas descobertas apresentam um grande desafio, para mim e para os meus colegas astrónomos, no estudo da formação e da evolução dos sistemas planetários, até agora baseado apenas no conhecimento de um deles — o nosso Sistema Solar. Para continuarmos este estudo com sucesso, é essencial conhecer o melhor possível todos estes novos mundos. E estas novas descobertas tendem a implicar uma mudança radical na nossa interpretação da história do próprio Sistema Solar.

Planetas em trânsito

Como é então possível saber as características destes planetas que estão a dezenas, ou mesmo centenas, de anos-luz de nós? Que métodos usam os astrónomos para estimar os seus tamanhos, e avaliar se são rochosos como a Terra, ou compostos sobretudo por gás, como Júpiter?

Para que a partir da Terra observemos um planeta passar diante da sua estrela, é necessário que a estrela, o planeta e a Terra estejam mais ou menos alinhados. Mas isso só ocorre quando o plano da órbita do planeta está orientado no espaço segundo a nossa linha de visão a partir da Terra.

A distância a que estão é um dos aspetos que mais limita o estudo dos planetas extrasolares, na sua maioria demasiado pequenos e sem brilho suficiente para que sejam facilmente visíveis. Além disso, a própria luz emitida pela estrela apresenta outra grande dificuldade. Ela ofusca quase por completo qualquer tentativa de observação direta dos planetas que a orbitam. Ainda assim, a luz é o único meio que os astrónomos têm para obter informação do Universo. Como alternativa, analisam a luz da própria estrela, utilizando métodos indiretos para chegar aos mundos em órbita dela. Pequenas variações na luz podem ser medidas e interpretadas como sendo devidas à presença de planetas, e podem mesmo fornecer informações muito interessantes sobre eles. Destes métodos indiretos, dois têm tido bastante sucesso na deteção, e também na caracterização dos planetas extrasolares. Um deles permite obter uma estimativa da massa do planeta, e baseia-se na influência gravítica que ele exerce sobre o movimento da estrela. O outro método é utilizado para medir o tamanho do planeta. No que se segue, vou explicar em que consiste este segundo método, chamado método dos “trânsitos”, e o que ele nos permite conhecer. [caption id="attachment_24262" align="alignnone" width="752"]

Representação de um planeta a transitar diante da sua estrela anfitriã. A curva de luz mostra a diminuição no brilho aparente da estrela à medida que o planeta bloqueia uma fração da sua luz durante o trânsito.
Créditos: ESA / IA (adaptação)[/caption] O primeiro passo é compreender o que é o “trânsito” de um planeta. Um trânsito acontece, na perspetiva de um observador, por exemplo, na Terra, quando um planeta a orbitar a sua estrela passa, ou transita, em frente dela e tapa uma parte do disco estelar. Há assim uma fração de luz da estrela que é obstruída pelo planeta e não chega ao telescópio do observador. É possível observar este fenómeno no Sistema Solar. Em certas ocasiões, vemos os planetas interiores, Mercúrio e Vénus, passarem diante do disco do Sol. Porém, o trânsito de exoplanetas é um fenómeno raro, e é mesmo impossível observá-lo para a grande maioria dos exoplanetas. A razão é de natureza geométrica. Para que a partir da Terra observemos um planeta passar diante da sua estrela, é necessário que a estrela, o planeta e a Terra estejam mais ou menos alinhados. Mas isso só ocorre quando o plano da órbita do planeta está orientado no espaço segundo a nossa linha de visão a partir da Terra.

É por enquanto praticamente impossível obter uma imagem bem definida de um disco estelar e com um círculo negro de um exoplaneta recortado nele.

