Torino 0 (versão em Português)

2012 e as Profecias Maias

2011-06-20T22:18:00.004-03:00

Meu silêncio dos últimos dois anos foi devido a um projeto que requereu mais tempo do que inicialmente imaginava. Esse projeto chegou ao seu fim (quase) e por isso posso voltar a escrever sobre asteróides.

Neste post, então, quero divulgar o web-book 2012: A Hora Última, um site escrito como um livro, dedicado às profecias de Fim de Mundo para o ano de 2012. Minha intenção, tal como a deste blog, é levar aos leitores informação científica sobre questões como o calendário e história do povo maia, bem como os supostos perigos da atividade solar, a inversão do campo magnético terrestre e o jato da Via Láctea, que estaríam ameaçando-nos no ano 2012. Para escreve-lo revisei a bibliografia mais recente sobre estes temas e intentei explica-la da forma mais amena posível. Decidi fazer um site especial, em primeiro lugar porque o tema merece e em segundo porque entendi que o formato blog não servia. Talvez consiga um editor que o converta num impresso, até então, agradecerei que divulguem o site tanto quanto puderem.

E espero que gostem dele e o esforço tenha sido útil.

Apophis: Fear No More!

2009-10-08T22:38:00.003-03:00

Novos resultados foram divulgados sobre a órbita de Apophis. E eles confirmam novamente que o asteróide não será uma ameaça para a vida na Terra. Descartada já a colisão de 2029, agora novas observações e cálculos melhorados demonstram que as chances de queda do Arcanjo da Destruição sobre a Terra em 2036 são de 4 em 1 milhão. Quer dizer, da ordem de ganhar um prémio na loteria (embora maior do que ganhar o Megasenna).

Quando ele se aproximar da Terra em 2036, sua distância será a de um satélite geoestacionário mais ou menos, a 29.450 km. Em 2068, novamente fará uma aproximação da Terra, mas com os novos cálculos, as chances de colidir são de 3 em 1 milhão. Os novos cálculos foram possíveis graças a novas observações realizadas com um telescópio de 2,23 m (88") instalado no monte Mauna Kea em Hawaii.

Dentro do círculo, Apophis, o asteróide maldito

Com esta nova informação, Apophis mais do que nunca é um Torino 0. Na lista do programa Space Guard da NASA continua apenas um objeto com nível Torino 1. E a moral desta história é que posso ir fechando meu blog. Afinal das contas, ele surgiu quando e porque Apophis foi notícia em abril de 2008. Agora que o destino do asteróide está definitivament divorciado do nosso, posso ir domir tranquilo...

Bom, nada disso, Torino 0 continuará brindando informações sobre NEOs.

Mais informações sobre Apophis

Asteroid Watch Sítio de divulgação Científica do JPL
Near-Earth Object Program Sítio com informações técnicas do JPL

Meteorito ou Sucata Espacial?

2009-10-04T23:55:00.004-03:00

Aconteceu no entardecer do último domingo 27 de setembro, ao sul da cidade de Mendoza (Argentina), quase acima da localidade de General Alvear. Um objeto caiu do céu, escutou-se um estrondo, viu-se uma estela de gás inflamado, alguns afirmam que tremeu a terra e depois o silêncio e o mistério. Vejam este vídeo caseiro de Matias Hardy.

Estela de gás deixada pelo bólido que atravessou os céus mendocinos no domingo passado. (Foto publicada por La NacionLine, autor: Pablo Cagnasso)

Esperei uns dias antes de mandar este post porque quería ter um pouco mais de informação. O certo é que uma semana depois não parece haver nada de novo. O meteorito não foi achado. De fato não parecia um meteorito. Vendo a estela mais parece com o rastro de um foguete. Buscando no Astronomical Picture of the Day da NASA encontrei a seguinte imagem tomada em 19 de setembro de 2002 (quase 9 anos antes do fenômeno mendocino). Ali dizem que a estela foi produzida por um foguete Minuteman III de combustível sólido lançado pouco antes.

Estela deixada por um foguete Minuteman III lançado em 19 de setembro de 2002 desde a base aérea de Vanderberg

A coincidência entre as duas fotos é chamativa e faz acreditar que se trata do mesmo fenômeno. Não sou o único que pensa assim. Da mesma opinião é o Dr. Jaime García do Instituto Copérnico em Mendoza. No entanto mais difícil é saber qual é o foguete que pôde ter caido perto de Mendoza.

No sitio Mendoza Opina se menciona a queda de um cargueiro espacial russo, o Progress M-67, lançado em 24 de julho com destino a Estação Espacial Internacional, à qual acoplou em 28 de julho, e, segundo o sitio da Federação Astronáutica Internacional separou em 22 de septembro. No entanto leio no sitio Satellite News Digest (também confirmado em outros sitios de notícias) que sua re-entrada aconteceu na terça-feira 29 de setembro e caiu em algum lugar do Pacífico próximo a Nova Zelândia. Ademais de não coincidir na data, o fenômeno deveria ter sido visto em Chile também. Não conheço relato transandino algúm .

Em conclusão, sigo sem poder descifrar este enigma. Mas acredito que o mais probável é que setrate de sucata espacial mesmo.

O Rio Paraná e o Sol (ST)

2009-08-16T20:09:00.005-03:00

Sabemos que o clima é um sistema complexo, não linear, talvez até caótico, ou seja imprevisível. O que chamamos de equilíbrio provavelmente não seja mais do que uma sucessão de estados de equilíbrio instável: pequenas perturbações o colocam numa situação muito longe da atual. Sistemas tão complexos são difíceis de se estudar e sempre devemos ir con sapatos de chumbo antes de emitir qualquer conclusão: aliás em ciências nunca há uma conclusão, ela é um processo dinâmico no qual vamos aprendendo aos poucos.

As influências do Sol no clima, aínda estão por ser demonstradas. Temos certeza que a energia total recebida na Terra representa o seu maior input. Ao longo de milênios porém, o Sol emite cada vez menos energia: em comparação com a origem do sistema solar, um 30% a menos. Mas em escalas mais humanas, aquelas que nos interesam mais porque afetan a economia, o desconhecimento é grande. Uma forma de buscar estas relações é por meio de análises estatísticos, utilizando por exemplo correlações, isto é, observando se duas séries temporais variam de acordo (correlação), em desacordo (anticorrelação) ou sem acordo nenhum. Tomamos como un padrão de medida do ciclo solar o Índice de Manchas Rg, número que representa a quantidade de manchas sobre a superfície solar. Rg varia de dia em dia e reconhecemos um periodo de aproximadamente 11 anos que chamamos Ciclo Solar. Muitos outros ciclos saõ suspeitos, mas aínda não estão bem demonstrados.

Se esta série temporal de dados é comparada com outra referente ao clima, podemos extrair conclusões sobre a relação entre a atividade do Sol e a de nossa atmosfera. Assim foi realizado com diversos parâmetros, como o índice pluviométrico, a intensidade dos monções, a extensão das estiagens, etc.

Pouco tempo atrás, uns colegas de Buenos Aires publicaram na revista Physical Review Letters um artigo onde propõem que a atividade solar medida em escalas de décadas modula a vazão do rio Paraná medida na cidade de Corrientes (Argentina). Solar forcing of the stream flow of a continental scale South American River (ou Forçante solar da vazão de um rio de escala continental sudamericano), escrito por Pablo Mauas, Eduardo Flamenco e Andrea Buccino, publicado na edição de 17 de outubro de 2008, mostra esta relação de maneira muito convincente ao comparar as variações temporais de ambas as séries depois da filtragem das mais rápidas (por exemplo o ciclo de 11 anos) e das mais lentas. A correlação é tão boa que serve para prever o comportamento do rio.

De toda forma em escalas temporais mais rápidas o fator mais importante do escoamento do Paraná é a temperatura do Oceano Pacífico nas costas de Perú, ou seja os denominados El Niño e La Niña.

Depois de ler o artigo fiquei cheio de dúvidas. O qué pode estar na raiz desta relação entre o Sol e o Rio Paraná que se mostra em escalas de décadas, mas não de anos? Quantos outros fenômenos podem estar também inesperadamente modulados pela ação do Sol? Recém agora estamos começando a compreender o nosso lugar no Universo, ainda falta muito por aprender.

Nova Colisão sobre Júpiter

2009-07-24T00:28:00.005-03:00

A 15 anos da queda do cometa Shoemaker Levy 9 (SL9), que comentamos na entrada anterior, um novo objeto caiu sobre Júpiter deixando uma mancha preta. O descobrimento foi realizado por Anthony Wesley, um astrônomo amador australiano, em 19 de julho, usando um telescópio de 14,5 polegadas.

Anthony Wesley e seu telescópio

Anthony estava tomando imágens de Júpiter a meianoite, o céu estava ficando ruim para observar, mas de repente percebeu que tinha uma mancha preta suspeita. Continuou tomando fotografias que mostraram que a mancha girava na mesma velocidade que as outras (Júpiter tem um periodo de umas 9 horas, portanto sua rotação é facilmente visível), isto indicava que a mancha estava sobre a superfície e que não era a sombra de um satélite. Depois de fazer vários registros, Anthony correu a divulgar a novidade. A notícia teve ampla divulgação na mídia.

Imagem tomada por Anthony con seu telescópio. O pequeno círculo preto acima a direita é a mancha "suspeita", supostamente criada pela queda de um asteróide ou cometa.

Uma imagem aumentada destacando la mancha.

Qué incrível coincidência! Quince anos depois do evento do SL9, um outro objeto, também cai no hemisfério Sul do planeta (as imágens estão invertidas). Talvez um aviso de que estes fenômenos são mais comuns do pensado. Para mais informações podem entrar no site de Anthony, no siguente link. Em uma entrada posterior trataremos sobre a surprendente quantidade de cometas que caem no Sol, revelado por uma sonda de exploração solar.

Shoemaker-Levy 9 e Júpiter

2009-07-18T22:39:00.012-03:00

Nestes dias a mídia lembra com grande destaque a chegada da misão Apollo 11 à Lua. Comemoram-se 40 anos da realização de um dos sonhos mais antigos da humanidade. Um pequeno passo para um homem. Um grande salto para a humanidade segundo palavras de Neil Armstrong, comandante da missão e primeiro homem em pousar os pés no solo lunar, é a frase que resume aquela epopeia da que, de uma forma ou outra, todos nos sentimos partícipes.

Há 15 anos, quando celebrava-se os 25 anos da missão Apollo 11, aconteceu um fato astronômico de singular importância e que também chamou a atenção de todo mundo. No dia 16 de julho de 1994 o Cometa Shoemaker Levy 9, (SL9) ou melhor seus destroços, començaram a impactar na superfície de Júpiter produzindo um espetáculo de beleza única e, no meu entender, importantes consequências sociais.

Carolyn e Eugene Shoemaker descobriram junto com David Levy um cometa em 24 de março de 1993 usando um pequeno telescópio de 40 cm de diâmetro do Observatorio de Palomar na Califórnia. O cometa orbitava em torno de Júpiter e era, na verdade, um trem de fragmentos. Un ano antes tinha se aproximado tanto do planeta que as forças de maré o partiram. Os cálculos mostraram que um ano mais tarde todos os fragmentos iriam impactar sobre a superfície de Júpiter.

Fotografia do Cometa Shoemaker-Levy 9 tomada pelo Hubble Space Telescope em 17 de maio de 1994. Os 21 fragmentos distribuiam-se ao longo de mais de 1 milhão de kilómetros.

Todos os telescópios apuntaram para Júpiter para captar cada uma das colisões. A estrela do momento foi o Telescópio Espacial Hubble, cuja ótica acabava de ser consertada; enquanto que a Internet fez sua estreia como o veículo que permitiu a distribução das imágenes rapidamente pelo mundo inteiro. Foi uma festa da astronomia que começou em 16 de julho, data da queda do fragmento A, até o 22, quando caiu o último fragmento, rotulado de W.

Fotografia em luz ultravioleta de Júpiter tomada pelo Telescópio Espacial Hubble em 21 de julho de 1994. Estão identificados os distintos impactos observados até o momento.

A observação dos impactos permitiu conhecer melhor a atmosfera de Júpiter e a conformação do cometa. Além destas conclusões científicas, colocou abertamente diante da opinião pública o perigo das colisões de asteróides e cometas. Até esse momento a questão não era considerada de forma muito aprensiva, nem sequer pela comunidade astronômica^†. De repente, SL9 acordou em nós a curiosidade e o medo, surgiram planos de inspecção dos céus, e no âmbito popular, livros e filmes.

No entanto, nos últimos 400 anos, SL9 é o único que vimos ao vivo cair sobre um planeta. Júpiter funciona como um atrator destes objetos. De alguma forma a distribução de planetas no Sistema Solar cria um escudo para a Terra: os planetas maiores (com maior poder de atração gravitacional) estão do lado externo. A Terra está no meio dos planetas telúricos, e além disto a Lua, embora menor que a Terra, é capaz aínda de atrair uma proporção não pequena de NEOs.

De certa forma, este blog é um filho do Shoemaker-Levy 9. Mas, sobre tudo, para mim, aquele foi um dos espetáculos mais bonitos que já vi^*.

† Mesmo durante os dias do SL9, lembro que um reconhecido astrônomo argentino disse na TV que era mais provável que um macaco escrevesse o Quijote a um cometa cair na Terra. A frase demonstra, principalmente, a desídia da comunidade com a questão.

* Na República Argentina, aquela semana teve um acontecimiento que consiguiu eclipsar todos os outros: um atentado a uma instituição judáica na cidade de Buenos Aires acabou com a vida de 84 pessoas em 18 de julho de 1994. O atentado a sede da AMIA, cujas repercusões se alastram até hoje, me fez viver como cronista amador, uma das semanas mais angustiantes da minha vida.

Vulcanismo e Extinção em massa

2009-06-02T18:55:00.005-03:00

Como já comentamos em outras entradas, a hipótese de que as extinções em massa foram provocadas pela queda de gigantescos meteoritos convirtiu-se nas últimas duas décadas em lei. No entanto a ciência, como foi dito, está sempre exposta ao mecanismo da prova e suas conclusões podem a qualquer momento ser revistas.

