Notícias Astronômicas - 28 de outubro de 2022
Um mapa global da distribuição do hidrogênio na Lua, usando manuscritos e textos antigos para estudar a evolução das estrelas.
O PRIMEIRO MAPA GLOBAL DE HIDROGÊNIO LUNAR
Os maiores especialistas em buscar por água pelo Sistema Solar, conseguiram mapear com muita precisão onde o hidrogênio e a água podem estar presentes na Lua, uma informação crucial para um dia podermos explorar o nosso satélite.
Usando dados coletados há mais de duas décadas, cientistas do Laboratório de Física Aplicada Johns Hopkins (APL) em Laurel, Maryland, compilaram o primeiro mapa completo das abundâncias de hidrogênio na superfície da Lua. O mapa identifica dois tipos de materiais lunares contendo hidrogênio aprimorado e corrobora ideias anteriores sobre hidrogênio e água lunares, incluindo descobertas de que a água provavelmente desempenhou um papel na formação e solidificação original oceano de magma da Lua.
David Lawrence, Patrick Peplowski e Jack Wilson da APL, juntamente com Rick Elphic do Centro de Pesquisa Ames da NASA, usaram dados de nêutrons orbitais da missão Lunar Prospector para construir seu mapa. A sonda, que foi implantada pela NASA em 1998, orbitou a Lua por um ano e meio e enviou a primeira evidência direta de hidrogênio aprimorado nos polos lunares, antes de impactar com a superfície do nosso satélite.
Quando uma estrela explode, ela libera raios cósmicos, ou prótons e nêutrons de alta energia que se movem pelo espaço quase à velocidade da luz. Quando esses raios cósmicos entram em contato com a superfície de um planeta ou de uma lua, eles quebram os átomos localizados nesses corpos, enviando prótons e nêutrons voando. Os cientistas são capazes de identificar um elemento e determinar onde e quanto dele existe estudando o movimento desses prótons e nêutrons.
"Imagine que você está jogando bilhar e a bola branca representa os nêutrons e as outras bolas representam o hidrogênio", explicou Lawrence. "Quando você acerta uma bola com sua bola branca, a bola branca para de se mover e a bola de bilhar é empurrada para o movimento, porque ambos os objetos têm a mesma massa. Da mesma forma, quando um nêutron entra em contato com o hidrogênio, ele morre e para de se mover, e o hidrogênio é colocado em movimento. Então, quando vemos um número menor de nêutrons se movendo, é uma indicação de que o hidrogênio está presente."
A equipe calibrou os dados para quantificar a quantidade de hidrogênio pela diminuição correspondente de nêutrons medida pelo Neutron Spectrometer, um dos cinco instrumentos montados na Lunar Prospector para completar mapas gravitacionais e composicionais da Lua. As descobertas foram publicadas no Journal of Geophysical Research: Planets.
“Conseguimos combinar dados de amostras de solo lunar das missões Apollo com o que medimos do espaço e, finalmente, reunimos uma imagem completa do hidrogênio lunar pela primeira vez”, continuou Lawrence.
O mapa da equipe confirma hidrogênio aprimorado em dois tipos de materiais lunares. A primeira, no Planalto de Aristarco, abriga o maior depósito piroclástico da Lua. Esses depósitos são fragmentos de rochas em erupção de vulcões, corroborando observações anteriores de que o hidrogênio e/ou a água desempenharam um papel nos eventos magmáticos lunares. A segunda são rochas do tipo KREEP. KREEP é um acrônimo para rocha de lava lunar que significa potássio (K), elementos de terras raras (REE) e fósforo (P).
“Quando a Lua se formou originalmente, é amplamente aceito que eram detritos derretidos de um enorme impacto com a Terra”, disse Lawrence. “À medida que esfriou, os minerais se formaram a partir do derretimento, e acredita-se que o KREEP seja o último tipo de material a cristalizar e endurecer”.
Lawrence, que fez parte da equipe original que estudou os dados iniciais da missão Lunar Prospector em 1998, disse que a construção de esforços existentes para completar um mapa completo do vizinho mais próximo da Terra levou tempo.
"Finalizar a análise levou vários anos", disse Lawrence. "Enquanto estávamos analisando tudo, começamos a fazer correções nos dados que descobrimos que não eram hidrogênio. Voltamos e ajustamos as análises anteriores e, em grande parte, conseguimos fazer isso por causa de descobertas de outras missões que estão continuamente ajudando a partir do conhecimento anterior e entrando em novos territórios."
Este novo mapa não apenas completa o inventário de hidrogênio na Lua, mas também pode levar à quantificação de quanto hidrogênio e água estavam presentes na Lua quando ela nasceu. Em 2013, os pesquisadores da APL também confirmaram a presença de gelo de água nos pólos do planeta Mercúrio usando dados do espectrômetro de nêutrons da espaçonave MESSENGER construída pela APL. Essas descobertas são importantes não apenas para entender o sistema solar, mas também para planejar futuras explorações humanas do sistema solar.
