Os Mistérios de um Lugar chamado universo

sábado, 12 de janeiro de 2013

Do Big Bang ao agora em 8 passos

A teoria mais aceita para aceitar a origem e a evolução do nosso universo é o Big Bang, que afirma que o cosmo iniciou com um ponto incrivelmente quente e denso à aproximadamente 13,7 bilhões de anos. Então como o universo pode passar de um ponto tão ínfimo para a imensidão que é hoje?

1. Como tudo começou

O Big Bang não foi uma explosão, como o nome da teoria sugere, mas sim a expansão de um ponto em um determinado momento por razões ainda não conhecidas. Esse ponto era uma singularidade, cuja temperatura e densidade eram infinitas. Antes disso, não sabemos o que aconteceu, mas através de sofisticadas missões espaciais, telescópios terrestres e complexos cálculos, os cientistas trabalharam muito durante as últimas décadas para pintar um quadro mais claro do início do universo e sua evolução.

Os dados mais precisos a respeito do Big Bang vêm da radiação cósmica de fundo, que contem o brilho da luz e a da radiação proveniente do evento primordial do universo. Essa relíquia do Big Bang permeia por todo o universo é pode ser observada com detectores de microondas, permitindo aos cientistas reunir dados do início do universo, como sua idade, equivalente à aproximadamente 13,7 bilhões de anos. [artigo principal]

2. Inflação

O segundo mais importante da história do universo certamente foi o primeiro de todos. Quando este tinha um centésimo de bilionésimo de trilionésimo de trilionésimo de segundo, ele passou por um surto de crescimento inimaginável. Durante esse período denominado de inflação, o universo cresceu de forma exponencial e aumentou seu tamanho pelo menos umas 90 vezes.

Após esse período, o universo passou a resfriar gradativamente, ficando mais frio e menos denso. Após o término da inflação, o universo continuou crescendo, mas num ritmo muito menor. Com o espaço ampliado, a matéria já podia se formar.

3. Hélio e hidrogênio

Vários elementos químicos foram criados nos três primeiros minutos da formação do universo. Como o universo se expandiu, a temperatura se resfriou, e os prótons e nêutrons formados se colidiam para formar deutério, um isótopo do hidrogênio. Grande parte desse deutério foi combinado para formar o hélio.

4. Luz

Durante os primeiros 380 mil anos após o Big Bang, o calor ainda era alto demais para que a luz pudesse brilhar. Átomos se chocaram com tamanha força para se romper num denso plasma, como uma neblina.

Após esse período, o universo já estava arrefecido o bastante para que os elétrons pudessem se combinar e formar os primeiros átomos. A luz foi desencadeada nesse momento e pode ser detectada hoje através da radiação cósmica de fundo. No entanto, em seguida veio uma era de escuridão antes das primeiras estrelas e galáxias se formarem. [artigo principal]

5. Emergindo da Idade das Trevas

Após essa misteriosa fase do universo que durou até seus 400 milhões de anos, o universo passou por uma fase que durou mais meio bilhão de anos. Durante esse período, o universo já estava resfriado e com a medida de gás certa para que as primeiras estrelas e galáxias pudessem surgir, totalmente diferente daquelas que vemos hoje.

6. Mais e estrelas e galáxias

Astrônomos têm varrido o universo à procura das mais distantes e antigas galáxias para ajudá-los a compreender as propriedades iniciais do universo. As primeiras galáxias formadas eram muito menores que as atuais e possuíam formatos totalmente irregulares, mas as estrelas que nelas nasceram foram fundamentais para a formação de novos elementos químicos como carbono, oxigênio, nitrogênio e vários outros, pois antes só havia o hélio e hidrogênio, e um pouco de lítio.

7. Nascimento do sistema solar

Nosso sistema solar se formou aproximadamente 9 bilhões de anos após o Big Bang, ou seja, possui somente 4,6 bilhões de anos de idade. O Sol é uma entre outras centenas de bilhões de estrelas na Via Láctea, e orbita o centro dela onde há um buraco negro supermassivo.