Quanto mais desviada estiver a nossa linha de visão em relação à orientação do plano orbital do planeta, menos provável é observar este fenómeno. Aliás, é mais fácil observarmos o trânsito de planetas em órbitas próximas da estrela. Para planetas que orbitam a maior distância da estrela, um pequeno desvio na sua órbita pode já implicar que não cruzem o disco estelar, caso em que passam despercebidos a partir do nosso ponto de vista na Terra. A probabilidade de observar o trânsito de um planeta como a Terra em torno de uma estrela parecida com o Sol, e à distância a que a Terra está do Sol, é de apenas 0,5%, ou seja, assumindo que há 200 “Terras” na nossa vizinhança galáctica, cada uma delas a orbitar uma estrela diferente, mas todas semelhantes ao Sol, só poderemos ter a sorte de ver trânsitos de uma dessas “Terras”. Teríamos ainda de observar em permanência as 200 estrelas durante um ano, que é o período orbital da Terra, para conseguirmos ter uma oportunidade por ano para observar apenas um destes eventos. Para observar um trânsito de um exoplaneta, está fora de questão tirar uma fotografia à estrela através de um telescópio. As distâncias às estrelas são tão grandes que, mesmo com os maiores telescópios atuais, as vemos apenas como pontos de luz. É por enquanto praticamente impossível obter uma imagem bem definida de um disco estelar e com um círculo negro de um exoplaneta recortado nele, tal como vemos nos trânsitos observados no Sistema Solar.

Planetas gigantes e próximos da sua estrela são designados por “Júpiteres Quentes”, mundos estranhos e sem exemplo no Sistema Solar. Pela facilidade na sua deteção, foram os primeiros exoplanetas a serem descobertos.

Em vez disso, os astrónomos recorrem a um instrumento que mede continuamente a quantidade de luz que nos chega da estrela. Esta quantidade de luz, ou fluxo, diminui quando o planeta em trânsito começa a tapar parte do disco estelar. A diminuição, designada por profundidade do trânsito, está relacionada tanto com o tamanho do planeta, como com o tamanho da estrela. A diminuição será tanto mais “profunda” quanto maior for a área do disco do planeta, mas também quanto menor for a área do disco da estrela, pois a variação do fluxo de luz depende do rácio da área do disco estelar pela área do disco planetário. Eu e os meus colegas que investigam a física das estrelas conseguimos estimar de que tipo de estrela se trata através de outras técnicas de observação, e assim obter o tamanho aproximado da estrela. A profundidade de um trânsito fornece assim o outro lado da equação: uma medida quase direta do tamanho do planeta.

Encontrar uma “Terra” à distância de anos-luz

Os planetas mais fáceis de detetar e de caracterizar com esta técnica dos trânsitos são os planetas maiores e que se encontram mais perto da sua estrela. Irão ocultar uma maior área do disco estelar e subtrair mais luz ao fluxo que nos chega da estrela. Por estarem próximo da estrela, será também mais provável vê-los “transitarem” diante dela, mesmo que a estrela, o planeta e a Terra não estejam rigorosamente alinhados. Planetas gigantes e próximos da sua estrela são designados por “Júpiteres Quentes”, mundos estranhos e sem exemplo no Sistema Solar. Pela facilidade na sua deteção, foram os primeiros exoplanetas a serem descobertos. Podem provocar uma diminuição muito significativa da luz da estrela, da ordem de um a dois por cento. [caption id="" align="alignnone" width="1024"]

