O Homo sapiens caminha neste planeta há cerca de 350.000 anos. Com nossas mãos de primatas e nossos cérebros de primatas, expandimos nossa curiosidade além dos céus azuis da Terra, para as vastas extensões inimaginavelmente vastas do espaço.
Nossas descobertas ao longo dos milênios foram incríveis – nós afastamos as eras e observamos os fragmentos de radiação que sobraram do nascimento do Universo como o conhecemos. Temos fórmulas e teoremas que descrevem matematicamente quase tudo no domínio físico. Sabemos como as estrelas se movem acima e o que há no fundo da barriga do nosso planeta.
Mas é verdade, o que eles dizem: estamos nos ombros de gigantes. Cada tempo de descoberta é melhor do que o tempo anterior, porque temos todas essas descobertas anteriores para desenvolver.
Agora, no século 21, pode muito bem ser o melhor momento para tentar entender o cosmos. Isso é parcialmente devido ao conhecimento acumulado que adquirimos até agora. E parcialmente devido à pura sorte que nós humanos estamos aqui no Universo agora, 13,8 bilhões de anos após o Big Bang.
Exoplanetas
Durante séculos, os astrônomos levantaram a hipótese da existência de exoplanetas – planetas além dos limites do nosso Sistema Solar. Mas havia um problema: nossa instrumentação ainda não estava avançada o suficiente para detectá-los.
Isso mudou em janeiro de 1992. Os astrônomos Aleksander Wolszczan, do Arecibo Observatory, e Dale Frail, da NRAO, atacaram uma baleia de um jornal: detectaram o que pareciam ser exoplanetas, orbitando um pulsar a 2.300 anos-luz de distância chamado PSR B1257 +12.
A descoberta foi confirmada no final daquele ano e era oficial: descobrimos os primeiros exoplanetas.
Desde então, o campo explodiu; Até o momento, mais de 4.000 exoplanetas foram confirmados na Via Láctea, com mais de 5.000 candidatos. (Ainda não detectamos exoplanetas extragaláticos, mas isso provavelmente é apenas uma questão de tempo.)
Esses planetas incluem gigantes de gás como Júpiter e Saturno; planetas de gelo como Netuno e Urano; e planetas rochosos, como Terra, Marte, Mercúrio e Vênus. E também existem particularidades. O tipo mais comum de exoplaneta, por exemplo, é o mini-Netuno, que não temos aqui no Sistema Solar. Também não temos Júpiteres quentes, gigantes gasosos que orbitam perigosamente perto de suas estrelas.
Essas descobertas avançaram muito em nossa compreensão dos sistemas planetários, enquanto aprofundavam o mistério das propriedades aparentemente únicas da Terra que deram origem e sustentaram a vida por bilhões de anos.
Mas só vamos aprender mais. Graças às técnicas em constante evolução, os astrônomos estão encontrando novos exoplanetas o tempo todo. Com a nova geração de instrumentos – incluindo o TESS, lançado no ano passado, o CHEOPS com lançamento em dezembro de 2019 e o PLATO com lançamento previsto para 2026 – estamos no auge da era da descoberta de exoplanetas.
A lua cobre o sol
Você já olhou para um eclipse solar e se maravilha que, enquanto o Sol é enorme e a Lua é minúscula, de alguma forma a Lua é do tamanho certo para cobrir o Sol com nitidez? Você deveria, porque é bem incrível.
Tem a ver com o tamanho relativo e as distâncias dos dois corpos. O diâmetro do Sol é cerca de 400 vezes maior que o diâmetro da Lua. E a distância da Terra ao Sol é cerca de 400 vezes maior que a distância da Terra à Lua.
Isso significa que o Sol e a Lua parecem ter o mesmo tamanho no céu – mas nem sempre. A órbita da Lua em torno da Terra é elíptica, o que significa que às vezes está um pouco mais perto e às vezes está mais longe; sua distância pode variar até 50.000 quilômetros em uma única órbita.
Portanto, existem dois tipos de eclipse solar em que a Lua atravessa completamente o Sol – o eclipse total, quando a Lua está mais próxima da Terra, parecendo um pouco maior e, portanto, bloqueando completamente a luz do Sol; e o eclipse anular mais comum, onde um anel de sol é visível ao redor da borda da lua.
Isso não é apenas um espetáculo incrível – porque a Lua obscurece o brilho do disco do Sol, permite ver estruturas na coroa do Sol que não podemos ver normalmente, nos ensinando sobre a dinâmica das estrelas.
Por que temos sorte? Bem, a lua não vai ficar onde está. Na verdade, está se afastando da Terra a uma taxa de cerca de 3,82 centímetros (1,5 polegadas) por ano. Mais 600 milhões de anos e parecerá muito pequeno para eclipses totais.
Vimos um buraco negro
Foi em 1783 quando o polímata inglês John Michell propôs pela primeira vez a existência teórica de uma massa a partir da qual nem a luz poderia atingir a velocidade de escape. A idéia da existência de buracos negros não se concretizou por mais de um século. Até relativamente recentemente, esses objetos misteriosos eram considerados possivelmente apenas teóricos.
Em 1978, o matemático francês Jean-Pierre Luminet simulou matematicamente, com base na relatividade geral, a aparência de um buraco negro. Foi a primeira vez que o mundo viu uma representação visual real desses ultradensos, para usar o termo de Michell, “estrelas escuras”. Houve outras simulações ao longo dos anos, de crescente sofisticação.