Numa entrada anterior comentamos sobre um trabalho que nega a relação entre a cratera de Chicxulub e a extinção dos dinossuaros. Um novo artigo, publicado na revista Science na sexta feira passada, vai na mesma direção ao encontrar novas evidências de que uma extinção em massa que aconteceu há 260 milhões de anos, no fim do período Pérmico, teria sido provocada por uma atividade vulcánica inusual.

O trabalho, Volcanism, Mass Extinction, and Carbon Isotope Fluctuations in the Middle Permian of China, (Vulcanismo, Extinções en Massa e flutuações de isótopos do carbono no Pérmico Médio de China) de Paul B. Wignall e colaboradores (Science, vol 324, pag 1179, 29/05/2009) foi realizado em base a registros estratigráficos obtidos na China, nas provîncias de Sichuan, Yunnan e Guizhou (onde o ano passado um sismo de singular força matou a decenas de milhares de pessoas) e basicamente comprovam a proximidade espacial e temporal dos dois fenômenos: uma intensa atividade vulcánica e a extinção de um grande número de especies. Para os autores a cercania de ambos os eventos é uma prova da relação causa efeito.

A extinção do Pérmico (ou também chamada extinção guadalupiense) foi uma das mais severas. As estimativas atuais são de que apenas um 5% do total de especies sobreviveu, enquanto que nas demais extinções massivas, só foi dizimado um 50%. Embora por anos a única causa apontada foi uma prolongada atividade vulcánica, em 2006 foi encontrada uma grande cratera na Terra de Wilkes (Antártica) que apoia a ideia de que a queda de um enorme meteorito causou um distúrbio sísmico severo. No entanto a extinção aconteceu durante um período muito prolongado, então um evento explosivo não poderia por sí só explica-la.

Mais evidências são necessarias, embora tudo indica que a Terra se convirtiu por milhões de anos num local muito pouco confortável para se viver. Apesar disso, a vida continuou, talvez porque, como disse o George Stewart, A Terra Permanece.

A Hora Última...

2009-04-29T23:17:00.004-03:00

Caro leitor, as limitações que eu mesmo me impus ao escolher o tema do blog estavam resultando cada vez mais frustrantes. Embora o medo a queda de um asteróide é muito freqüênte, outros medos, ligados à ciência, são tão ou mais relevanes ainda. Minha intenção quando criei Tornino 0 era, na verdade, falar dos medos desnecessários, infundados, e perniciosos em que parece viver uma parcela significativa da população.

Por esse motivo abri um blog (na verdade dois, porque tem também a versão em espanhol) chamado A Hora Última cujo tema são as profecias de fim do mundo e sua credibilidade aos olhos de um cientista. A arte não será alheia ao blog, tentarei de alguma forma trazer o olhar do poeta, do cineasta, do fotógrafo, para contrabalançar meu racionalismo e se não gostam dos meus silogismos, pelo menos talvez gostem de minhas preferências artísticas.

Não vou, em princípio, descontinuar o Torino 0 (que está fazendo 1 ano esta semana!), mas não deixem de acompanhar A Hora Última, porque talvez, não seja esta a última hora.

Quem matou os Dinossauros?

2009-04-28T00:12:00.012-03:00

Desde que em 1980 o físico e prêmio nobel Luis Álvarez e seu filho, o geólogo Walter Álvarez, especularam com que os grandes sauros foram extintos pelo câmbio climático gerado por um imenso impacto de meteorito, a hipótese foi ganhando credibilidade ao ponto de ser considerada hoje em dia uma teoria comprovada. A hipótese dos Álvarez recebeu um apoio inesperado em 1990 quando foi localizada a cratera do meteorito que causou a extinção em massa, na península de Iucatã (México) na região conhecida como Chicxulub. A arma homicida foi encontrada, o caso foi esclarecido.

A memória coletiva guarda hoje a certeza de que grandes meteoritos acabam com a vida na Terra, a literatura e o cinema abordaram o tema de forma frequente, a alarma popular cresceu. Se um evento desse tipo aconteceu no pasado, pode se repetir no futuro. E muitos acreditam que pode até ser periódico. E assim é que criamos programas para monitorar o céu em busca de asteróides assassinos. No entanto, nem todos aceitam a hipótese dos Álvarez. Entre eles Gerta Keller da Universidade de Princeton, nos EUA. E hoje apareceu publicado um artigo na revista inglesa Journal of the Gelogical Society, que coloca em xeque mate a teoria catastrófica externa. Basicamente, diz Gerta, Chicxulub não tem nada a ver com a morte dos dinossauros. O título do trabalho é: New evidence concerning the age and biotic effects of the Chicxulub impact in NE Mexico, (ou Novas evidências a respeito da idade e os efeitos bióticos do impacto de Chicxulub), seus autores são G. Keller, T. Adatte, A. Pardo Juez, e J.G. López Oliva, e foi publicado no Journal of the Geological Society, no volume 166,3, página 393.

A notícia está dando voltas à Terra e a mídia deu certo destaque apesar das preocupações com a gripe suina, mas infelizmente eu não li o artigo de Gerta e apenas posso comentar aqui o que foi publicado, na revista eletrónica da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (link ao artigo da FAPESP).

Gerta e sus colaboradores realizaram análisis estratigráficas que lhes permitiram chegar às seguintes conclusões

O estrato correspondente à extinção em massa dos dinossauros é completamente diferente e 300.000 anos posterior ao da cratera de Chicxulub.
No estrato correspondente a cratera, no há qualquer indício de extinção em massa.

A primeira conclusão nos diz apenas que o maior suspeito não seria quem acabou com os dinossauros. Então a buscar um novo serial killer.

Mas a segunda conclusão é muito mais impactante e podemos resumi-la assim: o asteróide que caiu em Chicxulub não produziu catástrofe alguma. Pelo tamanho da cratera se estima que o asteróide que caiu no Iucatã deveria ter medido uns 10 km de diâmetro e liberado uns 100 milhões de Megatons (as bombas termonucleares mais poderosas liberam uns 50 Megatons). No entanto toda essa energia depositada en um único ponto sobre a superfície da Terra, não acabou com a existência de especie alguma segundo a Gerta.

Como disse antes, não li o artigo ainda (e não será fácil que o faça porque a revista parece não possuir uma versão eletrónica), mas se o publicado pela mídia é uma interpretação correta do trabalho científico, e se o trabalho vier a ser confirmado, este resultado é de grande relevância e demonstra que estamos longe de compreender os mecanismos que são capazes de alterar significativamente o clima tesrrestre e sua biosfera.

O Nosso Medíocre Sol II

2009-03-15T23:37:00.006-03:00

Resumindo o post anterior, nosso Sol foi considerado nos últimos séculos, uma estrela medíocre, comúm, sem características particulares. No entanto nos últimos anos surgiram evidências que mostram que o Sol apresenta propriedades sutilmente incomúns, mas que poderiam ter um forte impacto na evolução da vida, e principalmente, da civilização. Guillermo González os resumiu em artigo escrito há 10 anos (Is the Sun Anomalous?, Astron. & Geophys., v40,5, p25-29, 1999) e aqui apresentamos as principais conclusões:

Num raio de 10 parsecs (32,6 anos luz) 88% das estrelas teve uma luminosidade original no momento da formação, menor que a do Sol. Correspondentemente sua massa também foi menor. Em outras palavras, o Sol é uma das estrelas mais massivas do grupo próximo de estrelas.
Muitas vezes comentamos que o Sol tem un ciclo de atividade de 11 anos aproximadamente, alternando períodos de calma (como neste momento) com períodos de intensa produção de explosões e ejeções de massa coronal. Este ciclo reflete-se numa variação do brilho. As estrelas próximas a nós mostram ciclos semelhantes, mas suas variações são muito maiores. Em outras palavras, o sol é mais estável do que suas companheiras próximas.
O Sol parece mostrar uma maior abundância de Oxigênio e Ferro e uma carência de Carbono respeito das estrellas con sua mesma distância ao centro da Galáxia (as abundâncias varíam de acordo à distância ao centro galáctico).
O Sol se desloca com uma velocidade relativamente baixa respeito da Posição Local Padrão de Repouso (ou Local Standard of Rest em inglês). A velocidade do Sistema Solar é de 13,4 km/s, enquanto que a média de 37 estrelas com idades entre 3 e 6 bilhões de anos é de 42 km/s com um desvio padrão de 17 km/s. Em outras palavras, o 66% das 37 estrelas, tem uma velocidade entre 25 km/s e 69 km/s. Somente uma estrela deste conjunto de 37 tem uma velocidade menor que a do Sol.
O Sol se encontra a uns 10 - 12 parsecs (32,6 - 39.1 anos luz) de distância do plano galáctico, o que pode considerar-se uma coincidência, porque ele passou a maior parte de seu tempo a uma distância maior (40 parsecs). A coincidência está em que há relativamente pouco tempo que ele se encontra tão próximo do plano da Galáxia.
A velocidade do Sol a respeito do Centro Galáctico é muito semelhante à de corrotação, ou seja, à velocidade que tem o braço espiral da Galáxia.

Que implicações têm estas características para nós? O fato de ter mais massa e brilho permite que os planetas com posibilidade del alojar vida (a zona habitável do Sistema Solar) se localize a uma distância maior, o que evita o chamado Acoplamento de Maré de acontecer em menos de 4,5 bilhões de anos (idade da Terra). Além disto, uma distância maior diminui os problemas com a radiação ionizante que é emitida pelo Sol principalmente em épocas de máxima atividade. Atividade que, por outra parte, não parece ser tão intensa quanto em outras estrelas próximas.

Uma maior abundância de Ferro implica que a núvem que originou o Sol (e o resto do Sistema Solar) tinha mais elementos pesados, necessários para formar planetas rochosos como a Terra. O elemento mais abundante na Terra é, provavelmente o Oxigênio, em forma molecular ou em óxidos. O Carbono não é abundante, mas é chave no controle do Efeito Estufa que regula a temperatura na superficie da Terra. Uma maior quantidade de Carbono poderia ter produzido maior quantidade de CO₂ e assim desatar um efeito descontrolado como sobre a superficie de Vênus.

Por último a posição e velocidade do Sol em relação à Vía Láctea. O fato de girar a uma velocidade próxima à dos braços espirais da Galáxia, faz com que os cruzamentos sejam pouco frequêntes, o que contribui a que se aproxime pouco de Supernovas (estrelas que explodem) e de núvens de gás que possam pertubar a Núvem de Oort produzindo chuvas de cometas que colocam em perigo a vida na Terra.

Não vamos explorar aqui as derivações destes trabalhos para a existência de Vida (ou Inteligência) fora da Terra. De todas formas pouco sabemos do que se trata a Vida, assim que resulta sempre muito especulativa qualquer conclusão. Mais importante é ver como parece estar tudo muito relacionado: das características do Sol chegamos à probabilidade de chuvas cometárias. Encontrar e compreender estes vínculos corretamente é parte do trabalho do cientista. A Ciência, ao final, é a Arte de achar as Conexões.

O Nosso Medíocre Sol

2009-03-11T00:23:00.007-03:00

Na década de 80, o saudoso Carl Sagan, gostava de supor que milhares de mundos deveriam estar habitados por seres inteligentes porque: 1) o número de estrelas no céu é muito grande e 2) nosso Sol é medíocre, ou seja não possui características particularmente destacadas. O Princípio de Mediocridade, como ele gostava chamar, era um alento à busca de Inteligências Extraterrestres, programa mais conhecido por sua sigla em inglês: Search for ExtraTerrestrial Inteligence (SETI).

A ciência, no entanto, requer de demonstrações, quanto mais rigorosas, melhor. As vezes, por falta de estudos suficientes, uma hipótese é aceita temporariamente. Mas o tempo levará a mostrar se a mesma é correta ou não. Pouco a pouco, como acostuma acontecer nas pesquisas científicas, foi se acumulando um corpo de evidências que tende a demonstrar que Sagan, esta vez, estaria enganado, que o nosso Sol, não é tão medíocre assim e portanto, não existiriam tantas milhares de estrelas capazes de dar vida no Universo.

Em artigo para a revista Astronomy & Geophysics, Guillermo González, publicou em 1999 um resumo do conhecimento que temos do Sol comparado com estrelas semelhantes que se encontram a curta distância de nós (G. González, Is the Sun Anomalous?, Astron. & Geophys., v40,5, p25-29, 1999). Em primeiro lugar lembramos que o Sol é uma estrela classificada de anã, fria, tardia e velha. Tecnicamente isto se traduz na sigla: G2V. Em astronomia as estrelas são anãs quando possuem o tamanho que devem possuir e gigantes quando engordaram demais (embora não aumentam de massa, apenas de volume). E respeito a sua temperatura deve observar-se que a classificação estelar é, indo da mais quente à mais fria, a seguinte: O, B, A, F, G, K e M^†. Pode se ver então que a letra G da classificação indica que o Sol ocupa um lugar mais próximo das estrelas mais frias. O número 2 é uma subclasificação dentro do tipo G. E o número romano V indica que é uma anã. Supõe-se que o Universo está habitado maiormente por estrelas do tipo M, um pouco menos de Ks, aínda menos de Gs e assim em diante, formando um triângulo cuja base são as Ms e a ponta são as Os. Estando o Sol perto da base, o número de estrelas semelhantes deveria ser muito grande.

O conceito de que o Sol é medíocre vem de épocas anteriores a Sagan. Depois que Copérnico tirou o centro do Universo da Terra para coloca-lo dentro do Sol, as revoluções científicas sucederam-se con uma rapidez desconhecida e levaram à comprensão que o Cosmo é tão vasto que o Sol e sua Terra (esse pálido ponto azul) são insignificantes demais.

Mas o nosso Sol não seria tão medíocre na opinião de Guillermo González. E o presente post serve como introdução ao tema que pensamos abordar nas próximas entregas e que não trata só de Relações Sol - Terra, mas também da estabilidade do Sistema Solar e com ela da evolução da vida na Terra e das ameaças a sua existência, que é o objetivo central do Blog.