A teoria mais aceita para explicar a origem do Sol e do sistema solar é que esses se formaram a partir de um nuvem de gás gigante, uma nebulosa, que colapsou e se achatou em forma de disco. Durante essa fase, a maior parte do material dela foi puxado em direção ao centro, onde posteriormente o Sol nasceu. [artigo principal]

8. Universo em expansão acelerada

Nos anos de 1920, Edwin Hubble revolucionou a ciência quando descobriu que o universo estava em expansão. Décadas mais tarde, o astrônomos puderam observar supernovas distantes e notaram que o universo está em uma expansão acelerada. Por muito tempo, acreditava-se que a força da gravidade seria forte o bastante para fazer com que o universo retardasse sua expansão, ou até mesmo parasse, o levando a se contrair. A energia escura é pensada para ser a principal responsável pela aceleração da expansão do universo, que acredita-se que compõe aproximadamente 73% do universo (somente 4% é formado pela matéria comum, enquanto o restante é formado pela matéria escura).

Embora muito já tenha sido descoberto sobre a criação e evolução do universo, há perguntas que continuam sem resposta. A matéria escura e a energia escura permanecem como dois dos grandes mistérios do universo, mas cientistas continuam buscando respostas, na esperança de darem uma melhor compreensão de como tudo começou e como tudo acabará.

A expansão do universo

Os objetos mais distantes que podemos observar no universo são os misteriosos quasares, situados principalmente a partir de 5 bilhões de anos-luz de distância, mas que podem existir até muito mais, e quanto mais longe observamos, mais longe voltamos no tempo, olhando que já aconteceu há bilhões de anos atrás. E quanto mais longe observamos, mais vemos o universo em seus momentos iniciais, e se pudéssemos enxergar além dos limites do universo, será que veríamos o momento anterior ao Big Bang? Pensando por esse lado, o limite do nosso universo deve ser o exato momento do Big Bang, e então seria impossível avançar mais.

Mas o nosso universo está se expandindo, e disso todo mundo sabe. O problema é quanto mais ele avança mais ele rápido ele se expande, e isso acaba implicando que o nosso universo deva estar expandindo numa velocidade superior a da luz, pois sabe-se que seu tamanho é muito superior aos 13,7 bilhões de anos.

Mas aí tem um problema, segundo a Teoria da Relatividade, nada no universo (dentro dele) pode viajar numa velocidade superior à da luz, mas o próprio universo pode? Intrigante, mas na verdade não é o universo que se expande em si, mas sim o tecido do espaço-tempo, que se expande e aumenta a distância entre os corpos celestes.

Mas onde que o espaço-tempo se expande? É aí que começa a dar dor nos neurônios de verdade. O espaço-tempo se expande sobre si mesmo, ou seja, não existe um lado de fora do universo. Se pudéssemos viajar numa nave espacial em linha reta por muito tempo numa velocidade superior à expansão do tecido do espaço-tempo, chegaríamos no mesmo local de onde partimos. Quem formulou essa teoria foi ninguém menos que Albert Einstein. Mas isso não impede a existência de outros universos, eles só não necessariamente precisam estar em algum lugar.

Se já está confuso agora, vai ficar pior quando falarmos da matéria e energia escura, que compõe a grande maioria do universo, e que não pode ser vista diretamente, apenas pelos efeitos gravitacionais que provoca nos outros corpos. De acordo com vários estudos, ela poderia estar diretamente ligada com essa expansão do universo.

De acordo com as teorias da Einstein, a velocidade de expansão do universo deveria estar diminuindo, mas o que acontece é justamente o contrário. E isso se deve à energia escura.

Seja como for, mesmo com tantos avanços, ainda temos muitas coisas a aprender sobre o universo.

Quasar mais poderoso do universo até agora é encontrado

Um quasar cinco vezes mais poderoso do que qualquer um já observado até agora – com uma energia pelo menos três trilhões de vezes maior que o do nosso Sol – foi descoberto pelos astrônomos. O quasar ainda emite 2 trilhões de vezes mais energia do que é emitido em uma erupção solar, em jatos ultravelozes.