Conceção artística do exoplaneta 51 Pegasi b, do tipo “Júpiter quente”, que foi o primeiro planeta detetado a orbitar uma estrela do tipo do Sol. Orbita uma estrela a cerca de 50 anos-luz de distância e localizada na constelação do Pégaso. A sua descoberta, realizada em 1995 pelos suíços Michel Mayor e Didier Queloz, partilhou o prémio Nobel da Física de 2019. Créditos: ESO/M. Kornmesser/Nick Risinger (skysurvey.org)[/caption] O trânsito destes planetas pode ser registado com instrumentos acessíveis a astrónomos amadores, mas encontrar planetas gémeos da Terra é muito mais difícil. Um planeta como a Terra a orbitar uma estrela parecida com o Sol produz uma diminuição do fluxo de luz da estrela de apenas 0,008%. Será como descobrir numa árvore de Natal a quilómetros de distância e decorada com 100 000 lâmpadas, que há oito lâmpadas apagadas. Para detetar um sinal tão pequeno são necessários instrumentos de alta precisão, com margens de erro mínimas. Mas há fatores que limitam estas medições. Um deles é a atmosfera terrestre, cuja inconstância perturba e altera a luz da estrela que chega aos instrumentos. Qual é a alternativa? A melhor solução é recorrer a missões espaciais para colocar os instrumentos acima da atmosfera, realizando as observações a partir do espaço. Outra das limitações é o que os astrónomos chamam o “ruído” da estrela. As estrelas não são corpos estáticos a flutuar no espaço emitindo um fluxo de luz constante e previsível. Muito pelo contrário. São corpos em evolução e que libertam continuamente uma enorme quantidade de energia. Os fenómenos físicos associados à libertação desta energia perturbam a camada de gás mais exterior da estrela. É desta camada que provém a luz da estrela e, por conseguinte, estes processos físicos têm impacto na forma como a luz é libertada. Basta recordarmo-nos da atividade do Sol, com as suas manchas, por exemplo. Como dissemos, não é possível ver detalhes num disco estelar, mas apenas um ponto de onde nos chega um fluxo de luz. É um desafio interpretar as variações desse fluxo e separar o que é “ruído” da estrela dos sinais produzidos pela presença de um planeta em trânsito. A forma de eliminar este “ruído” é melhorar o que sabemos sobre a física das estrelas.

CHEOPS, um telescópio no espaço

Várias missões espaciais foram desenhadas para detetar trânsitos planetários, como a missão CoRoT, da Agência Espacial Europeia (ESA), lançada em 2006, ou as missões Kepler/K2, entre 2009 e 2018, e TESS, lançada em 2018, ambas da NASA. O telescópio espacial Kepler foi o que teve até agora maior sucesso. É responsável pela grande maioria das deteções de exoplanetas realizadas até hoje. Tendo em conta a baixa probabilidade de detetar trânsitos, a estratégia da missão Kepler baseou-se na observação simultânea de milhares de estrelas. Para isso concentrou-se numa pequena região do céu recheada delas. Uma consequência foi a observação de um grande número de estrelas pouco brilhantes (devido sobretudo a estarem muito longe). Por serem pouco brilhantes, é mais difícil conhecer o seu tamanho e a sua massa. Sem sabermos com rigor o tamanho da estrela, pouco poderemos dizer do tamanho do planeta pois, como já dissemos, a observação do trânsito apenas nos dá uma medida dos planetas relativamente ao tamanho da estrela. [caption id="" align="alignnone" width="1280"]

O satélite CHEOPS montado em laboratório na Airbus Defence and Space, em Madrid, em fevereiro de 2019. Este telescópio espacial irá permitir a medição de pequenas variações no brilho de estrelas que já se sabe terem planetas em órbita delas. Essas variações, devidas à passagem dos planetas diante do disco estelar, permitem estimar com precisão o tamanho desses planetas, muitos deles com dimensões entre as da Terra e as de Neptuno. Créditos: ESA - S. Corvaja[/caption] O telescópio espacial CHEOPS é uma nova missão da ESA, lançada em dezembro de 2019, que irá observar trânsitos de planetas já conhecidos e a orbitarem estrelas brilhantes. Tem a contribuição de vários países e institutos europeus, incluindo Portugal e o Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA). Como investigador do IA e membro da equipa científica da missão, sou responsável pela caracterização precisa das estrelas que o CHEOPS irá observar. Esta é a primeira missão espacial com o objetivo focado, já não na deteção, mas na caracterização detalhada de planetas extrasolares. Como serão observadas estrelas brilhantes, elas podem ser bem caracterizadas, obtendo-se também maior precisão na caracterização dos seus planetas. Outro aspeto notável desta missão da ESA é que, para estas estrelas brilhantes, o telescópio CHEOPS conseguirá medir variações no brilho da ordem de 0,002%. Retomando a analogia da árvore de Natal decorada com 100 000 lâmpadas, será possível ver quando apenas duas dessas lâmpadas se apagam. As observações do CHEOPS permitirão descobrir se alguns dos planetas que orbitam as suas estrelas-alvo terão um tamanho tão pequeno como a Terra. [caption id="" align="alignnone" width="1280"]