Keep tuned.

† A sequência da classificação espectral das estrelas é mesmo muito estranha e sua origem vem da ignorância dos primeiros astrônomos. Em seus primordios a lista estava na ordem alfabética! Para lembra-la, os estudantes anglofalantes usam a frase: Oh! Be A Fine Girl, Kiss Me!

Nêmesis, uma estrela silenciosamente mortal

2009-03-07T21:00:00.012-03:00

Em fevereiro de 1984 David Raup e J. John Sepkoski Jr. apresentaram o estudo Periodicity of extinctions in the geologic past onde afirmam que a cada 26 milhões de anos acontece na Terra uma extinção massiva de especies. A ideia não era original, já que outros dois investigadores, Fisher e Arthur, previamente tinham sugerido algo semelhante. A novidade é que eles utilizaram uma base de dados mais extensa composta por animais marinhos (vertebrados, invertebrados y protozoários) que lhes permitiu analisar 250 milhões de anos da história recente.

Se esta periodicidade fica estabelecida, a implicação é que dificilmente suas causas sejam puramente biológicas e o ambiente deveria ter um papel preponderante. O ambiente aquí refere ao espaço exterior: Sol, estrelas, Galáxia. E periodicidade é sinônimo de órbita celeste. Rapidamente surgiram dois trabalhos que sugeriam a existência de uma estrela companheira do Sol, sua binária, Nêmesis, a estrela da morte. Para os gregos Nêmesis era a deusa que castigava os arrogantes; Aristóteles a definiu na Ética a Nicómaco como a resposta dolorosa para quem não merece a sua fortuna. Hoje em dia, nêmesis passou a ser um conceito ético: representa o pior enemigo de si próprio, aquele que é o nosso oposto, porém, também nosso semelhante, por exemplo Darth Vader/Anakin Skywalker e Luke Skywalker na saga de Star Wars.

Faz 25 anos, dois grupos de astrônomos fizeram as primeiras hipótesis sobre as características de Nêmesis. No mesmo número da revista Nature, de 19 de avril de 1984, Daniel P. Whitmire e Albert A. Jackson publicaram o trabalho Are periodic mass extinctions driven by a distant solar companion? (Nature 308, 713-715, doi:10.1038/308713a0). Em seu modelo Nêmesis encontra-se a uma distância máxima do Sol de 88.000 UA = 1,4 anos luz com uma órbita muito excêntrica que entra na Nuvem de Oort a cada 20.000 anos produzindo chuvas cometárias com uma periodicidade de 100.000 a 1.000.000 de anos. A estrela teria uma massa de entre 0,0002 a 0,07 massas solares. Por sua parte Marc Davis, Piet Hut e Richard A. Muller escreveram o artigo Extinction of species by periodic comet showers (Nature 308, 715 - 717, doi:10.1038/308715a0) e também concluem que uma anã marrón poderia estar orbitando em torno do Sol, con uma órbita moderadamente excêntrica, e a cada passagem próxima da Nuvem de Oort, uma chuva de um bilhão de cometas poderia ser produzida. No entanto eles calculam que não existe perigo de uma destas chuvas até dentro de 15 milhões de anos.

Desde 1984 distintos grupos de astrônomos buscam sem sucesso encontrar à silenciosa estrela mortal. Sempre chamou a atenção que o Sol, uma estrela ordinária, não tivesse companheira, já que mais da metade das estrelas são sistemas binários. Este fato alentou aínda mais a procura por Nêmesis. que ultimamente é realizada por meio dos grandes telescópios infravermelhos e os telescópios a bordo de satélites, mais preparados para a detecção de pequenas estrelas frias. Devemos ser honestos também e comentar que não todos os biólogos aceitam a periodicidade das extinções massivas, o que tira força à hipótese. Mas nunca ficaremos em paz por não encontra-la porque não teríamos como negar sua existência. E Nêmesis continuará a ser como a deusa grega que pode vir um día qualquer a castigar nossa arrogância.

The bottom line: No post sobre a Nuvem de Oort comentamos que umas 10.000 estrelas passaram a uma distância tal que interagiram com a Nuvem desde que o Sistema Solar foi criado (dado obtido do artigo de Paul Weissman na Encyclopedy of Astronomy and Astrophysics, Nature Pub. Group). Levando em consideração que a idade do Sistema é de 4,5 bilhões de anos, a cado 450.000 anos deveria ter acontecido uma chuva de cometas... O que diminui a importância da romântica hipótese de Nêmesis.

Passagem Próxima de Pequeno Asteróide

2009-03-02T22:48:00.006-03:00

O asteróide 2009 DD45, recentemente descoberto, teve hoje, 2 de março as 13:40 UT, sua maior aproximação à Terra, passando a uns 72.000 km de distância. Assim informou o site Space Weather que também indica que o pequeno objeto mede entre 30 e 40 m de diâmetro (semelhante ao suposto asteróide que caiu em Tunguska. Ver nossos posts sobre o tema.) e não oferece risco algúm de colisão com a Terra. A distância de 72.000 km pode ser considerada bastante pequena considerando que representa o dobro da órbita geoestacionária. De uma forma um pouco mais dramática, contabilizando que a Terra se desloca a 30 km/s no espaço, levaria 40 minutos para chegar até a órbita do asteróide, ou seja, se evitou a colisião por 40 minutos de tempo.

Os Cometas e a Nuvem de Oort

2009-03-01T21:20:00.011-03:00

Num post anterior comentamos sobre o Cinturão de Kuiper, o conjunto de asteróides que se encontram em órbita por trás de Netuno e cujo membro mais conhecido é Plutão. A uma distância de umas 50.000 UA^† ou 0,79 anos luz encontra-se um segundo grupo de cometas e asteróides na chamada Nuvem de Oort. Diferentemente do Cinturão de Asteróides entre Marte e Júpiter e do Cinturão de Kuiper, a Nuvem de Oort tem forma tridimensional, algo assim como uma bola de rugby, com um semieixo maior de 100.000 UA e outro de 80.000 UA. Essa nuvem contem entre 1 trilhão e 10 trilhões de objetos formados no interior do Sistema Solar, mas que por diversas colisões com os planetas maiores acabaram sendo lançados onde hoje se encontram. Não existem, porém, observações diretas desta nuvem que foi sugerida pelo astrônomo holandés Jan Hendrik Oort por volta de 1950. A razão da hipótese de Oort foi a comprovação de que os cometas de longo período (mais de 200 anos) parecem surgir de um lugar afastado do Sol por umas 10.000 UA. Posteriores modelos teóricos de formação de sistemas planetários deram a razão à hipótese de Oort. Mas até hoje nem sequer foi observada uma nuvem en outra estrela.

Representação da Nuvem de Oort e do Cinturão de Kuiper.

Toda vez que algúm objeto massivo passa perto da nuvem pode perturba-la fazendo com que centenas de cometas "caian" em direção do Sol produzindo uma chuva cometária. Exemplos de "perturbadores" são as Nuvens Moleculares Gigantes, as forças de maré da Galáxia e outras estrelas. Desde a origem do Sistema Solar, umas 10.000 estrelas passaram a uma distância aproximada de 100.000 UA do Sol chacoalhando a nuvem. A maior parte dos cometas seguiu na direção do movimiento da estrela perturbadora, uma proporção menor caiu em direção ao Sol, alguns foram desviados pelos planetas maiores, muitas vezes enviando-os novamente em direção da Nube.

A maior parte dos cometas que caem em direção ao Sol tem uma órbita parabólica o elíptica, quer dizer, escapam da influência solar e nunca mais voltam. O belíssimo cometa Hale-Bopp que nos deslumbrou no ano de 1997* e cujo periodo orbital é de milhares de anos, deve ter se originado na nuvem de Oort.

Cometa Hale-Bopp, fotografado em avril de 1997. Foto tomada por Mkfairdpm.

Eventualmente alguns destes cometas poderiam impactar contra os planetas, talvez contra a Terra. Assim poderiam produzir extinções massivas, como aquella que acabou com os grandes sauros há 65 milhões de anos. No próximo post vamos falar sobre o tema.

† Lembramos que UA significa Unidade Astronômica e equivale à distância média da Terra ao Sol, ou seja, 149.600.000 km.

* Em avril desse ano voava eu para a Europa quando vi o cometa pela janela do avião. Pensei em avisar os tripulantes para que informaram os passageiros que podiam desfrutar do espetáculo num céu realmente escuro a 10.000 m de altitude. Temi que uma aglomeração de pessoas sobre o lado esquerdo do avião o desestabiliza-se e por isso calei... Agi certo?

A importância de Plutão

2009-02-24T19:43:00.011-03:00

Plutão foi descoberto em 1930 por Clyde Thombaugh em base às anomalias na órbita de Netuno observadas por Percival Lowell, quem sugeriu que seriam causadas por um nono planeta no Sistema Solar. Lembramos que 5 planetas, Mercúrio, Vênus, Marte, Júpiter e Saturno, eram conhecidos desde tempos remotos. Urano foi descoberto por W. Herschell em 1781, entanto que Netuno foi observado pela primeira vez em 1846 por Johann Galle, baseado nas predições de Urbain Le Verrier (ao mesmo tempo,de forma independente, John Couch Adams também previa a existência de Netuno).

A possibilidade de que outros planetas façam parte do Sistema Solar sempre motivou pesquisas de astrónomos teóricos e observacionais. O milionário Percival Lowel fundou um observatório em Flagstaff (Arizona, EUA) para conduzir a busca do chamado "Planeta X". Faleceu em 1916 sem sucesso (embora parece que sem perceber, em algumas placas fotográficas que ele mesmo tomou encontra-se Plutão). Em 1929 e depois de uma batalha legal pela herança do observatório, a busca foi continuada por Clyde Thombaugh quem encontrou um pequeno objeto orbitando em torno do Sol em 18 de febrero de 1930. O nome de Plutão lhe foi dado por uma menina de 11 anos chamada Venetia Burney (11/07/1918 - 30/04/2009), quem o comentou com seu tio, bibliotecário de Oxford, quem por sua vez o sugeriu ao astrônomo Herbert H. Turner, quem o transmitiu finalmente a Tombaugh. Plutão é o nome alternativo de Hades e Efestos, Deus do Inferno, escuro e frio para os gregos. Dada a distância de Plutão ao Sol, sua escuridão o convertiria num bom exemplo do Mundo das Trevas onde reina o Deus Plutão.

Hoje sabemos que Tombaugh encontrou Plutão por pura sorte, já que as anomalias observadas por Lowell eram na verdade erros astrométricos, ou seja, erros de medição. Mas Plutão se convirtiu no nono planeta do Sistema Solar a partir de 24 de março de 1930. Estudos do planeta mais distante, a 40 Unidades Astronómicas (1 UA = distância Tierra - Sol) foram muito escassos dado seu pequeno tamanho e o baixo albedo (percentagem de luz refletida). Por muitos motivos Plutão é um planeta muito estranho. Quando foi observado que possui um satélite (Caronte) pôde-se determinar com precisão sua massa e determinou-se que não apenas é o menor planeta de todos, mas também menor que muitas luas, dentre elas nosso próprio satélite natural. Em 2005, mais dois satélites de plutão foram achados (Nix e Hydra). Finalmente, em 24 de agosto de 2006, durante uma famosa Assembléia Geral da União Astronômica Internacional na cidade de Praga (Rep. Tcheca), propôs-se classificar Plutão como Planeta Menor, classe hoje em dia rebatizada de plutoide. A decisão levantou muita controvérsia, principalmente dos colegas dos EUA, que parecem se sentir lesados ao perder o único planeta 100% americano. Resulta interessante comentar que o Cinturão de Asteróides também começou com uma polêmica semelhante quando Giuseppe Piazzi descobriu em 1801 Ceres, acreditando que tratava-se de um planeta entre Marte e Júpiter.

Qual é a importância de Plutão? É o objeto mais próximo do Cinturão de Kuiper, um grupo de objetos que está em ressonância 3:2 até 1:2 com Netuno. A ressonância entre órbitas de objetos acontece quando os períodos orbitais têm uma relação fracionária simples como 3:2, 1:2, etc. O significado da ressonância é que existe uma influência gravitatória muito intensa entre ambos, pudendo produzir colisões. (No caso particular de Plutão - Netuno, por motivos diversos, nunca acontecerá um choque entre ambos.) O Cinturão recebeu o nome do astrônomo Gerard Kuiper quem sugeriu sua existência a partir dos cometas de curto período, menor a 200 anos, que deveriam surgir de um lugar próximo ao Sistema Solar. (Oort sugeriu que cometas de longo período provêem de uma nuvem a mais de 10.000 UA.)

Além de Plutão existe uma dúzia de outros objetos con um diâmetro similar (~ 1000 km) no cinturão e milhares com diâmetros menores, as vezes também chamados Transnetunianos. Dada sua remotíssima posição, nunca receberam a visita de uma sonda, até o 14 de julho de 2015 quando a missão da NASA New Horizons, faça sua maior aproximação do sistema Plutão - Caron.

Distribução de asteróides no Sistema Solar. Em verde, o Cinturão de Kuiper.
Figura obtida da Wikipedia: http://en.wikipedia.org/wiki/Pluto.

O estudo do Cinturão de Kuiper é importante porque nos leva à origem do Sistema Solar, e porque pode dar pistas sobre os cometas e asteróides que, eventualmente, cruzan os céus próximos. Plutão não é um planeta, mas isso não tira sua importância dentro do conjunto de objetos do Sistema Solar.

Nasceu a Lua de uma Colisão Gigante?