Quasares (cerca de 200 mil já são conhecidos) são os mais brilhantes objetos do universo. Acredita-se que esses exóticos objetos são jovens galáxias ativas do período que o universo tinha entre 1 e 4 bilhões de anos. Por seres extremamente brilhantes (o que torna sua observação relativamente simples), os quasares emitem colossais quantidades de energia, alimentada pela massa que orbita o buraco negro supermassivo em seus centros.

Através do Very Large Telescope, no Chile, astrônomos estudaram em detalhes pela primeira vez o quasar denominado SDSS J1106+1939, e descobriram importantes informações a seu respeito.

Os pesquisadores descobriram que a energia do quasar emitida é 5 vezes mais forte do que os quasares mais poderosos até então observados. É a mais forte erupção já vista, com cerca 2 trilhões de vezes mais forte que as erupções solares. Esse valor é aproximadamente 100 vezes maior do que toda a potência da Via Láctea junta. A cada instante, o quasar emite gás 400 vezes mais que a massa que o Sol emite durante todo o ano, e isso à uma velocidade de 8 mil quilômetros por segundo.

“Quasares emitem energia de diferentes modos”, disse Paul Francis, astrônomo da Universidade de Canberra (Austrália). “Mas nunca imaginamos que um quasar poderia soprar ventos com tamanha força”.

Francis também disse que a descoberta apoia a teoria atual sobre a formação das galáxias elípticas, também conhecidas como galáxias vermelhas, e por que elas são diferentes das galáxias espirais, e não são azuis. A teoria sugere que as galáxias elípticas possuem um buraco negro em seu centro, que sopra fortes ventos que ajudam na formação de estrelas, explicando a ausência de jovens estrelas, que são azuis.

“Contudo, ninguém imaginava que esses ventos existiam desse modo. É muito gratificante saber que depois de uma década podemos decifrar essas emissões enigmáticas e encontrar um resultado tão importante “, disse Aruv. “Nós estávamos esperando por algo assim, mas o poder desta emissão nos pegou de surpresa.” [Cosmos Magazine]

Maior estrutura do universo desafia teorias cosmológicas

Astrônomos descobriram a maior estrutura conhecida no universo, um aglomerado de quasares ativos que se estende por cerca de 4 bilhões de anos-luz de ponta a ponta.

A estrutura é um largo grupo de quasares, uma coleção de núcleos galácticos extremamente luminosos alimentados por buracos negros supermassivos centrais. Esse grupo, em particular, é tão grande que desafia as teorias cosmológicas atuais, segundo os pesquisadores.

“Embora seja difícil de entender a dimensão desse grupo de quasares, podemos dizer com certeza que ele é a maior estrutura já vista em todo o universo “, disse o autor do estudo Roger Clowes, da Universidade de Lancashire, Inglaterra”. Isso é muito interessante, até porque vai contra a nossa compreensão atual da escala do universo.”

Quasares são os objetos mais brilhantes do universo. Há décadas os astrônomos sabem que eles tendem a reunir-se em grandes grupos, alguns dos quais têm mais de 600 milhões de anos-luz de largura.

Composto por 73 quasares e localizado há bilhões de an0s-luz de distância, esse grupo bateu todos os recordes em tamanho.

Para efeito de comparação, nossa galáxia – que não é pequena – possui cerca de 100 mil anos-luz de largura. E a Via Láctea é separada de sua vizinha mais próxima – Andrômeda – por cerca de 2,5 milhões de anos-luz.

Com seus 4 bilhões de anos-luz, o grupo de quasares teoricamente não poderia existir. Ele aparentemente viola um pressuposto amplamente aceito conhecido como princípio cosmológico, que afirma que o universo é essencialmente homogêneo quando visto em uma escala suficientemente grande.

De acordo com cálculos, estruturas com mais de 1,2 bilhões de anos-luz não deveriam existir no nosso universo, mas pelo visto, algumas teorias terão que ser repensadas. [Space]

As 10 descobertas recentes mais importantes da astronomia

O Sol é mais redondo do que parece

Pesquisadores analisaram imagens registradas pelo Solar Dynamics Observatory da Nasa e concluíram que a nossa estrela é o corpo celeste mais redondo já observado, muito menos irregular do que se imaginava até então.