Mas, finalmente, no ano passado, a culminação de um projeto massivamente ambicioso foi concretizada. O Event Horizon Telescope, uma colaboração global que levou anos de trabalho, finalmente produziu a primeira imagem direta de um buraco negro supermassivo, no centro de uma galáxia chamada M87, a 55 milhões de anos-luz de distância.
E você não saberia? A simulação de Luminet estava correta. Assim como as previsões gerais de relatividade de Einstein, feitas há mais de um século. Parece bastante confuso, mas você pode ver claramente os raios relativísticos, nos quais a luz que vem em nossa direção é mais brilhante que a luz que se afasta. Isso significa que o material está orbitando o buraco negro.
Ainda há muito a aprender, mas é isso. Buracos negros existem, e podemos vê-los. Esse projeto foi extremamente difícil de realizar, mas agora a noz está quebrada e sabemos como obter o kernel.
O próximo projeto para a equipe é um filme do buraco negro supermassivo no centro de nossa própria galáxia da Via Láctea. Mal podemos esperar para vê-lo.
Anéis de Saturno
Nosso sistema solar tem cerca de 4,5 bilhões de anos e nem sempre é o que parece agora. De fato, algumas das mudanças que podemos ver com nossos próprios olhos. Segundo dados da Cassini, os anéis de Saturno estão chovendo no planeta a uma velocidade surpreendentemente rápida.
“Estimamos que essa ‘chuva de anéis’ drene uma quantidade de produtos de água que poderiam encher uma piscina olímpica dos anéis de Saturno em meia hora”, disse o cientista planetário James O’Donoghue, do Centro de Vôos Espaciais Goddard da NASA no ano passado.
“Somente com isso, todo o sistema de anéis desaparecerá em 300 milhões de anos, mas acrescente a isso o material em anel medido pela sonda Cassini detectado caindo no equador de Saturno, e os anéis têm menos de 100 milhões de anos de vida”.
Sua pesquisa também sugeriu que os anéis são jovens, com apenas cerca de 100 milhões de anos, o que significa que eles teriam se formado durante o Cretáceo. É uma questão de debate, mas ainda é muito louco de se pensar. Nas escalas de tempo cósmicas, é apenas um piscar de olhos.
Os cientistas planetários também pensam que Júpiter já teve anéis grossos e luxuriantes ao estilo de Saturno que desde então se aglomeraram nas luas da Galiléia. Agora, restam apenas alguns anéis finos, como os fantasmas dos anéis.
Não sabemos como os anéis planetários se formam, mas estar aqui na Terra neste momento, quando vários estágios de vida útil dos anéis ainda estão no Sistema Solar, é uma incrível coincidência que está nos ajudando a desvendar lentamente seus segredos.
Astronomia de ondas gravitacionais
Em sua teoria da relatividade geral publicada em 1915, Albert Einstein previu que eventos maciços enviariam ondas de velocidade da luz ondulando através do tecido do espaço-tempo, como as ondulações que se espalham pela superfície de uma lagoa quando você joga uma pedra (mas em três dimensões).
Naquela época, nossa tecnologia ainda não estava em um nível que pudesse detectar esses distúrbios minúsculos … mas, avançando rapidamente 100 anos e em 14 de setembro de 2015, a humanidade fez sua primeira detecção de ondas gravitacionais de dois buracos negros em colisão – não apenas provando a existência de ondas gravitacionais, mas de buracos negros.
Essa primeira descoberta iniciou todo um novo campo de astronomia de ondas gravitacionais. Desde então, muitas outras colisões de buracos negros foram detectadas e uma colisão espetacular entre duas estrelas de nêutrons.
E há mais na lista de desejos. Os astrônomos pensam que, no início deste ano, detectaram a colisão de uma estrela de nêutrons e um buraco negro pela primeira vez, o que poderia nos dizer todo tipo de coisa, como confirmar a existência de sistemas binários de estrelas e nêutrons e a rotação e inclinação axial de ambos os corpos – o que pode nos dizer como eles se formaram.
Os astrônomos também estão procurando avidamente o que é chamado de evento de “gap de massa”, onde um ou ambos os corpos em colisão estão entre o limite superior de massa das estrelas de nêutrons (2,5 vezes a massa do Sol) e o limite inferior de preto. buracos (5 vezes a massa do sol).
Nunca encontramos um corpo nessa brecha de massa, então o júri ainda está em dúvida se seriam grandes estrelas de nêutrons ou minúsculos buracos negros.
Como você pode ver, estamos apenas começando a desvendar os mistérios que a astronomia das ondas gravitacionais pode revelar.
Para frente e para cima
O futuro parece ainda mais brilhante. Estamos no processo de cair em um vasto poço de conhecimento gravitacional. As próximas gerações de instrumentos espaciais e terrestres são muito mais poderosos do que seus predecessores, desde o observatório espacial de ondas gravitacionais LISA, o sucessor do Hubble, o Telescópio Espacial James Webb, CHEOPS, WFIRST e ATHENA, até os observatórios terrestres para o Telescópio Gigante de Magalhães e a Matriz de Quilômetros Quadrados.
Também estamos intensificando nossa exploração do sistema solar. Estamos enviando mais sondas e missões de retorno de amostra para asteróides. A NASA está enviando uma sonda para Europa para procurar sinais de vida. Os seres humanos vão voltar para a lua.
E planos genuínos estão em andamento para enviar humanos a Marte.
Neste ponto de nosso tempo neste universo, somos como um mergulhador em um precipício, ou um pássaro prestes a voar – elevado por uma escada inteira de gigantes. O espaço existe e é enorme, cheio de potencial e descoberta. É uma maravilha absoluta e inspiradora, e temos a honra de experimentá-la.
Publicado em 06/01/2020
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