2009-02-21T21:12:00.006-03:00

Existe amplo consenso de que 4,567 bilhões de anos atrás uma nuvem molecular interestelar colapsou começando a formação do Sistema Solar. A maioria dos astrônomos também acredita que a Lua se formou umas dezenas de milhões de anos depois como produto da colisão de um asteróide com uma massa entre um 11% e um 14% da massa da Terra. Eis a teoria da Colisião Gigante. A Terra, recentemente formada, já era ameaçada por uma colisão con um objeto do tamanho de Marte. Em aqueles anos iniciais do Sistema Solar as colisões eram bastante comuns, algo que pode ser comprovado na superficie da Lua analisando a idade dos impactos.

Um dos motivos para aceitar a hipótese da Colisão Gigante é que assim o sistema Terra - Lua obteve uma grande quantidade de momento angular: básicamente relacionado com a energia de rotação. O momento angular do sistema Terra - Lua é maior que o de Vênus, Marte ou o da Terra isolada. Por exemplo: se toda a massa da Lua estivesse dentro da Terra, nossos dias seriam de apenas 4 horas! Se um gigantesco asteróide impactou sobre a Terra, lhe transferiu seu próprio momento angular. As simulações estimam que por meio da colisão poderia se obter até 120% do momento angular atual, que foi perdendo-se depois por causa das marés. (A força de marés produz o movimento planetário de matéria, sendo as águas dos océanos os mais observados. Essa materia dissipa energia por atrito.)

A colisão teria lançado uma quantidade imensa de material ao espaço, 50% do mesmo teria sido rápidamente agregado a altíssima temperatura (milhares de graus) formando a Lua em poucos dias. essa alta temperatura teria facilitado a formação de um mar de magma na superfície lunar.

A hipótese da Colisão Gigante foi proposta há 30 anos por Hartman e Davis. É interessante ver que o geólogo Harrison Hagan "Jack" Schmitt, piloto do Módulo Lunar Eagle da Missão Apollo 17 (Dezembro de 1972) e último ser humano a pisar a Lua, é hoje em dia um dos maiores críticos. Schmitt observa que recentes descobrimentos sobre o interior lunar mostran que se formou a uma temperatura menor que os milhares de graus mencionados antes. Está comprovada também a existência de materiais volátis em uma proporção inadequada para uma origen tão quente. Mesmo as terras raras e outros materiais refratários encontram-se em uma proporção muito alta considerando os milhares de graus da origem lunar. Em suma, Schmitt ressalta o valor do impacto como solução ao problema do momento angular, mas destaca os problemas geológicos derivados desta hipótese. Sua proposta recupera a ideia original de Alfvén e Arrhenius dos anos 50: a Lua foi capturada pela Terra en seu estado inicial de planetessimal.

Não entramos aquí nos detalhes das condições necessárias para que a captura possa existir, mesmo porque o própio Schmitt reconhece que deve buscar-se uma solução completa, por enquanto apenas esboçada. Mas ele está convicto de que a Academia e a Mídia converteram uma hipótese numa Teoria. E como já mencionamos antes no caso de Tunguska, quando todos pensam igual, ninguém pensa.

Referências
O material do presente Blog foi obtido de Moon's Origin and Evolution, alternatives and implications, por H. Schmitt. Capítulo do livro Solar System Update, editado por Blondel e Mason e publicado por Springer.

Sunshine: O Sol agonizante (ST)

2009-02-15T23:29:00.008-03:00

Vamos falar novamente de cinema: desta vez um filme que tem o Sol como tema central. Danny Boyle pode ganhar esse ano o Oscar, que lhe escapou com Trainspotting, por Slumdog Millionaire. Mas não é deles que vamos falar aqui. Esse autor multifacetado estreou em 2007 um filme que passou quase despercibido: Sunshine. No protagônico está Capa: um joven físico estrelado por Cillian Murphy (que também participou de Batman Begins). Sunshine é uma opera prima que mistura o gênero de ficção científica com o suspense, uma simbiose entre 2001 Odisseia no Espaço e Alien. Mas, muito mais que isto, é um filme poético, com uma fotografia soberba e um relato contado a um ritmo cadencioso que permite a reflexão.

O que mais me chamou a atenção de Sunshine é o tema: o Sol está apagando, como um velho veterano perde sua força interior e assim seu brilho diminue. Na Terra os invernos são cada vez mais rudos, o Sol é cada vez mais opaco. A solução: enviar uma nave carregada de explossivos e joga-los no Sol para que a energia liberada nas explosões dispare um novo ciclo de atividade solar.

Numa época em que a preocupação maior é com o aumento das temperaturas médias do planeta (embora já nos alertam de que o termo correto é Câmbio Global), falar em esfriamento parece una heresia. É obvio que a solução proposta por D. Boyle é rídicula, não existe neste momento, nenhuma forma de produzir na Terra uma energia que possa ser comparavel à Solar. É fácil ver por que: uma explosão solar libera 100 milhões de vezes mais energia que a que liberaria o arsenal nuclear atual inteiro. Não apenas isto, depositar qualquer forma de energia sobre a superfície solar demoraria em torno de 1 mihão de anos para gerar algúm efeito sobre seu núcleo interno, ali aonde é produzida a fusão nuclear, origem última de sua fabulosa produção energética.

Mas podemos fazer uma concessão ao autor e diretor do filme, porque o resto é de grande qualidade. Os detalhes científicos estão bem cuidados, a fotografia é de grande beleza e ressalta as imágens do Sol observado com câmeras ultravioletas (provavelmente das missões SoHO e Trace). As atuações são muito boas e os conflitos que se representam muito humanos, incluindo a locura produzida pela exposição a um evento de extraordinária magnitude e carregada de simbolismo como é o resgate do Sol, fonte de nossa vida.

Ao final o filme pode ser una desculpa para discutir o papel do Astro Rei, cuja importância é quase esquecida por nossa sociedade atual. Poderia se dizer que não é o Sol que se apaga, mas o homem que lhe deu as costas... Sunshine nos chama a recobrar nosso fervor solar.

Poluição Espacial (de volta a São Paulo)

2009-02-15T20:18:00.007-03:00

Depois de um breve período de férias e uma mais longa estadia a serviço em París, voltamos ao nosso Blog para comentar uma notícia que deu a volta ao mundo esta semana. Dois satélites se chocaram no espaço. Ambos eram satélites comerciais de comunicações, um americano (da firma Iridium Satellite LLC) o outro russo (Cosmos 2251) fora de serviço há uma década pelo menos. Trinta anos atrás esse evento teria produzido, no mínimo, um epissódio diplomático. Com a Guerra Fria concluída, a atenção girou agora sobre as causas e consecuências da colisão.

O choque aconteceu a 790 km de altitude sobre as estepas siberianas russas. Ambos os satélites pesavam uns 700 kg, e se deslocavam a uns 8 km/s. Não existe perigo para a vida na Terra: os mais de 600 pedaços que sobraram da colisão, se entrassem na atmosfera, se calcinariam imediatamente. O perigo é para os outros equipamentos no espaço, e para as tripulações. Neste momento tem três astronautas na Estação Espacial Internacional a 354 km de altitude. Em princípio dada a diferença de alturas não parece existir um perigo iminente, mas a NASA diz estar monitorando a situação com atenção.

Isto nos leva ao problema da poluição espacial. Não existe control do que é colocado no espaço. Vinte anos atrás participei de um seminário de um conselheiro da NASA que mostrava o caos em que tinha se convertido a faixa espacial entre 100 a 200 km e propunha uma legislação internacional para evitar futuros problemas a alturas maiores. Não sei o que é que se avanzou neste tema, vamos a intentar descobrir, mas chama a atenção que aconteça uma colisão a 800 km. Para mim é uma demostração de que o caos deslocou-se a alturas maiores.

O problema da colisão não é apenas a perda dos dois satélites (um não funcionava já), mas os pedacinhos (debris em inglês) seguirão por séculos sua órbita. Cada um deles é capaz de produzir sérios danos a um satélite operacional. Imaginen o que um destes estilhaços poderia fazer num astronauta!

As vezes preocupamo-nos muito com os perigos do além e esquecemos de fazer, literalmente, ordem na casa.

Desviando uma locomotiva com uma bolinha de ping-pong

2008-12-14T20:34:00.003-02:00

Num post anterior falamos de Dom Quixote, um projeto da Agência Espacial Européia para evitar a colisão de um NEO contra a Terra. O projeto é mais sofisticado que o da Fundação B612 já que pretende enviar primeiro uma sonda, Sancho Pança, a estudar o asteróide, de forma a obter informação sobre o melhor lugar onde impactar. Além do mais o projeto é mais sofisticado porque planeja desviar o asteróide de sua rota em direção a um keyhole, um olho da fechadura pelo qual o objeto entraria em ressonância e em um futuro cairia sobre a Terra.

O Grupo de Conceitos Avançados de ESTEC, criador do projeto Dom Quixote, calculou a deflecção impulsiva ótima de Apophis, e achou várias possibilidades para que o pequeno Hidalgo (impactor) de 500 kg de massa, a uma velocidade relativa de entre 7 y 11 km/s seja capaz de desviar o NEO em mais de 4 km e até quase 90 km. Qualquer destas soluções seria suficiente para que Apophis não entre dentro do keyhole em sua passagem próxima em 2029 e assim evitaríamos sua colisão contra a Terra na seguinte aproximação em 2036.

Parece incrível que a colisão de um pequeno objeto de meia tonelada contra um gigante de mais de 20 milhões de toneladas possa causar algum efeito, mas deve se entender que o que se pretende é afasta-lo uma quantidade insignificante de sua trajetória. Esse efeito perturbativo terá, no entanto, conseqüências perceptíveis anos após, porque pouco a pouco terá se afastado da trajetória original. O êxito da missão depende assim da precocidade da operação de deflecção. Se a colisão de Fidalgo com o asteróide acontecesse em 2011, o desvio em 2029 seria de 88 km, outra boa oportunidade é em 2018, consiguindo um desvio total de 57 km. Se a operação se demora até 2028, o desvio será menor que 1 km e por tanto ainda poderia passar dentro do keyhole. Entenda-se porém, que não é só a antecipação o que importa para obter o maior efeito, mas também a forma em que o impacto é realizado.

Em definitiva trata-se de desviar uma locomotiva com uma bolinha de ping pong. Parece impossível e de fato em comentário anterior mostramos por quê os cálculos de Nico Marquardt parecem não ser plausíveis. No entanto trata-se aqui de produzir um câmbio só perceptível 10 o mais anos depois. Enquanto os cálculos de Nico precisam de mudanças mais radicais em escalas de tempo menores e dependem de que a sorte produza uma colisão com máxima transferência de energia. Algo assim como lançar desde o 9no andar um relógio que não funciona e esperar que depois da queda volte a funcionar!! (Dou os créditos desta parábola a Isaac Asimov.)

Como já dissemos anteriormente, ESA y ESTEC estão preparando a missão Dom Quixote com o fim de comprovar a correção dos cálculos e conhecer os problemas técnicos a enfrentar. O importante desta missão é que além de criar uma técnica defensiva, teremos aprendido muito sobre os asteróides que são a fonte de nosso conhecimento sobre a origem do Sistema Solar.

Armagedon

2008-12-14T17:06:00.005-02:00

Em 1998 Hollywood decidiu dar atenção para a ameaça de uma colisão contra um asteróide e lançou dois filmes de alto custo de produção, dois blockbusters que deram um grande retorno de bilheteria. Deep Impact dirigida por Mimi Leder e estrelada por um grupo de notáveis dentre os quais estavam Robert Duvall, Vanessa Redgrave e Morgan Freeman e incluia a Frodo Elija Wood foi estreada em maio de 1998. O filme relata a colisão contra um pequeno cometa e como a humanidade intenta reduzir os danos.

Mais espetacular foi Armageddon, lançada em agosto de 1998 e sobre este filme que eu vou a me referir neste post. Armageddon foi dirigida por Michael Bay (The Rock, Pearl harbor) e no rol protagônico tem a Duro de Matar Bruce Willis, o elenco conta ainda com a para mim ainda desconhecida elfa Liv Arwen Tyler vivendo um namoro com Ben Afleck lembrado por sua passagem posterior em Pearl Harbor. O tema musical do filme é I don't want to miss a thing, da banda Aerosmith cujo vocalista é Steven Tyler, pai da Liv. Embora não quero entrar na crítica cinematográfica que não é da minha competência, como espectador posso opinar que o filme é aborrecível, quase insuportável, cheio de lugares comuns, exagerações e um ritmo extenuante que une primeiríssimos planos numa montagem de brevíssimas cenas, diálogos monossilábicos gritados, pessoas correndo sem sentido, chauvinismo norte-americano e uma trama previsível e cheia de situações contraditórias e/ou inverossiméis. Resumindo: Trash!

Por quê dedicar tanto espaço a um filme assim? Porque foi um sucesso e milhares de pessoas assistiram! Como no O dia depois de amanhã uma grande quantidade de pessoas extrairam conclusões a partir de uma trama confusa e evidentemente falsa. Estes filmes formam a opinião de grandes quantidades de pessoas, o que provavelmente criou um inconsciente coletivo. É importante então explicar claramente porquê e onde os filmes estão errados. O argumento de que eles servem para sensibilizar as pessoas é falacioso: uma coisa é sensibilizar, outra é aterrar.

A intriga de Armageddon é simples, um asteróide do tamanho de Texas se aproxima da Terra, e é descoberto quando faltam apenas 18 dias para o impacto. Sem tempo para atuar, os EUA decidem enviar uma missão tripulada para colocar no seu interior uma bomba nuclear que o partirá em dois, os pedaços irão por caminhos ligeiramente opostos, diametralmente separados da Terra, sem toca-la. O grupo que irá perfurar a dura rocha do asteróide é formado pela empresa mais importante de perfurações do mundo, liderada por Bruce Willis e seu genro (Ben Afleck) que serão transportados em uma versão mais moderna e poderosa do Space Shuttle.