Até então, acreditava-se que o Sol mudava conforme seus ciclos, o que não é verdade. Isso está ajudando os cientistas a terem um melhor entendimento do funcionamento do Sol e como isso pode afetar os planetas do sistema solar.

A quinta lua de Plutão

Plutão estava meio pra baixo quando foi rebaixado para planeta anão no ano de 2006. Sua moral melhorou quando o telescópio espacial Hubble detectou mais um satélite orbitando o planeta.

A maior lua de Plutão é Caronte, com pouco mais de 1.000 quilômetros de diâmetro. Outras duas, Nix e Hidra, têm 32 km e 100 km de diâmetro, respectivamente. P4, descoberta no ano passado, possui 34 km de diâmetro e a P5, descoberta esse ano, possui um diâmetro de aproximadamente 20 km.

O feito é incrível dado o pequeno tamanho do corpo irregular e a distância de Plutão em relação à Terra. Essa descoberta pode indicar que ainda existem outras luas ainda não observadas orbitando o planeta-anão.

Bolhas cósmicas magnéticas

Lançadas nos anos 70, as sondas Voyager, da NASA, descobriram em 2007 e 2008, nas bordas do sistema solar, um mar de bolhas magnéticas com dezenas de milhões de quilômetros de largura, criadas a partir do campo magnético do Sol.

A descoberta quebrou a crença dos pesquisadores no qual diziam que essa era uma região do espaço bastante tranquila, o que não é verdade, dada a turbulência causada por tais bolhas gigantes.

Estrelas podem possuir caudas

Até bem pouco tempo atrás, pensava-se que o único corpo celeste que possuía cauda eram cometas. Como você deve ter percebido, estávamos errados.

Em 2007, com dados do telescópio espacial GALEX, os pesquisadores analisaram a Mira A, uma gigante vermelha, e surpreenderam-se ao notar que a estrela possuía uma cauda, como a de um cometa. Isso porque a estrela estava se movendo numa velocidade de nada menos que 468.319 km/h.

Água na Lua

A NASA lançou dois satélites para analisar o solo da Lua, medindo sua constituição química. Em 2009, o satélite LCROSS localizou moléculas de água numa cratera gelada e escura no pólo sul lunar.

Os cientistas passaram um bom tempo analisando os dados, e por fim concluíram que haviam encontrado água no nosso satélite natural. Outras sondas também enviaram dados que confirmaram a existência de água na Lua.

Eris

Perto de Plutão, está seu companheiro Eris, um outro planeta-anão descoberto no começo de 2005 pelos astrônomos. Além do planeta, eles também observaram Dysnomia, uma de suas luas. Ambos são considerados os dois corpos mais distantes já observados no sistema solar.

Indiretamente, Eris foi responsável pelo rebaixamento de Plutão. Isso porque, quando foi descoberto, foi cotado para ser o 10º planeta do sistema solar (já que é inclusive maior que Plutão), mas após uma série de debates, ambos acabaram na categoria de planetas-anões, pois não eram suficientemente grandes.

Enceladus exala água [artigo principal]

A sonda Cassini, da NASA, começou a estudar Saturno em 2004. Uma das mais curiosas descobertas da sonda foi quando ela sobrevoou Enceladus, uma das luas do gigante gasoso, e notou que esta possuía vapor d’água e complexos hidrocarbonetos que exalavam de uma região geologicamente ativa do satélite.

Isso fez com que alguns pesquisadores levantassem teorias a respeito da possibilidade da Enceladus possuir condições de vida, mesmo que simples.

O Fluxo escuro [artigo principal]

O fluxo escuro foi descoberto em 2008 e reina como um dos maiores mistérios da astronomia atualmente. Muita matéria, inclusive corpos como estrelas e planetas, estão se movendo em velocidades muito grandes numa direção que não pode ser explicada por nenhuma força gravitacional conhecida. É como um grande ralo, embora não seja um buraco negro.

Muitos pesquisadores levantaram hipóteses de que o fluxo escuro seja na verdade resultado da ação de outro universo pressionando o nosso. Seja como for, pesquisadores ainda estão tentando encontrar a resposta para esse mistério.

Planetas além do sistema solar

Já no final do século passado, os primeiros planetas localizados fora do sistema solar foram descobertos. Desde então, outras centenas foram descobertos e milhares ainda aguardam uma melhor análise. Grande parte dessas descobertas vem do telescópio espacial Kepler.

Em maio de 2012, pesquisadores já haviam confirmado 770 planetas localizados fora do sistema solar. Claro que esse número não representa nem um grão de areia nesse imenso universo.

Kepler 22-b

E nessas centenas de planetas descobertos, um deles merece destaque. Descoberto no final do ano passado, o Kepler 22-b é considerado uma “Terra alienígena”, sendo o mais cotado até agora para abrigar vida, pois está na zona habitável de uma estrela semelhante ao nosso Sol.

O planeta é aproximadamente 2,5 vezes maior que a Terra e ainda não há uma certeza sobre a composição do planeta, mas é sem dúvida um importante passo rumo à tentativa de encontrar vida alienígena, seja ela como for.

Os 9 planetas mais incríveis descobertos pelo Kepler

O Kepler já encontrou centenas de planetas fora do sistema solar. Todas as descobertas ganham o nome do telescópio, seguido por um número que referente à sua estrela hospedeira e uma letra minúscula, que varia de acordo com a proximidade da estrela.

Nesse artigo, reunimos os 9 mais curiosos planetas já descobertos pelo Kepler.

Kepler 10-b

É um pequeno planeta infernal, cujas temperaturas giram em torno de mais de 1.380ºC, tamanha a proximidade com sua estrela. A alta temperatura faz com que o ferro (seu principal elemento) se torne líquido. Localizado à 560 anos-luz da Terra, o Kepler 10-b orbita sua estrela em menos de um dia terrestre, e é somente um pouco maior do que nosso planeta.

Kepler 11

Não um, mas sim um sistema com seis planetas. O que chama a atenção nesse sistema planetário é que ocasionalmente, dois ou mais planetas transitam na frente da estrela hospedeira (que é semelhante ao Sol), conforme pode ser visto na ilustração acima. Descoberto em agosto de 2010, o sistema de Kepler-11 está localizado à 2.000 anos-luz de distância da Terra.

KOI-730

Nosso sistema solar não é o único exemplo de organização planetária, conforme podemos perceber na ilustração acima. No sistema de KOI-730, descoberto pelo Kepler, os planetas “compartilham” uma mesma órbita, e sempre se mantém a mesma distância um do outro.

A dupla de planetas co-orbitais gira ao redor de sua estrela a cada 9,8 dias, portanto são muito quentes. Um dos planetas fica permanentemente 60 graus à frente do outro, formando quase um triângulo equilátero perfeito com a estrela.

Essa descoberta foi muito importante porque, antes dela, os cientistas acreditam que a lua tinha se formado a partir da colisão com Terra e seu planeta co-orbital, Thea. A descoberta apoiou ainda mais essa teoria, que hoje é considerada como a definitiva para explicar a formação da lua.

Leia também: Novos estudos confirmam que Lua surgiu de impacto entre Terra e Thea

Kepler-16b

É considerada uma das principais descobertas do Kepler, principalmente para os fãs de Star Wars. O Kepler 16-b, uma das primeiras descobertas do telescópio, tornou real algo que era de ficção científica. Pela primeira vez, foi encontrado um planeta que orbita uma estrela binária (um par de estrelas), como o “Tatooine”.

O planeta é semelhante com Saturno, com massa e composição quase iguais. Orbita suas estrelas praticamente na mesma distância que Vênus orbita o Sol, a cada 229 dias. As estrelas do sistema possuem uma massa de 20% e 69% a massa do Sol, portanto, se combinadas, elas se tornam bem mais frias que o Sol, o que coloca o planeta em uma região além da zona habitável.