FONTE:
https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1029/2022JE007197
CLASSIFICANDO ESTRELAS POR MEIO DE ANTIGAS OBSERVAÇÕES
As estrelas geralmente não evoluem rápido o suficiente para que os humanos percebam que elas mudam dentro de uma vida. Nem mesmo uma centena de vidas serve — os processos astronômicos são muito lentos. Mas não sempre. Existem algumas fases da evolução estelar que acontecem rapidamente e, quando acontecem, podem ser rastreadas. Um novo estudo usa observações astronômicas encontradas em textos romanos antigos, registros astronômicos medievais e manuscritos da dinastia Han da China para rastrear a evolução recente de várias estrelas brilhantes, incluindo a supergigante vermelha Antares e Betelgeuse: uma das mais dinâmicas estrelas em nosso céu. Com observações de todo o registro histórico, o artigo sugere que Betelgeuse pode ter passado recentemente pela lacuna de Hertzsprung.
Se você fosse pesquisar todas as estrelas no céu noturno por sua cor e luminosidade, você veria que a maioria das estrelas se enquadra em um padrão distinto conhecido como sequência principal (a fase de queima de hidrogênio da vida de uma estrela), com um número menor de estrelas dentro de uma segunda categoria de gigantes (estrelas moribundas que consumiram todo o hidrogênio em seus núcleos). O levantamento de estrelas dessa maneira e seu plotagem em um gráfico é chamado de diagrama de Hertzsprung-Russell, e é uma ferramenta útil para entender a evolução estelar. Uma das principais características do diagrama é uma lacuna distinta entre a sequência principal e as estrelas gigantes, conhecida como lacuna de Hertzsprung. Essa lacuna não significa realmente que as estrelas não existam dentro dessa lacuna - mas sim que as estrelas não permanecem lá por muito tempo. É uma fase de transição, que pode ser atravessada em alguns milhares de anos.
Com sorte, essa fase de transição de curta duração poderia teoricamente ser observada dentro do registro histórico escrito da humanidade, para qualquer número de estrelas.
Os principais candidatos para esse estudo são estrelas supergigantes vermelhas brilhantes e próximas, visíveis a olho nu, o que significa que poderiam ter sido observadas e estudadas antes das lentes telescópicas modernas. Alguns exemplos ideais incluem Antares, uma supergigante vermelha variável na constelação de Escorpião, e Betelgeuse (o ombro direito de Orion), uma estrela de aproximadamente 10 milhões de anos que não está mais queimando hidrogênio em seu núcleo. Perto do fim de sua vida, espera-se que Betelgeuse exploda em uma supernova dramática em algum momento nos próximos 100.000 anos (astronomicamente falando, isso não é muito longo).
A maior parte do nosso conhecimento sobre essas estrelas vem de observações modernas. No entanto, as técnicas modernas de sensoriamento remoto não são perfeitas e é valioso ter várias metodologias redundantes para calcular as fases da evolução estelar. O registro histórico pode, portanto, ajudar a corroborar, ou restringir, as previsões da astrofísica moderna.
Um marcador chave da transição através do gap de Hertzsprung é uma mudança de cor em direção à extremidade avermelhada do espectro. Como tal, as descrições históricas de Betelgeuse ou Antares denotando algo diferente do vermelho sugeririam uma transição recente.
Você pode estar inclinado a descartar textos históricos como potencialmente enganosos ou imprecisos - além disso, uma descrição vaga de uma estrela como 'avermelhada' não é muito útil cientificamente pelos padrões de hoje. Mas o valor real dos documentos históricos ocorre quando escritores antigos fazem comparações entre objetos astronômicos distintos: Betelgeuse com Saturno, ou Antares com Marte, por exemplo. Esses tipos de declarações nos dão um conjunto de dados muito mais mensurável, embora ainda aproximado, para trabalhar, porque podemos fazer as mesmas comparações no céu de hoje com equipamentos modernos.
Este é exatamente o tipo de dados que os autores do estudo, liderados por Ralph Neuhäuser (AIU Jena), conseguiram encontrar. Cavando em uma variedade de registros históricos, eles descobriram várias descrições iniciais de supergigantes brilhantes como Betelgeuse e Antares. Uma das principais fontes para Betelgeuse foi "De Astronomica", um texto romano atribuído a Caio Júlio Higino (64 aC-17 dC), o guardião da biblioteca palatina durante o reinado de Augusto César. "De Astronomica" afirma, em uma tradução literal, que "a estrela do sol... o corpo é grande [isto é, brilhante], e cor/coloração ardente/ardente; semelhante àquela estrela que está no ombro direito de Orion [isto é, Betelgeuse]... Muitos disseram que esta estrela é [a estrela] de Saturno."