Vejamos um pouco os problemas do filme. Um asteróide do tamanho de Texas ( ~ 1000 km) é um planeta anão segundo a nova classificação da IAU. Ceres, por exemplo, é o primeiro membro do Cinturão de Asteróides (entre Marte y Júpiter) a ser descoberto em 1801. Mede 500 km de raio, e tem forma esférica (vide foto abaixo). Sua gravidade é umas 35 vezes menor que a da Terra assim que uma pessoa de 80 kg sentiria um peso próprio equivalente a apenas 2 kg aproximadamente. É obvio, por outra parte, que una bomba nuclear (ou mesmo termonuclear) não consegue partir o planeta em dois, e que não temos motivos para enviar uma missão tripulada a fazer o que boas sondas teleguiadas poderiam fazer muito bem.

Fotografia de Ceres tomada pelo Hubble Space telescope.

O asteróide de Armageddon é completamente deforme, mais parecido com os pequenos asteróides de dezenas ou centenas de metros que orbitam próximos da Terra.
Os astronautas do filme caminham sobre ele melhor que sobre a Lua.
Numa cena completamente contraditória, para passar por cima do que parece ser um grande cânion enquanto avançam sobre um trator que leva os equipamentos de perfuração, ligam uns foguetes que os elevam da superfície e quase saem em órbita. A idéia é correta porque a velocidade de escape do planetóide é de 500 m/s mais ou menos e um pequeno impulso os pode elevar muito. Mas isto contradiz o resto das cenas onde os astronautas andam como si estivessem na Terra.
O asteróide é precedido e circundado por uma nuvem de pequenos asteróides (que de fato são os que anunciam sua presença). Até donde eu sei, asteróides grandes ou pequenos costumam estar isolados ou formando pequenos grupos. Mas não uma nuvem. Este rasto de pequenos objetos se parece com os traços que deixam os cometas e que dão origem às chuvas de meteoros, e se originam na cauda do cometa. Os asteróides não possuem cauda.
Ceres foi descoberto em 1801 usando um telescópio bastante modesto (dezenas de cm de diâmetro) para nossa tecnologia atual, e a uma distância superior aos 300 milhões de km. Por quê razão não iriamos detecta-lo hoje em dia com telescópios de mais de 8 m de diâmetro? Segundo o filme o asteróide viaja a 35.000 km/h e é detectado 18 dias antes da colisão, quer dizer a uma distância de 15 milhões de km. No filme, o diretor da NASA afirma que apenas 8 telescópios são capazes de observa-lo a essa distância!!??
Como já temos falado em uma entrada anterior, é imprevisível o que pode acontecer se partimos um asteróide utilizando bombas. Embora os militares amam esta solução, os especialistas em mecânica celeste e asteróides em geral, a descartam por ser altamente arriscada.

Segundo a revista Sky & Telescope, o filme teve vários assessores científicos... Provavelmente fizeram seu trabalho conscientemente, mas Hollywood tem suas próprias e poderosas razões. Se eu fosse eles, pediria anonimato...

Evitando colisões

2008-12-02T00:54:00.006-02:00

Na entrada anterior comentamos que é muito perigoso destruir um asteróide para evitar que colisione com a Terra porque os milhares de pedaços continuarão sua trajetória quase inalterada. Se o asteróide é grande, alguns pedaços serão também de tamanho considerável e o perigo não terá sido eliminado. A solução passa por desviar sua órbita. No entanto isto não é simples toda vez que a energia de um asteróide é muito grande e portanto precissaria-se de uma energia muito grande para realizar a deflecção.

Mas pode se aplicar uma pequena pressão sobre o objeto durante um tempo suficientemente prolongado, vários anos, para conseguir o efeito desejado. Essa é a proposta da gente da Fundação B612 da que falamos em uma entrada anterior. A ideia é simples: um pequeno rebocador aplicaria uma força de só 250 gramas durante uns 10 anos. O pequeno empurrão seria suficiente para que a órbita se alterasse de 6700 km, ou seja, o raio da Terra. Desta forma a colisão seria evitada. Resulta interessante ve-lo desde um ponto de vista temporal: a órbita do asteróide deve ser alterada de forma tal a lhe produczir um adiantamento (ou atrasso, segum seja mais conveniente) de apenas 215 segundos, que é o tempo da Terra se deslocar os 6700 km de seu raio. Por outro lado podemos nos perguntar por que uma pressão tão pequena? Os membros de B612 temem que uma força maior possa desarmar a frágil estrutura do asteróide, da qual conhecemos muito poco.

Como pode-se perceber é necessário antecipar em 10 anos pelo menos o asteróide destrutor. Mas isso é justamente o que programas do tipo spaceguard estão fazendo. É necessário também construir um rebocador espacial capaz de exercer a pequena força durante um tempo muito prolongado. Algúm tipo de motor de plasma ou iónico deveria ser usado. Esse tipo de motores não serve para partir do solo terrestre, onde é necessário o contrário: um forte impulso em tempo breve que é fornecido por motores químicos. Motores iónicos já foram provados com sucesso (na nave Deep Space I, por exemplo), embora ainda não chegam na duração necessária para desviar a órbita do asteróide.

Os membros da Fundação B612 acreditam que já possuimos a teconologia para realizar a operação, embora devemos otimizar algúns equipamentos e pensar na melhor forma de realizar a manobra. E por isso buscam financiamento para a realização de um teste até 2015 que demonstre a viabilidade do projeto e além de evidenciar os seus problemas. Precisam de um bilhão de dólares, o que representam um 0,5% do que a NASA pretende gastar em 10 anos. De qualquer maneira o projeto terá interesse científico: acoplar uma sonda ao asteróide durante tanto tempo permitirá conhecer mais sobre o mesmo, o que significa conhecer mais sobre a matéria original que formou o Sistema Solar.

Como eliminar um asteróide

2008-11-13T16:39:00.002-02:00

Voltamos ao tema do nosso Blog: os asteróides e seus perigos. Vamos ver uma série de técnicas para evitar que um NEA colisione com a Terra. E a primeira que vem em mente é simplesmente enviar un foguete para colocar uma carga de bombas termonucleares e fazé-las esplodir destruindo o asteróide completamente. A ideia é muito atrativa. A vimos apresentada no filme Armagedón, no qual o Bruce Willis vai até um asteróide de grande tamanho, que vem em direção da Terra, para depositar uma carga nuclear e destrui-lo.

Não apenas os roteiristas de Hollywood pensaram nesta solução. Ao parecer os desocupados da Guerra nas Estrelas, (Iniciativa de Defesa Estratégica) também acharam que poderiam redirecionar suas pojetadas armas contra um alvo tanto ou mais destrutor que o potencial nuclear soviético. Mas a verdade é que o remédio pode ser mais perigoso que a doença. Ao explodir um objeto en vôo, os pedaços remanentes seguirão a trajetória original, um pouco mais espalhados, claro. Também terão massas menores, embora ninguém pode predizer com precisão o quão pequenas elas serão. Portanto é provável que muitos, dezenas ou milhares, de fragmentos acabem ingresando na atmosfera terrestre e atinjam o solo produzindo considerável dano. Até o dia de hoje não sabemos muito bem como é a conformação de um asteróide. Sua densidade, sua química, etc. Isto complica extremamente o cálculo do resultado da explosão do mesmo. Por esse motivo, a solução final, a mais obvia, é também a mais perigosa.

Infelizmente os lobbies das grandes firmas de armamento mantêm a proposta viva apesar de todos os argumentos em contrário que apresentaram os cientistas em audiências públicas no Congreso dos EUA.

As melhores soluções consistem no desvio do NEA de sua órbita para coloca-lo em outra que não represente perigo nenhúm para a Terra. Disso falaremos em futuras entradas.

Ciência e Paz

2008-11-11T19:13:00.015-02:00

Esta entrada não trata precisamente sobre asteróides. Nem sobre atividade solar e clima terrestre. Mas, se tratando de um blog, podemos dar-nos a liberdade de cambiar, uma única vez, o foco. Sobre tudo se é para comemorar.

Vinte anos atrás, em Buenos Aires, um grupo de alunos de ciências, maiormente de física, lideraram um movimento para criar um juramento que comprometesse aos formandos com os fins pacíficos do uso da ciência. Nascia assim o Juramento de Buenos Aires (tradução minha):

Juramento de Buenos Aires

Ciente de que a ciência, e em particular as suas aplicações, podem trazer prejuizos à sociedade e ao ser humano quando se encontram ausentes os controles éticos adequados, comprometo-me firmemente a nunca aplicar minha capacidade como cientista a fins que possam lesar a dignidade humana, guiándo-me pelas minhas convicções pessoais, baseadas em um auténtico conhecimento das situações do meu entorno e das possíveis consequencias dos resultados que se derivariam de minha labor, não antepondo o lucro ou o prestígio, nem submetendo-me aos interesses dos empregadores ou dirigentes políticos. A pesquisa científica que eu dessenvolver será para benefício da humanidade e em favor da paz.

O Juramento foi ideado durante o Simpósio, Cientistas, Paz e Desarmamento, organizado pela Comissão de Astrofísica da Faculdade de Ciências Exatas e Naturais da Universidade de Buenos Aires e pela própria Faculdade, e recebu apoio financeiro da UNESCO e muitas outras instituições internacionais. O Simpósio foi um grande sucesso. Dezenas de pesquisadores da URSS, EUA, Europa e América Latina (vários representantes do Brasil), expuseram entre 11 e 15 de abril de 1988 seus pontos de vista sobre a reponsabilidade dos cientistas no uso do conhecimento. Muito foi debatido o chamado Inverno Nuclear, e a Guerra nas Estrelas (Iniciativa de Defesa estratégica) de R. Reagan. As exposições foram editadas no livro International Symposium on Scientists, Peace and Disarmament. Um par de anos depois o Juramento foi adotado pela Faculdade e hoje em dia 90% dos formandos o escolhem tornando público seu compromisso com a sociedade e a paz.

Falta dizer que eu pertencia à Comissão de Astrofísica, um grupo de estudantes que buscava fomentar, divulgar e ampliar as possibilidades de estudar astrofísica em nossa Faculdade.

No plano pessoal, o Simpósio me deixou grandes amigos, muitas histórias para contar e uma inenarrável felicidade, cujo pálido reflexo pode se ver na foto abaixo.

Parte da Comissão de Astrofísica, numa pausa durante a discusão do Juramento de Buenos Aires.
De esquerda para direita: Sérgio Santini, Paula da Cunha, eu, Marcelo López, Andrés Schuzny, Agnès Patterson, Gabriela Bagalá e Guillermo Lemarchand. (A pequena cabecinha que aparece entre Andrés e eu, acho que pertence a Gabriela Marani.)

Acordando do Cochilo (ST)

2008-10-20T22:35:00.008-02:00

Em artigo anterior mencionamos que o Sol entrou numa letargia que estava durando vários meses. Embora ninguém está muito preocupado, chama a atenção um silêncio tão prolongado. Como origem de esta carência de atividade solar temos uma falta generalizada de irregularidades sobre sua superfície. Estas irregularidades manifiestam-se na forma de manchas, filamentos, proeminencias, praias, buracos coronais e outras. O disco solar hoje está muito limpo, imaculado.

Imagen do Sol tomada pelo telescópio MDI do satélite SoHO, hoje domingo 19 de outubro de 2008. A superfície solar está completamente limpa.

Esta semana, no entanto, apareceu uma pequena mancha, batizada de AR11005, na borda Leste do Sol que foi evoluindo em complexidade. Três dias mais tarde, o tamanho da mancha começou a reduzir e sua complexidade a sumir. Hoje, como vemos na imagen acima, ela não está mais. As manchas solares acostumam permanecer uns 30 dias, como o Sol gira sobre seu eixe (o dia solar) as manchas vão andando da borda leste para a borda oeste até que acabamos perdendo-as de vista umas duas semanas depois de ter aparecido. Esto ajuda a compreender a intrascendência da mancha que se formou esta semana.

Entretanto, não foi AR11005 quem deu a surpresa mas sua irmã menor! a AR11006, no hemisfério sul, a que produziu um par de explosões solares. Justo antes de ir embora, no 18 de outubro, produziu uma classificada como B1.7. A última explosão semelhante aconteceu em 17 de maio, ou seja, 5 meses atrás. Explosiones B, no entanto, são consideradas muito fracas. É verdade que estamos em um mínimo de atividade solar, mas mesmo assim este mínimo parece ja uma micro o uma nanoatividade. Na figura abaixo mostramos como foram as duas explosões da semana pasada.

Esquerda: Fluxo de energia solar em raios X moles observado pelo satélite GOES-13 durante os dias 17 a 19 de outubro. Direita: Detalhe do gráfico da esquerda durante a maior explosão solar dos últimos 5 meses.

Depois que AR11006 saiu do nosso campo de visão, o Sol voltou à paz dos últimos meses. É interesante por outro lado ver como é a projeção da atividade solar para os próximo anos.

Predição da atividade solar (linha vermelha) para os próximos anos. A curva azul representa a atividade observada.

A hipótese mais otimista prevé um declínio até meados de 2009 com um rápido ascenso para produzir um máximo, mais intenso que o de 2001/2002, em torno de 2011. A hipótese mais pesimista atrasa o máximo até 2013 e considera que a atividade será a metade de intensa que durante o ciclo anterior con um longo declinio que se extende além de 2016. Estas predições são do Space Weather Prediction Center órgão do National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) dos EUA. Outras previsões podem ser procuradas na lista a seguir:

Marshall Solar Physics Group da NASA.
Solar Influences data Analysis Center do Observatório Real da Bélgica.
Australian Space Weather Agency

Estas últimas três são menos pesimistas. Chama a atenção, no entanto, porque prevem um aumento súbito da atividade solar de forma a atingir o máximo no praço previsto. O tempo dirá quem está certo.

2008 TC3 colidiu com a Terra

2008-10-07T13:41:00.003-03:00

Finalmente, segundo informa a Universidade de Arizona, o cometa 2008 TC3 de apenas alguns metros de diâmetro descuberto na segunda feira 6, explodiu na sua entrada à atmosfera terrestre acima de solo sudanés. Poucas testemunhas confirmaram a observação mas, segundo o site Spaceweather, a tripulação de um vôo de Air France - KLM diz ter observado um flash a 750 milhas náuticas (1.389 km) do sítio previsto para a entrada e poucos minutos antes da hora marcada.