Kepler 22-b

Também considerado uma das grandes descobertas do Kepler, esse planeta foi o primeiro encontrado na zona habitável de sua estrela, que é similar ao Sol. Ainda não sabemos a composição do planeta, se ele é rochoso ou gasoso. É provável que exista nuvens em sua atmosfera.

Descoberto no final de 2011, é considerado como um dos principais candidatos para abrigar vida extraterrestre. Está localizado à 600 anos-luz da Terra e é 2,4 vezes maior que nosso planeta.

TrES-2b

Localizado à 750 anos-luz de distância, esse planeta deu muito trabalho para ser descoberto – não pela distância, mas sim pela sua escuridão. Ele só reflete 1% da luz que o atinge. Mais escuro que carvão ou tinta acrílica preta, é quase tão escuro quanto um buraco negro. É o corpo celeste mais escuro já observado.

Os astrônomos descobriram que ele é um gigante gasoso pouco maior que Júpiter e orbita suas estrelas muito perto.

KIC 12557548

Situado à 1.500 anos-luz de distância, esse planeta que orbita sua estrela homônoma está se desintegrando, por causa de sua elevada temperatura. O planeta está tão próximo de sua estrela, que conforme a orbita, deixa para trás uma longa cauda, semelhante à de um cometa.

O planeta está assando em uma temperatura de quase 2.000 ºC. Daqui a 100 milhões de anos, o planeta não existirá mais. [artigo principal]

Kepler-35

No sistema de Kepler-35, existem dois gigantes gasosos que orbitam uma estrela binária. A maior delas é do mesmo tamanho que o Sol, e a outra, 21% menor.

Elas eclipsam uma a outra a cada 21 dias, mas não exatamente em um período exato. Há uma variação causada pelo trânsito dos planetas, que dura 131 e 288 dias terrestres cada um. Essa descoberta fez com que os cientistas afirmassem que existem outros milhões de sistemas binários na Via Láctea.

Ambos planetas são quentes demais para abrigar vida, e são formados principalmente por hidrogênio.

Kepler-20f

Com quase o mesmo tamanho da Terra, é o planeta mais parecido com o nosso em termos de tamanho. Orbita sua estrela a cada 19,6 dias, o que torna inviável a existência de vida, pois a temperatura média atinge os 444ºC. Segundo os pesquisadores, o Kepler-20f possui uma atmosfera composta principalmente por vapor d’água. Está a localizado a 1.000 anos-luz de nós.

Um possível planeta alienígena descoberto pelo telescópio espacial Kepler é o mais parecido com a Terra até agora já detectado.

Com um raio de somente 1,5 vezes o da Terra, o planeta potencial é classificado como “super-Terra”, o que significa que ele é um pouco maior que o nosso planeta. O planeta candidato orbita uma estrela similar ao Sol em sua zona habitável, região que permite a existência de água em estado líquido em sua superfície. Cientistas dizem que, se o planeta for confirmado, será o maior candidato já encontrado para abrigar vida alienígena.

“A descoberta foi muito importante, pois além de ser um planeta quase do tamanho da Terra, ele orbita uma estrela semelhante ao sol em sua zona habitável”, disse a astrônoma Natalie Batalha, investigadora da missão Kepler.

O planeta é o que chega mais próximo de ser um “gêmeo” da Terra. O objeto está hospedado em uma estrela do tipo G – uma anã amarela, como o nosso Sol. No entanto, a estrela em questão é um pouco mais fria que a nossa, fator que é compensado pela órbita do planeta.

O planeta demora 242 dias para orbitar sua estrela, e está localizado a cerca de 3/4 da distância entre o Sol e a Terra. A Terra orbita o Sol a 150 milhões de quilômetros de distância, o equivalente a 1 UA (unidade astronômica).

Com base nessas características, o planeta pode ou não ser rochoso, mas provavelmente possui água líquida em sua superfície.

O possível planeta foi denominado KOI 172,02 (KOI significa “Objeto Kepler Interessante”, uma designação atribuída a todos os candidatos a planetas encontrados pelo telescópio até que sejam confirmados). [Space]