Como um aparte, a tradição de chamar Saturno de "a estrela do sol", como Higino faz, pode ser rastreada desde os primeiros textos babilônicos, e pode ter se originado porque o movimento de Saturno no céu é o mais constante de todos os planetas, e seu período sinódico (seu movimento aparente no céu) coincide com a duração do ano solar. Higino descreve a cor de Betelgeuse como semelhante a Saturno, que distintamente não é vermelho (Marte seria a comparação óbvia para uma estrela vermelha). Isso sugere que há quase dois mil anos, Betelgeuse pode ainda não ter entrado em seu atual estágio de vida como uma supergigante vermelha.
Uma segunda fonte romana de um século depois, o Almagesto, lista as estrelas vermelhas mais brilhantes do céu – incluindo Antares – mas Betelgeuse está visivelmente ausente da lista.
Enquanto isso, em todo o mundo, Sima Qian (145-87 aC), um "arquivista sênior" da dinastia Han chinesa ocidental, escreveu um tratado sobre corpos celestes chamado Tianguan shu. Neste manuscrito, Sima Qian descreve Betelgeuse como amarela, enquanto Antares era vermelha. Este relato corroborante de uma cultura totalmente diferente fortalece o caso de uma mudança de cor em Betelgeuse durante os últimos 2.000 anos.
Quase 1.000 anos depois, Ibn Qutayba (828-889 dC), um estudioso islâmico do califado abássida, descreveu Betegeuse como avermelhada, assim como o astrônomo Tycho Brahe (1546-1601 dC) alguns séculos depois. A tradição oral dos havaianos indígenas também descreve Betelgeuse como vermelha. Esses três exemplos caracterizam claramente a estrela de maneira diferente de seus pares mais antigos e mais de acordo com as observações modernas.
Ao longo da história registrada, se acreditarmos nesses relatos, Antares parece ter permanecido consistentemente vermelho brilhante, que Betelgeuse fez a transição de amarelo para vermelho.
Combinar história com astronomia pode fornecer informações valiosas sobre a evolução recente (astronomicamente falando) do céu noturno, mas não é uma ciência perfeita e deve ser feita com cuidado. Um dos desafios dessa metodologia é a dificuldade em datar textos antigos com precisão. A maioria dos manuscritos antigos não sobrevive no original, mas sim como cópias transcritas ao longo dos séculos em mosteiros, bibliotecas e scriptoriums. Como tal, as datas exatas podem ser incertas e as obras podem ser atribuídas aos autores incorretamente. Há uma chance, por exemplo, de que "De Astronomica" seja falsamente atribuído a Higino, e na verdade seja um documento do século II, não um primeiro, porque parece emprestar parte de sua estrutura do Almagesto do século II. A boa notícia é que, em escalas astronômicas, um século ou dois, mais ou menos, não faz tanta diferença assim.
Uma segunda coisa que pode atrapalhar os pesquisadores modernos envolve as influências culturais que moldam a linguagem dos autores antigos. O Tianguan Shu, por exemplo, agrupa as cores das estrelas em cinco categorias: vermelho, azul, amarelo, preto e branco. Essas cores na verdade não combinam com as descrições visuais (estrelas "pretas" não fazem muito sentido literalmente, embora possam significar "escuras" ou "escuras"). Em vez disso, as cinco cores vêm da filosofia chinesa Wuxing, na qual as cores se alinham com cinco elementos (Terra, Madeira, Metal, Fogo e Água) que ressaltam mudanças cíclicas na natureza, política e fisiologia humana. Os agrupamentos de cores wuxing não são marcadores confiáveis de matizes observacionais objetivos. No entanto, eles representam categorias distintas que podem ser usadas para comparação – estrelas vermelhas são claramente diferentes de estrelas azuis, por exemplo.
Estimativas modernas sugerem que Betelgeuse está na fase de supergigante vermelha de seu ciclo de vida há pelo menos alguns milhares de anos, e pode ter sido por até 140.000 anos (as melhores estimativas colocam cerca de 40.000 anos). Os dados históricos sugerem que a verdade pode estar no final mais recente desse intervalo. Embora não seja uma evidência conclusiva, o registro histórico também não deve ser descartado levianamente.
Afinal, o conhecimento astronômico moderno, parafraseando Isaac Newton, “está sobre os ombros de gigantes”: nossa compreensão atual só é possível por causa dos insights feitos por gerações antes de nós. A partir dos escritos e histórias orais que deixaram para trás, nossos ancestrais podem ter algo a nos ensinar ainda.
FONTE:
https://arxiv.org/pdf/2207.04702.pdf