Curva de luz de um dos primeiros trânsitos observados já com o telescópio CHEOPS, o do planeta KELT-11b em frente da sua estrela, a 320 anos-luz de distância. Um pouco maior do que Júpiter, este planeta está mais perto da sua estrela do que Mercúrio está do Sol, e é o exemplo de algo que não existe no Sistema Solar A curva de luz evidencia a “profundidade” de diminuição no brilho da estrela durante o trânsito, que dura oito horas. Esta curva permitiu aos cientistas avaliar o diâmetro do planeta em 181 600 quilómetros. Créditos: CHEOPS Mission Consortium.[/caption]

Planetas à luz das estrelas

Durante os três anos e meio previstos para a duração da missão, espera-se observar planetas de vários tipos e determinar melhor os seus tamanhos. Cada um destes planetas será também observado a partir de instrumentos nos telescópios em terra, usando a outra técnica brevemente referida atrás e que permitirá conhecer a sua massa. Conhecida a massa e o tamanho com precisão, basta um simples cálculo para saber a densidade média destes exoplanetas. A densidade é a chave para os caracterizar. Um planeta denso será provavelmente rochoso, como a Terra, ou Mercúrio, que é mais denso ainda. Planetas pouco densos poderão ser constituídos sobretudo por gás, como Júpiter ou Neptuno. Qual será o passo seguinte? O que mais poderemos tentar saber sobre estes mundos tão distantes? Uma possibilidade será combinar estas observações com outras técnicas para se obter uma ideia mais completa destes sistemas planetários. Por exemplo, uma das ideias que estão a ser desenvolvidas é a combinação dos dados dos planetas com a composição química da estrela. Assumindo, como será razoável, que a estrela e os planetas tiveram origem na mesma nuvem molecular, podemos juntar a informação de ambos e melhorar os modelos teóricos de formação e evolução de sistemas planetários, que tentam inclusivamente explicar o próprio Sistema Solar. Se compreendermos melhor a história que precedeu o momento em que observamos estes mundos, será possível levantar hipóteses sobre os materiais de que são feitos e a estrutura do seu interior. No limite, conseguiremos estimar a probabilidade de existir água no estado líquido num planeta com o tamanho e a densidade da Terra, mesmo que se encontre a anos-luz de nós. Quem diz água no estado líquido, diz um mundo potencialmente habitável por vida como a que existe na Terra.

Saber mais: A Ciência do CHEOPS

https://www.youtube.com/watch?v=cfD87v4oR6M Disponível sob licença de reutilização Creative Commons cc-by-sa

1. Sérgio G. Sousa é astrónomo no Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço. Participa diretamente na missão CHEOPS, quer do ponto de vista de desenvolvimento tecnológico, quer do ponto de vista de exploração científica dos seus dados. É também atualmente o representante nacional no comité científico e técnico do Observatório Europeu do Sul (ESO). Revisão de texto e edição por Sérgio Pereira.

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Nas celebrações do eclipse solar total de 1919, aproveite observações astronómicas, visitas guiadas a um observatório histórico, e uma palestra pública dedicada ao lado brilhante do Universo.

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O Lado Brilhante do Universo

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Observações Astronómicas em contínuo ao longo da noite

Nas celebrações do eclipse solar total de 1919, aproveite observações astronómicas, visitas guiadas a um observatório histórico, e uma palestra pública dedicada ao lado escuro do Universo.

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2º Visita Guiada ao Edifício Histórico

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3ª Visita Guiada ao Edifício Histórico

21h30 - 00h30

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