O pequeno NEA foi descoberto na segunda feira 6 por astrônomos em Arizona usando o telescópio de Mount Lemmon dentro de um programa patrocinado pela NASA chamado Catalina Sky Survey para a búsqueda y previsão de NEAs.

Embora meteoros deste tamanho estão caindo de forma rotineira sobre a Terra, esta é a primeira vez que um deles foi descuberto previamente e sua órbita determinada.

Pequeno Meteoro impacta a Terra

2008-10-06T23:11:00.003-03:00

Recebemos a seguinte informação do site Spaceweather :

ASTEROIDE 2008 TC3: Um pequeno asteróide recentemente descoberto e denominado 2008 TC3 aproxima-se da Terra com boas chances de colisão. Como a rocha mede apenas uns poucos metros não representa nenhum risco para os seres humanos ou as estruturas na Terra, entretanto criará uma imensa bola de fogo que liberará em torno de 1 kiloTon de energia enquanto se desintegra na alta atmosfera. Um dos cálculos realizado por especialistas afirma que a entrada na Terra acontece no 7 de outubro as 2:46 UTC. Mais informações em http://spaceweather.com

Escrevo estas linhas as 01:10 UTC, não posso ainda confirmar se o NEO está caindo efetivamente na Terra.

O Diamante da Rosetta

2008-09-06T15:16:00.006-03:00

Estou com os pés na escada do avião que me leva a um congresso na Europa, mas não gostaria deixar de passar a oportunidade de celebrar a recente passagem da sonda europeia Rosetta perto do asteróide 2867 Steins. Este planeta menor pertence ao Cinturão de Asteroides que se encontra entre Marte e Júpiter e tem un tamanho aproximado de 5 km. Por enquanto não há muitas informações sobre o mesmo, as análises levarão ainda alguns días, mas as fotos já deram a volta o mundo inteiro e não é para menos porque o pequeno planeta tem um parecido a um diamante, cheio de crateras, algumas de 200 m de diâmetro.

O novo diamante do Sistema Solar visto pela sonda Rosetta desde 800 km de distância. Origem: ESA

Durante sua longa jornada Rosetta encontrará outro asteróide, chamado 21 Lutetia. Em 2014 a sonda terá concluido sua misão quando encontre o cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko e deposite sobre sua superfície um conjunto de instrumentos para analisar sua composição química. Então sím, Rosetta terá cumprido sua sina de ser a pedra que descifre (em parte) os enigmas que ainda encerram os cometas.

O olho da fechadura

2008-08-24T17:58:00.006-03:00

O deslocamento de um asteróide pelo espaço é modificado pelos objetos que encontra no caminho. Quando passa perto de um planeta sua órbita pode ser alterada de maneira signficativa provocando um segundo encontro anos mais tarde. Nesse caso fala-se de um retorno ressonante. É por esse motivo que a passagem de um NEA perto da Terra desperta um pouco de alarma. Seu primeiro encontro pode ser inofensivo, mas seu retorno pode ser fatal.

Como exemplificam Darío Izzo e colaboradores em artigo publicado na revista Acta Astronómica de 2006, o plano da órbita do asteróide com a Terra em seu centro pode ser visto como um alvo cujo dardo é o próprio NEA. Alguns encontros podem fazer que no retorno ressonante posterior o NEA acerte no centro do alvo, nesse caso terá passado por um Keyhole ou Olho da Fechadura durante sua primeira aproximação. A boa notícia é que os Keyholes são trilhas estreitas. Por exemplo para o célebre Apophis, sua largura para o encontro de 2029 não chega a 1 km. Algo que em termos astronômicos é quase inexistente sobre tudo dada a incerteza que existe sobre sua órbita.

De todo modo existe alguma chance, embora muito pequena, de Apophis entrar no olho da fechadura em 2029 e a seu retorno 7 anos mais tarde, impactar em pleno a Terra seus 20 milhões de toneladas a uma velocidade próxima a 30 km/s criando uma grande catástrofe (embora não acredito que o fim do Mundo). Por esse motivo a previsão de um keyhole é chave, e pode ser utilizada em nosso favor: um NEA precisa ser desviado por apenas alguns kilómetros de sua rota para evitar uma colisão posterior . O sistema Don Quijote idealizado pela Agência Espacial Europeia baseia-se neste princípio. A chave para realizar a operação com precisão está em conhecer os detalhes da órbita do NEA bem como suas características físicas.

Dizem os Evangelhos que um camelo não passa pelo Olho da Fechadura. E um asteróide? Torcemos para que também não.

Dom Quixote

2008-08-24T17:14:00.008-03:00

O famoso fidalgo de Miguel de Cervantes Saavedra criado há 400 anos teve innúmeras representações e foi exemplo para infinitas atividades humanas no mundo todo. Sua literalmente quixotesca carga contra os moinhos é agora o modelo para um sistema de proteção da Terra contra NEAs que está sendo desenvolvido pela Agência Espacial Europeia (ESA).

Don Quijote (o nome está em espanhol) é uma sonda experimental que deverá colidir contra um asteróide e desvia-lo de sua rota. Como no caso da Fundação B612 , esta sonda busca demonstrar que o conceito de desvio por colisão é possível, ganhar experiênça, desenvolver técnicas inéditas e conhecer os seus problemas.

Don Quijote estará formado por dois módulos, cujos nomes não podem ser outros que Sancho e Hidalgo. Este segundo é o mísil que dará sobre o asteróide. Para conhecer com precisão a órbita prévia e o momento preciso para realizar a operação assim como os efeitos da mesma, se usará Sancho.

Representação da colisão de Hidalgo contra um asteróide. Sancho, enquanto isso, observa os detalhes. (Fonte: ESA)

Hidalgo pesará uns 500 Kg, entanto que a carga de combustível será de pouco mais de uma tonelada já que sua trajetória será balística, ou seja, aquela que segue um objeto quando lançado sem propulsão. Seu sistema de navegação tendrá uma precisão de 50 m. A maior parte de sua vida útil estará "dormindo", até receber o sinal para se lançar sobre seu obejtivo colidindo-o a uma velocidade relativa de 9 km/s.

Sancho, pelo contrário, realizará uma longa viagem de exploração que durará quase quatro anos, dando três voltas em torno ao Sol, estudando o asteróide que será alvo de Hidalgo; e deixando cair um módulo de análise chamado ASP-DEX ou Autonomous Surface Deployment Engineering eXperiment (Experimento Autónomo de Engenharia para Pouso sobre a Superfície) cuja importância é central para revelar o sucesso do experimento e também para conhecer com melhores detalhes a superfície de um NEA, o que permitirá planejar missões de outro tipo. Uma animação do funcionamiento de um sistema tipo Don Quijote encontra-se neste link.

Don Quijote traz uma solução diametralmente oposta à proposta pela Fundação B612 , porque pretende modificar o trajeto do asteróide por meio de um único golpe perfeitamente calculado que seria capaz de desequilibra-lo o suficiente para evitar sua colisão com a Terra. Sobre ambas as metodologias falaremos em próxima entrada.

Sería bom, no entanto, que o Don Quijote espacial tenga mais éxito que seu ilustre antecessor quando tentou derrubar os gigantes...

B 612

2008-08-08T20:56:00.014-03:00

Quem leu O Pequeno Principe deve lembrar que ele vivia em um pequeno asteróide que, segundo o relator da história, chamaria-se B 612. Se ainda não leram o romance, é uma boa oportunidade para faze-lo. Se o leram quando eram crianças, como eu, é uma excelente oportunidade para rele-lo (como fiz eu). Neste link podem encontrar uma versão completa com os desenhos originais de Saint-Exupery (em espanhol).

Não é para falar da terna história de Saint-ex que abri esta entrada, mas sobre a Fundação B612, que leva esse nome em lembrança do asteróide do Pequeno Príncipe. A fundação tem un único objetivo: alterar a órbita de um asteróide de forma significativa para 2015. O argumento dos membros do projeto é que até agora medidas de vigilância têm sido realizadas, programas tipo spaceguard, que buscam levantar um cadastro de todos os NEOs e acompanhar seu percurso. Porém até o dia de hoje não existe nenhuma medida testada efetivamente para prevenir o impacto de um NEO con a Terra. Em outras palabras, é como se tivéssemos um aparelho de diagnóstico mas nenhuma medicina para curar... Uma grande decepção.

A história de B612 comenzou quando Piet Hut e Ed Lu do Centro Johnson da NASA (Houston, USA) tomaram a iniciativa de promover a criação de um sistema para desviar NEOs perigosos e chamaram a uma reunião em 20 de outubro de 2001 a outros cientistas e técnicos para discutir possíveis formas de realizar o objetivo. A utilização de bombas nucleares na cabeça de mísseis para fazer explodir o asteróide foi considerada muito arriscada. Pelo el contrário, a melhor opção segundo eles, é usar motores de plasma acionados por um reator nuclear que gerem uma pequena força sobre o asteróide durante um tempo longo (varios anos). E o melhor desta solução segundo os especialistas de B612 é que possuimos a tecnologia. (E esta frase me faz lembrar a série The Six Million Dollar Man...) Só é necessário conseguir os fundos. Para tal função foi criada uma fundação um ano depois, em 7 de outubro de 2002, hoje presidida por Dan Durda que busca arrecadar dinheiro de doadores privados. Por outro lado participa ativamente das discusões políticas sobre temas relacionados com NEOs, como a sessão especial do Congresso americano do dia 8 de novembro de 2007.

Eu espero que tenham sucesso em sua empreitada, só desejo que não testem o método em B612, onde for que ele seja encontrado. Talvez poderiamos destruir o mundo do Pequeno Príncipe sem querer.

Sol Calmo (ST)

2008-07-12T22:32:00.018-03:00

O Sol é um objeto ativo, dinâmico. No seu seio, a dezenas de milhões de graus, é gerada toda a energia que utilizamos na Terra. Na realidade esta energia é uma fração mínima do total gerado. Não sabemos muitos detalhes do interior solar porque não podemos observa-los de forma direta. A partir de certa altura o gás fica mais transparente. Esta região é chamada de atmosfera solar e podemos estuda-la com a única limitação dos instrumentos. A fronteira entre o interior e a atmosfera é chamada de Fotosfera e vem sendo algo assim como o solo solar (todas são metáforas, não existe no Sol nada parecido com o solo rochoso de nossa Terra). A observação da atmosfera e a fotosfera solar nos mostrou que o Sol tem vários ciclos de atividade. O mais conhecido, de 11 anos aproximadamente, é reconhecido pelo aumento e diminuição do número de manchas na Fotosfera. A quantidade de manchas está relacionada com a complexidade do campo magnético solar, e com a sucessão de fenômenos de liberação de energia localizados, as chamadas explosões ou fulgurações, as ejeções coronais de massa, etc. Quando o Sol não mostra esta atividade violenta, o chamamos de Sol Calmo. Seu estudo é uma peça importante da física solar.

Atualmente passamos por um periodo de mínima atividade solar. Isso significa que não temos manchas sobre a superfície do Sol, nem fenômenos explosivos. Isto é esperado. Uma forma de visualiza-lo é por mio dos gráficos abaixo. São valores da radiação solar observada em raios X por detectores a bordo de satélites em duas frequências diferentes, por isso as duas cores. Esta medição funciona como uma espécie de eletrocardiograma do Sol que nos mostra sua atividade. No primeiro temos o Sol nos últimos dias do ano de 2001 durante seu máximo de atividade. Cada súbida representa um fenômeno violento, uma explosão. O Sol parece pulsar.

Abaixo o Sol em três dias de julho de 2008. Uma reta plana. Um sol calmo, muito calmo.

Esse comportamento é esperado. O Sol passa por estes altos y baixos. O curioso deste ano é que a calma está durando demais porque em períodos de mínima atvidade o Sol mostra, de vez em quando, uma explosão que outra, liberando menor energia que nos períodos de máxima, mas deixando ver que está, apenas, cochilando. O seguinte é um gráfico de julho de 1996, momento do mínimo solar anterior.

Uns dias depois desta data, o Sol caiu em letargia. No entanto, seu descanso durou apenas uma semana. O que me chama a atenção do mínimo atual é que temos que retornar até abril, três meses atrás, para encontrar algumas formas de atividade. Pode ter implicações para o clima na Terra? Ninguém sabe.

Contudo, sabemos que entre 1640 e 1700, pouco depois que as manchas solares foram descobertas (porém ainda não se tinha notado a existência de um ciclo) a atividade solar diminuiu ao mínimo. Esporádicas manchas foram observadas durante esses 60 anos. Ao mesmo tempo, os invernos europeus tornaram-se muito rudes, o frio congelou rios como o Tamisa em Londres. Esa época é chamada de Mini Idade de Gelo e ninguém pode encontrar uma explicação, além da coincidência com a carência de atividade solar prolongada.

Estamos nas portas de uma Mini Idade de Gelo? Impossível saber agora. Se isso viesse a acontecer seria fascinante desde um ponto de vista científico. Dedicamos mais de 100 anos ao estudo do Sol Ativo. Esta seria uma oportunidade única de analizar as causas e consequências da baixa atividade solar. Desde o ponto de vista sócio econômico seria benéfico porque contrabalançaria o aumento de temperatura superficial terrestre. Mas seria negativo no sentido de desestimular as necessárias reformas de uma sociedade que frenéticamente se lanzou a esbanjar energia.

Seja como for, a Natureza, por sorte, acostuma a nos presentear com surpresas. Ficamos atentos.

Tunguska, a hipótese telúrica

2008-06-30T00:23:00.016-03:00

Antes de comentar esta teoria sobre o evento que aconteceu em 30 de junho de 1908 em proximidades do rio Podkammenaya Tunguska, região central da Sibéria, quero apresentar a quem é um de seus maiores defensores, Wolfang Kundt, professor da Universidade de Bonn, Alemanha, nascido em 1931 na cidade de Hamburgo. Sua especialidade é a Cosmologia, mas a estendeu posteriormente às Ciências Planetárias, Geofísica e Biofísica e é o autor do livro Astrophysics: A New Approach^† (Ed. Springer, 2006) . Além destes méritos, é uma pessoa de grande atividade e excelente humor, ao menos assim me pareceu na série de mails que intercambiei com ele nas últimas semanas. O que mais impressiona em Kundt é sua visão independente, a capacidade de ver os fatos com outra perspectiva. Costuma-se dizer que em ciências, mais importante que achar respostas é identificar perguntas. Para isso é necessário ter um olhar diferente. Ao ler Kundt me acontece o mesmo que quando me defronto com os trabalhos de Fred Hoyle, astrônomo inglês que sempre foi uma voz discordante no mundo da astronomia. Se todos pensan igual, ninguém pensa, diz o físico e filantropo marplatense^* Pablo Sisterna. Vamos ver como podemos pensar diferente um fato que a comunidade já condenou ser de origem extraterrestre.

A Proposta

Resumimos a proposta de Kundt e depois a justificamos. Em Tunguska, em 1908 não caiu nenhúm meteorito nem cometa mas aconteceu uma ejeção de 10 milhões de toneladas de gás natural, parte do qual entrou em ignição.

As Justificações

A razão mais poderosa para justificar esta teoría é a falta de uma cratera ou de restos do material que formou parte do meteorito apesar de que foram encontrados restos de meteoritos 100.000 vezes menores.

O segundo motivo é estatístico e resulta chamativo que não fora mencionado até agora. Moramos em um planeta tectonicamente ativo. A igual energia liberada existem mais fenômenos tectônicos ou vulcânicos (eu os chamei de telúricos de maneira geral) que extraterrestres. Walter Álvarez, que junto a seu pai Luis, é um dos criadores da teoria de que dinossauros foram destruidos pelas consecuências climáticas da queda de um imenso meteorito, evalúa que apenas 3% das crateras que tem na Terra têm origem em um asteroide.

Se a este argumento probabilístico adicionamos que o epicentro do evento Tunguska está no centro de uma antiga cratera vulcânica, o Kulikovskii, que faz parte do complexo tectónico-vulcánico de Khushminskii e que um grande número de falhas tectônicas atravessa a regiâo, nosso convencimento só aumenta. Naquele dia fatal de 1908, algumas testemunhas relatam ter observado a aparição de buracos no solo com forma de chaminés com diâmetros de até 50 m e um poço de um km de extensão. A primeira expedição de Kulik em 1927 achou estes buracos cheios de água e descreveu a região central da catástrofe como um caldeirão ou anfiteatro.

É provável que os bólides que observaram as testemunhas no céu fossem os gases acessos. Um dos relatos fala em um objeto brilhante caindo durante 10 minutos... leva menos de 10 segundos a passagem de um asteróide. E o calor sentido a 65 km de distância, em Vannavara, provavelmente foi produzido nas intensas chamas que elevaram-se ao céu. Durante as buscas por material remanescente do meteorito encontraram-se anomalias quîmicas que são consistentes com a emisão de gases terrestres, mas não com a presença de matéria de origem cósmica. Em 1999, uma expedição à zona registrou uma ejeção de gás Radônio que durou umas 4 horas nas proximidades do Lago Cheko, a uns 10 km do epicentro do evento de 1908.

As noites brancas de Europa podem ser explicadas pelo Metano expelido que chegou a uma altura de 500 km onde dispersou a luz solar. Um fenômeno semelhante foi observado durante a explosão do vulcão dea ilha de Krakatoa em 1883.

Kundt apresentou estas conclusões em um congresso internacional dedicado ao evento realizado no ano de 2001 em Moscou e em Krasnoyarsk, capital da provincia russa (mais corretamente o krai) de igual nome onde aconteceram os fatos e em uma série de artigos publicados em revistas científicas. Embora a teoria não conta com muitos aderentes, ele me disse que a TV 3SAT alemã preparou um programa especial que foi transmitido na sexta feira 27/06/2008 com uma participação sua. É importante mencionar que ele dá o crédito da ideia a Andrei Olkhovatov^‡, físico russo, hoje em dia trabalhando de forma independente, grande entussiasta da análise do evento, organizador da conferência de 2001 e de uma similar que no momento de escrever estas linhas está terminando.

Tunguska não é um evento qualquer. Junto com a desaparição dos dinossauros pela colisão de um meteorito de grande porte, é o fenômeno mais citado quando se fala do perigo dos NEAs. Faz parte tanto do acervo científico como do inconsciênte coletivo que sustentam políticas públicas como o programa spaceguard da NASA. Talvez estamos dirigindo esforços e dinheiro no objetivo errado. Talvez estamos provocando maior consternação que a necessária a uma população dia a dia mais neurótica. Precisamos encontrar o equilíbrio justo.

† Este é um livro texto para estudantes de astronomia, no entanto em suas páginas finais Kundt adiciona 100 explicações alternativas a problemas da astrofísica atual. Dentre elas questiona que se tenha observado Buraco Negro algúm. No seu último mail me diz que já são 118 as alternativas... Acabei de comprar o livro por Amazon, confesso estar impaciente por recebe-lo.

* Marplatense é o habitante de Mar del Plata, cidade da Província de Buenos Aires, na Argentina. Por sinal, eu cresci lá, embora não conheço pessoalmente a Pablo.

‡ Recém agora tomo conhecimento do trabalho de Olkhovatov. Se em sua leitura encontrar novas consideraciones que sejam importantes as publicarei em um futuro blog.

Tunguska, a hipótese meteorítica

2008-06-27T22:40:00.011-03:00

Como já foi comentado anteriormente, a ideia de que em Tunguska caiu um meteorito de grandes dimensões foi a primeira hipótese levantada por Leonid Kulik na década de 1920. Mas como não acharam nem meteoro, nem cratera, foi perdendo fólego e durante décadas se prefiriu pensar em um cometa.

A situação mudou em 1983 quando Z. Sekanina publicou um trabalho muito extenso titulado "The Tunguska Event: no cometary signature in evidence" (O evento Tunguska: sem evidências de um cometa), trabalho publicado na revista Astronomical Journal. A posição de Sekanina é de que um bólide ingressando a 30 ou 40 km/s suportaria presões de mais de 1.000.000 de hectopascais ou aproximadamente mil atmosferas se atingisse a altura de 10 km. Um cometa é mais ou menos um floco de neve gigante, portanto conclui Sekanina, seria impossível, ele teria explodido muito acima do solo e assim sua energia não teria provocado tamanha destruição. Pelo contrário ele utiliza outros eventos registrados para extrapolar qual teria sido a pressão suportada pelo objeto que caiu em Tunguska. Essa pressão, próxima a duzentas atmosferas (200.000 hectopascais) se corresponde com um objeto entrando com uma velocidade de 10 km/s de onde se infere que deveria ter sido um asteróide (os cometas são normalmente mais velozes). Este argumento junto com outros (como a inconsistência da órbita do suposto cometa, ou a massa necessária) o levam a postular de que o TCB (Tunguska Cosmic Body ou Objeto Cósmico de Tunguska) foi um NEA, do grupo dos Apollo, de 90 a 190 m de diâmetro orbitando entre 1 e 1,5 UA.

No entanto, Sekanina postulava um asteróide metálico cuja resistência o teria levado a cair em Terra, fato problemático porque nunca foi achado. Nem seus remanescentes. Assim não foi fácil para a teoria ganhar adeptos. Até que 10 anos depois, Chris Chyba, Paul Thomas e Kevin Zahnle publicaram um artigo na revista Nature: The 1908 Tunguska explosion: atmospheric disruption of a stony asteroid (A explosão de Tunguska em 1908: a ruptura atmosférica de um asteróide rochoso). O argumento central deles é que o NEA que ingresou em Tunguska em 1908 foi um asteroide rochoso, bastante mais rígido que um cometa, mas não tanto quanto um meteorito metálico. Eles desenvolveram uma teoria para calcular como a presão atmosférica teria afectado o asteroide em sua entrada à Terra e concluiram que era perfeitamente possível considerar um objeto rochoso de entre 20 e 30 m de diâmetro, entrando a uma velocidade de entre 15 e 25 km/s que teria sido quebrado, literalmente esmagado, pela presão atmosférica a uma altura de 10 km produzindo uma onda expansiva que liberarou entre 10 e 20 Mtons de energia, exatamente a necessária para derrubar as árvores. Para explicar as noites brancas em Londres, os autores consideram que a onda expansiva lançou grandes quantidades de vapor de água do próprio local aonde a explosão aconteceu para alturas de 50 km . Ali os ventos estratosféricos a teriam transportado milhares de km criando núvens noctilucentes acima de Londres e demais cidades da Europa do Oeste.

O trabalho foi um marco na história de Tunguska e deu uma viarada de timão nas interpretações. Lembro ainda a repercusão quando foi publicado, a revista dedicou um comentário editorial que considerava que era o fim das controversias: Tunguska cai na Terra dizia H. J. Melosh do Laboratório Planetário e Lunar da Universidade de Arizona.

Até certo ponto a conclusão de Chyba e colaboradores é preocupante. Um asteróide de apenas 10 m de diâmetro seria capaz de devastar uma cidade. Lembremos que a energia liberada é 1000 vezes maior que a bomba de Hiroshima. E que o catálogo de NEAs da NASA, ainda incompleto, comporta apenas objetos de 1 km de diâmetro ou mais. Tunguska foi um fargmento minúsculo, impossível de se detectar com antecipação suficiente e que, de ter caido três horas depois, teria atingido a cidade de Moscou como o escritor Arthur Clarke diz no começo de sua obra de ficção científica Cita com Rama (desconheço se foi traduzido ao português ou se tem versão brasileira mas recomendo sua leitura fortemente!) Resulta bastante decepcionante reconhecer que estamos destinados a esperar que a qualquer momento uma pedrinha atinga uma de nosas maiores cidades criando um massacre.

A frequência de ocorrência de eventos tipo Tunguska foi avaliada em 1 a cada 200 a 1.000 anos. Estamos fazendo 100 anos desde a última vez que uma rocha cósmica quase destruiu a capital de um império. Estaremos prestes a testemunhar a desaparição de uma de nossas grandes capitais?

Ou existe uma terceira explicação? Talvez em Tunguska não caiu nada do céu e é por isso é que nada foi achado no solo. A esta derradeira teoria nos dedicaremos na última entrada desta série apaixonante....

Tunguska, a hipótese cometária

2008-06-26T16:19:00.012-03:00

Quando Leonid Kulik visitou pela primeira vez, em 1927, o cenário do Evento Tunguska, ficou surpreso ao não achar restos do meteorito que o teria produzido. Não apenas não achou o meteorito, mas também faltava a cratera que devería ter produzido. As sucessivas viagens de exploração não lhe permitiram encontrar mais pistas. Este fato levou a que além de algumas exóticas explicações, como a da entrada de uma quantidade apreciável de antimatéria na atmosfera, ou a passagem de um buraco negro, pouco a pouco fora se formando a ideia de que um objeto extraterrestre ingressou na Terra e explodiu a grande altura. Como os asteróides são bastante resistentes às tensões, a hipótese de que um cometa foi o responsável de Tunguska cobrou força principalmente através da sugestão de Harlow Shapley, um dos maiores astrônomos americanos de sua época†.

Imagem composta do núcleo do cometa Temple obtida pela sonda da NASA Deep Impact no 4 de julho de 2005 enquanto o sobrevoava a 10 km/s. A poerira superficial de 10 cm de espessura aproximadamente está cozinhada dando-lhe uma apariência de rigidez como a de un asteróide. O gelo (ou neve) sujo está por debaixo.

Sabemos que os cometas são basicamente gelo (ou neve) sujo. No entanto sua natureza química é grandemente desconhecida com uma incerteza que vai de 0,1 a 1 g/cm³ na densidade. Este gelo é formado maiormente por água, em menor proporção por monóxido e dióxido de carbono e algo de amónia. O núcleo deve estar cheio de buracos, algo assím como um 20% de seu volume estaría esburacado o que diminui aínda mais sua densidade. O resto é poeira, na forma de metal, principalmente níquel e um pouco menos de ferro. Além do gelo e o metal tem compostos rochosos: óxidos de ferro, de magnésio e de silício. Assím temos o modelo simplificado do núcleo de um cometa formado por 98,4% de gás, 1,1% de gelo, 0,4% de rochas y 0,09% de metais. Os cometas se criaram pela agregação casual de gelo e poeira e sua temperatura interior nunca deve ter ultrapasado os 200 K (73 graus Celsius abaixo de zero), por esse motivo sua matéria primitiva não deve ter sido alterada e de esta forma são a fonte de informação da matéria prima que formou o Sistema Solar. Os cometas orbitam em torno ao Sol com períodos que vão desde algúns anos como o Encke, até algúns séculos. Existem cometas que têm órbitas parabólicas ou hiperbólicas e portanto passam uma única vez para desaparecer de nossa visão. Desde a instalação do telescópio LASCO no satélite de observações solares SoHO, se comprovou que uma grande quantidade de cometas cai no Sol.

Esquema do núcleo de um cometa. Obsérve-se os buracos internos. A superfície do cometa está coberta de poeira cozinhada pelas erupções internas do própio cometa. (Extraído de The Nature of Comets., David Hughes, em Solar System Update, Ed.: Blondel & Mason, Springer, 2006)

Um cometa tem pouca massa. Isso já foi observado por astrônomos no século XVIII ao ver a passagem de um cometa perto do sistema de Júpiter e suas luas sem percibir qualquer perturbação. Além de pouca massa, têm pouca capacidade para suportar deformações e se quebram rapidamente. Isso foi observado ao vivo em julho de 1994 quando o cometa Shoemaker-Levy 9 partiu-se em uns vinte pedaços durante sua queda em direção de Júpiter. Mesmo assim, algúns cometas podem ser suficientemente grandes, como o Halley que mede uns 15 km, e se movimentar a grande velocidade (em torno de 30 o 40 km/s); portanto sua colisão pode ser bastante perigosa.

Assím, a hipótese cometária ganhou força, sobre tudo depois que o astrônomo L'ubor Kresák sugiriu que um troço do cometa Encke caiu na Terra. O cometa, cujo nome oficial é P/Encke, tem um período de apenas 40 meses, a poeira que se desprende dele forma un rastro no céu que, quando atravessado pela Terra, cria uma chuva de estrelas cadentes chamada beta táurides com máximo no 30 de junho. Kresák demonstrou que a direção do bólide que impactou na Sibéria, viria do Sol, o que teria facilitado sua ocultação. O cometa teria entrado à velocidade característica de órbita, de 30 a 40 km/s explodindo em uma fração de segundo na sua entrada à atmosfera e fazendo que a maior parte de sua massa permanecesse a grande altura o que formou uma pluma que atingiu a Europa e, por reflecção da luz solar, iluminou suas noites por vários días até desaparecer.

O modelo, a grosso modo, é o que acabamos de contar. Porém, os detalhes, parecem não encaixar perfeitamente nas evidências observacionais. Sua maior virtude é a explicação da falta de cratera e a possibilidade de ser uma fonte de massa suficiente para provocar as noites brancas em Londres. O problema é que segundo cálculos recentes com métodos mais avançados a fragilidade de um cometa não lhe permitiria chegar nem até os 10 km de altura necessários para justificar a devastação das florestas siberianas em Tunguska, ele teria desaparecido muito antes a uma altura na qual seu dano não tería sido tan severo, assím o interpreta o astrônomo do Caltech, Z. Sekanina. A hipótese cometária segue sendo defendida na atualidade por V. Bronshten da Academia Russa de Ciências e, dada a incerteza nas outras teorías, ela não foi completamente descartada pela comunidade científica.

Na próxima entrega, analizaremos a hipótese meteorítica.

† Harlow Shpaley protagonizou um famosíssimo debate com seu colega Heber Curtis que foi transmitido ao vivo pelo rádio em 1920. O debate centraba-se nos métodos para determinar distâncias, a implicação dos métodos era o tamanho do Universo e em particular se as "nebulosas espirais" são objetos da Vía Láctea ou não. Estas nebulosas espirais são o que hoje chamamos Galáxias. O Grande Debate deu como vencedor a Curtis, cuja conclusão era que as nebulosas pertenecem à Vía Láctea (e o Universo é pequeno). Edwin Hubble, poucos anos depois, acabou com a discusão ao demonstrar que Curtis estava enganado e deu a razão a Shapley. Mais informação (em inglês) na Wikipedia: The Great Debate.

Tunguska, os testemunhos

2008-06-22T00:38:00.022-03:00

A continuação, transcrevo, traduzidos do inglês, algúns testemunhos do Evento Tunguska, obtidos por Leonid Kulik en suas expedições ao local (extraídos do livro Cosmos, de Carl Sagan, Cap IV, Heaven & Hell)

Cedo na manhã, enquanto todos dormiam, a barraca voou pelo ar junto com os seus ocupantes. Ao voltar ao chão, toda a família sofreu contusões leves, mas Alkulina e Ivan perderam o conhecimento. Quando recuperaram consciência escutaram um forte ruido e viram a floresta em torno deles em chamas e a maior parte devastada.

O seguinte relato é mais impressionante e introduz a descrição de um intenso calor, ruidos e fortes ventos.

Estava sentado no porch de minha casa em Vanovara enquanto tomava o café da manhã e olhava em direção norte. Repentinamente o céu se dividiu em dois, e muito acima da floresta o céu inteiro em direção norte parecia coberto de fogo. Nesse momento senti um forte calor, como se minha camisa tivesse pegado fogo. Quis tira-la e lança-la longe de mim, mas nesse momento houve uma explosão no céu e um poderoso trovão foi ouvido. Fui lançado ao chão fora do porch e perdí a consciência. Minha esposa correu e me trouxe para dentro da cabana. O trovão foi seguido por um ruido de pedras caindo, ou armas disparando. A Terra tremeu, e enquanto continuava tirado no chão, protegí minha cabeça porque tive medo que as pedras cairan encima de mim. Quando o céu se abriu, um vento quente, como de um canhão, correu entre as cabanas do norte deixando marcas no chão...

Mais testemunhas que mostran como o medo frente ao desconhecido se apoderou das pessõas:

Os carpinteiros, depois dos dois primeiros trovões, ficaram atônitos, quando um terceiro trovão resoou cairam para atrás desde o prédio sobre os pedaços de madeira. Algúns deles estavam paralizados e totalmente aterrorizados e tive que acalma-los para que recuperassem a confiança. Abandonamos o trabalho e fomos para a aldeia. Ali, grupos completos de aldeãos completamente aterrorizados, tinham se juntado nas ruas e falavam sobre o acontecido.

Floresta devastada pela explosão de 1908. Árvores caídas junto com postes de telégrafos (árvores em pê sem galhos). Fotografia da Academia Russa de Ciências, expedição de 1927 liderada por L. Kulik.

No seguinte relato achamos pela primeira vez uma menção a um objeto no céu

...repentinamente à minha direita escutei o que parecia como um ûnico disparo forte. Vi um objeto alongado em chamas no céu. A parte dianteira era maior que a cauda e sua cor era como fogo em um dia luminoso. Era varias vezes maior que o Sol, mas menos brilhante, por isso podia ser observado a olho nú. Atrás das chamas arrastrava-se uma cauda que parecia poeira formando pequenos flocos, por detrás das chamas extendiam-se feixes de cor azul. Assim que as chamas sumiram, escutaram-se explosões mais fortes que disparos de arma, o chão pareceu tremer e as janelas da cabana quebraram.

O seguinte texto foi extraído da Wikipedia que cita ao jornal Sibir de 2 de julho de 1908.

Em 17 de junho (N.E.: 30 de junho no nosso calendário atual), em torno das 9 da manhã, observamos um fato natural inusual. Na cidade de N Karelinski (200 km ao Norte de Kirensk), os habitantes viram em direção Nordeste bem acima do horizonte, um objeto brilhante azul-branco estranho imposível de ser olhado que por 10 minutos se moveu em direção do chão. O objeto parecia um cilindro. O céu estava completamente aberto, só na direção do objeto via-se uma núvem. O ar estava seco y quente. A medida que o objeto aproximava-se do chão (floresta) parecia ir sumindo até tornar-se uma gigantesca onda de fumaça preta, e ouviu-se um forte golpe (não um trovão) como se grandes pedras estiveram caindo ou a artilharia disparando. Todas as construções tremeram. Ao mesmo tempo a núvem começou a emitir chamas de formas indefinidas. Todos os aldeãos entraram em pânico e sairam às ruas, as mulheres gritavam pensando que era o fin do Mundo. ( O autor destas linhas estava na floresta a 6 km ao Norte de Kirensk e escutou em direção Nordeste um som parecido com a artilheria que se repeteu por intervalos de 15 minutos pelo menos 10 vezes. Em Kirensk, nas paredes que dão para o Nordeste de algumas construções os vidros se quebraram.)

Os relatos anteriores descrevem cinco tipos de fatos: i) ruido seco e forte ii) fumaça, chamas e calor, iii) tremores no chão, iv) um objeto luminoso no céu e v) vento tipo furacão. Em geral o fenômeno todo parece durar em torno de meia hora, só 10 minutos esteve um corpo luminoso caindo. Mais adiante voltaremos a estas descrições e sua interpretação. Por enquanto ficamos refletindo no terror que devem ter sentido aqueles tranquilos camponese no meio das estepas siberianas aonde por não passar, nem passou a guerra e de repente defrontraram-se com o Fim do Mundo.

Além destes relatos, sabemos que a milhares de kilômetros de distância da Sibéria, na Europa Ocidental as noites ficaram claras entre o 29 de junho e o 2 de julho. Testemunhas dizem que os corpos tinham sombra e que dava para ler jornais mesmo a meia noite. Este fenômenos parece ter relação com o evento Tunguska, embora ainda não bem esclarecida.

Em 1921 o mineralogista Leonid Kulik visitou a bacia do rio Podkamennaya Tunguska e provavelmente tomou conhecimento dos relatos da explosão de 1908. Só em 1927 consiguiu reunir um grupo de trabalho e partir para uma expedição ao local. Ele acreditava que um meteorito caiu em solo russo e queria achar seus remanescentes. Para sua surpressa não achou restos do objeto, mas a visão da floresta devastada o estarreceu. Ele voltou mais duas vezes procurando indícios de seu meteorito, mas sem sorte. Em 1938 conseguiu tirar fotos aéreas que mostraram que a área da floresta atingida pela explosão tinha forma de borboleta. Posteriores expedições nos anos 50 obtiveram testemunhos dos habitantes que disseram ter ficado cobertos de furúnculos após a explosão, médicos da expedição corrovoraram que houve uma epidemia de variola. A falta de evidências de um meteorito levou a formular a teoria de que se tratou de um cometa, que por ser menos denso teria desaparecido completamente em uma explosão a grande altura na atmosfera. Esta teoria ficou como a mais aceita até meados dos anos 80 e de fato, esperava-se obter confirmações por meio da análise do material da cauda do cometa Halley em seu retorno em 1986. Ambas teorias têm prós e contras que serão analizados em próximas entradas. Queremos registrar aqui no entanto, a aparição de uma nova ideia que relaciona o evento Tunguska com um fenômeno telúrico, teoria defendida pelo astrofísico Wolfgang Kundt da Universidade de Bonn. Esta última hipótese nos parece muito bem formulada e será objeto de uma entrada também.

Keep Tuned!

Tunguska cem anos depois

2008-06-15T22:06:00.006-03:00

Na manhã de 30 de junho de 1908*, na Sibéria Central, perto do vilarejo de Vanavara e próximo do rio Podkamennaya Tunguska (ver aqui um mapa), um evento explosivo dizimou as árvores da estepa em uma área de 2150 km² (um círculo de uns 50 km de diâmetro) arrancándo-os de suas raízes e lançando-os no chão, objetos e pessõas foram arremessados no ar, chamas foram vistas elevándo-se ao céu, estrondos semelhantes a tiros de canhão foram ouvidos enquanto um objeto luminoso atravessava o céu. As testemunhas relatam um intenso calor sentido a distâncias de mais de 60 km do epicentro do fenômeno. Cem anos depois os cientistas não conseguem chegar a uma conclusão definitiva sobre o que aconteceu naquele dia e que ficou registrado na história como o Evento Tunguska.

Enquanto para uns a discusão centra-se em determinar se tratou-se de um cometa o um asteróide de pequeno tamanho que explodiu na sua entrada à atmosfera, não faltam versõs mais excêntricas como a passagem de um micro buraco negro ou a explosão de uma nave alienígena. O tema chegou à TV da mão dos Arquivos X, que em sua primeira temporada relacionava o evento a uma invasão de ETs. Nos últimos anos a literatura científica apresenta uma teoría completamente diferente, a explosão seria o produto da erupção de gases telúricos, se trataria assim de um fenômeno do tipo vulcânico. A correta descrição do que aconteceu na Tunguska em 1908 é determinante para prever corretamente as probabilidades de uma nova colisión con um NEO de porte médio.

Provavelmente o maior obstáculo para consegui-lo é a falta de diagnósticos confiavéis e o passo do tempo só agrava a situação. O evento aconteceu em uma região muito isolada do mundo, coberta de neve durante grande parte do ano, as chuvas do verão convertem as planícies em pântanos cheios de mosquitos. O momento histórico também não ajudou. Em 1908 o Czar Nicolás II tinha outras preocupações maiores do que dar importância à queda de um objeto no centro de seu império. Um comerciante chamado Suzdalev chegou em 1910 e depois de percorrer a zona pediu aos habitantes de guardar silêncio. Os problemas políticos da Rússia czarista, a Primeira Guerra Mundial, a revolução bolchevique, fizeram que as investigações se retrasaram indefinidamente. Só em 1927, quase 20 anos depois, se armou a primeira expedição científica liderada por Leonid Kulik, quem, além de buscar restos do supusto meteorito, colheu as testemunhas dos que presenciaram os fatos.

A importância que tem o evento Tunguska, o fato de estar fazendo agora 100 anos, são méritos suficientes para que lhe dediquemos um espâcio maior neste blog. Por esse motivo usaremos várias entradas para contar os detalhes, incluindo as testemunhas, e revendo as diferentes teorias.

Tunguska é um marco na história da Humanidade e como tal será considerado aqui.

* No calendário juliano, em uso ainda na monarquia russa, era o dia 17 de junho.

NEOs e NEAs

2008-05-31T23:22:00.014-03:00

Neste blog utilizamos as siglas NEO (Near Earth Object = Objeto Próximo à Terra) e NEA (Near Earth Asteroid = Asteróide Próximo à Terra) de forma equivalente. E embora são quase a mesma coisa, no fundo têm algumas diferenças.

NEO é qualquer objeto cuja órbita se aproxima do Sol a uma distância menor de 1,3 UA*, em termos astronômicos, seu perihélio q ≤ 1,3 UA. Os NEOs mais comúns são os cometas de periodo curto, como o Halley† cujo q=0,35 UA. Um cometa tem um núcleo de gelo (ou neve) sujo que quando se aproxima do Sol, sublima-se e forma uma nuvem brilhante chamada coma, e uma longa cauda. Na figura ao lado, obtida por Peter Stättmayer para a ESO em 1975, vemos a espetacular cauda do cometa West.

Os asteróides têm um núcleo metálico ou rochosso e não possuem a camada de gelo, portanto não produzem a coma nem a cauda. A maioria tem uma órbita menos excéntrica que a dos cometas. É interessante conhecer a origem da palavra asteróide que vem de aster = estrela. Os primeros asteróides observados, a fins do século XVII, parecíam realmente estrelas aínda para os telescópios mais poderosos de sua época, seu rápido movimento no céu os distinguia destas e por isso Friederich Wilhelm Herschel, o maior astrônomo daquele tempo, propôs diferencia-los dando-lhes outro nome que literalmente significa estrelóides ou quase estrelas‡. