segunda-feira, 21 de agosto de 2017

Como os cientistas sabem a composição das estrelas?


A composição química dos objetos celestes é quase sempre feita através de uma técnica chamada espectroscopia, que nada mais é do que a análise do "espectro" produzido pela luz da estrela após passar por um prisma ou uma rede de difração, capaz de decompor a luz vinda do espaço em suas cores primárias.





Para entender como funciona o processo é preciso voltar um pouco no tempo e lembrar que em 1665 o físico Isaac Newton demonstrou que a luz branca, ao passar por um prisma de vidro se decompõe em diferentes cores, formando o um espectro contendo as cores do arco-íris (Ilustração acima).

Mais de um século depois, em 1802, William Wollaston repetiu o experimento de Newton, mas descobriu que quando a luz do Sol passa por uma fenda antes de passar pelo prisma, produz uma série de linhas escuras (ao lado) em algumas partes do espectro colorido. Hoje sabemos que essas linhas escuras são as imagens da própria fenda vistas em diversos comprimentos de onda, mas na ocasião foram interpretadas pelo próprio Wollaston como sendo os limites entre as cores vistas no espectro.







O tempo passou e até o ano de 1820 um fabricante de instrumentos óticos chamado Joseph von Fraunhofer já havia observado mais de 570 linhas escuras em diversas regiões do espectro colorido. Para 324 linhas observadas, Fraunhofer deu um nome representado por letra. Para as mais fortes e contrastadas utilizou letras maiúsculas A, B, C e para as mais fracas utilizou letras minúsculas. A primeira linha, "A", representava o vermelho. As linhas foram então batizadas de "linhas de Fraunhofer".








Na ocasião, Fraunhofer apontou seu equipamento ainda rudimentar para as estrelas Sírius, Castor, Pollux, Capella, Betelgeuse e Procyon e também observou raias escuras sobre os espectros formados. O problema é que ainda não se sabia o que gerava as linhas.



Surge a Espectroscopia:

O grande salto para a explicação das linhas de Fraunhofer aconteceu em 1856, após a invenção do bico de Bunsen, aquele bico de gás usado nos laboratórios de ciência e que tem a chama incolor. Como se sabe, quando se vaporiza algum material no bico de Bunsen, a cor emitida é a da própria substância e não a da chama do bico.


Robert Wilhelm Bunsen, o inventor do bico de Bunsen, tinha como colaborador um jovem físico chamado Gustav Robert Kirchhoff, já famoso por ter formulado as leis que governam o comportamento dos circuitos elétricos e que levam seu nome.

Kirchhoff sugeriu a Bunsen que a cor da chama vaporizada no bico de gás seria melhor observada se fosse passada através de um conjunto de lentes e um prisma. Durante muitos dias os dois cientistas vaporizaram diversas substâncias sobre a chama do bico, entre eles o sódio, mercúrio e cálcio. Cada elemento que era vaporizado produzia raias em diferentes posições do espectro: o sódio produzia linhas amarelas, o mercúrio produzia linhas amarelas e verdes e o cálcio produzia linhas em diversas posições, com predominância no vermelho, verde e amarelo.





Após muitas observações Kirchhoff e Bunsen concluíram que cada elemento químico produzia suas próprias linhas, o que significava que vistos através do prisma, cada um tinha uma assinatura própria, inconfundível.

No entanto, as linhas observadas por Kirchhoff e Bunsen eram brilhantes, ao contrário das linhas observadas por Fraunhofer, que eram escuras. Intrigados, os cientistas resolveram confirmar se a linha escura "D" descoberta por Fraunhofer era a mesma linha brilhante produzida pelo sódio vaporizado no bico de gás.

Para isso a dupla passou a luz do Sol através da chama produzida pelo sódio. A intenção era preencher de amarelo a linha escura "D" que era produzida pelo Sol. Para surpresa de Kirchhoff e Bunsen, ao contrário do que esperavam a linha "D" ficou ainda mais escura.






Leis de Kirchhoff:

Após muito pesquisar Kirchhoff formulou as três leis básicas da espectroscopia, necessárias para determinação da composição química de uma mistura de elementos e através de uma série de comparações de espectros descobriu na luz solar as assinaturas típicas do magnésio, Cálcio, Crômio, Bário, Níquel e Zinco. Veja as três leis básicas de Kirchhoff.








1 - Um corpo opaco quente produz um espectro contínuo, seja sólido, líquido ou gasoso.

2 - Qualquer gás transparente produz um espectro de linhas brilhantes, atualmente chamadas de "linhas de emissão", sendo que o número e a posição destas raias dependem unicamente dos elementos químicos presentes no gás.

3 - Se a luz de um sólido (que produz espectro contínuo) passar por um gás com temperatura mais baixa, o gás frio causa o aparecimento de linhas escuras, atualmente chamadas de "linhas de absorção", sendo que a quantidade dessas linhas depende apenas dos elementos químicos presentes no gás.


Descobre-se o Hélio:


Com base no trabalho de Kirchhoff, o astrônomo inglês Joseph Norman Lockyer descobriu, em 1868, uma nova linha no espectro solar que ainda não havia sido explicada. Como cada elemento tem uma assinatura espectroscópica própria, Lockyer batizou o novo elemento de "Helio", que em grego significa Sol.

O Hélio só veio a ser descoberto na Terra 27 anos depois, quando o químico inglês William Ramsay descobriu na vaporização do urânio uma linha na mesma posição espectral daquela encontrada por Norman no espectro do Sol.

Espectroscopia na Astronomia:


Depois que Kirchhoff e Bunsen descobriram que cada elemento natural produz linhas espectrais próprias e Joseph Lockyer descobrir o elemento Hélio apenas observando o espectro solar, os astrônomos passaram a apontar seus "espectroscópios" para diversas estrelas, planetas e nebulosas e diversas propriedades dos objetos celestes se tornaram conhecidas. Olhar diretamente os planetas e estrelas não era mais tão interessante. A moda era ver as raias luminosas e estudar as propriedades físicas dos objetos.







Atualmente a análise espectral não é feita apenas no seguimento visível da luz, que vai de 400 a 700 nanômetros, mas também nos comprimentos de onda do infravermelho e ultravioleta, onde os gases e sólidos apresentam propriedades diferentes. Além disso, os espectroscópios não usam mais os prismas para decompor a luz e sim redes de difração, uma espécie de anteparo com milhares de riscos que espalham os diversos comprimentos de onda da luz.

Fonte: Apolo11.com

sexta-feira, 4 de agosto de 2017

Conheçam a estrela que simplesmente desapareceu!


O que aconteceu com a estrela gigante N6946-BH1? Estava lá há apenas alguns anos atrás - o Hubble registrou isso. 

Agora, há apenas um leve brilho. O que é mais curioso, nenhuma supernova brilhante ocorreu - embora a estrela tenha iluminado significativamente por alguns meses. A principal teoria é que, a grande gravidade de N6946-BH1 que tem uma massa 25 vezes maior do que o Sol, afundou em um buraco negro de sua própria criação após uma grande agitação.

Claro, que os cientistas precisam de mais informações e pesquisas sobre o caso, mas, se este modo de morte de estrelas for confirmado com outras estrelas, ele fornece evidências diretas de que uma estrela muito massiva, pode acabar com a vida como um suspiro em vez de um estrondo.


A N6946-BH1 estava a 22 milhões de anos luz da Terra, na galáxia espiral NGC 6946.

Crédito: NASA, ESA, Hubble, C. Kochanek (OSU)

A menor estrela já medida até hoje no Universo


Uma equipe de astrônomos, liderada por pesquisadores da Universidade de Cambridge (Reino Unido), descobriram a menor estrela já medida até hoje no Universo!

Apenas um pouco maior do que Saturno, a estrela é tão pequena quanto esses objetos podem ser, pois tem apenas massa suficiente para permitir a fusão de hidrogênio em hélio no seu núcleo. Se fosse um pouco menor, a pressão no seu centro não seria permitiria que este processo ocorresse, o que a desclassificaria como estrela.

A estrela recentemente medida é chamada EBLM J0555-57Ab, e está localizada a cerca de 600 anos-luz de distância. Ela faz parte de um sistema binário, e foi identificada conforme passava na frente de sua companheira muito maior.

Crédito: Phys

Nebulosa Firefox


Nebulosa planetária Sharpless 2-188 se assemelha ao símbolo do navegador Firefox:

Essa é uma incrível imagem da nebulosa Sharpless 2-188, localizada na constelação de Cassiopeia, a uma distância de 2,800 mil anos-luz.

Sharpless 2-188, como a sua designação nebulosa sugere, é composta por vendavais de gás, expulsos como uma estrela lança suas camadas exteriores e expõe seu núcleo quente.

Este é o melhor navegador do Universo 

Crédito de imagem: Travis Rector/ Heidi Schweiker

Uma fotografia de Mercúrio da nave MESSENGER


Mercúrio nunca tinha sido visto antes assim. Em 2008, a nave robótica MESSENGER passou por Mercúrio pela segunda vez e a imagem em destaque foi registrada quando o MESSENGER olhou para trás, 90 minutos após a sua passagem em uma altitude de cerca de 27.000 quilômetros. 

A MESSENGER entrou em órbita em torno de Mercúrio definitivamente em 2011, e terminou sua missão principal em 2012, mas levou ainda muitas outras informações detalhadas até Abril de 2015, momento em que ficou sem combustível e foi instruído a impactar na superfície de Mercúrio, criando assim mais uma cratera no planeta.

Crédito de Imagem: MESSENGER, NASA, JHU APL, CIW

Belas imagens da Grande mancha vermelha em Júpiter

Em julho, a sonda Juno enviou para a Terra as primeiras imagens bem próximas da Grande Mancha Vermelha, de Júpiter, tiradas a cerca de 9 mil quilômetros acima da misteriosa tempestade. 




Quase duas vezes maior do que a Terra, a tempestade habita a atmosfera do planeta há pelo menos 350 anos.




Juno tirou as fotos inéditas na sua sétima passagem em torno do gigante gasoso. A sonda cruza Júpiter uma vez a cada 53,5 dias, a velocidades que se aproximam de 200 mil quilômetros por hora, o que torna esses close-ups muito difíceis de capturar.




Os ventos na mancha sopram a velocidades de cerca de 650 km/h

Créditos: NASA - National Aeronautics and Space Administration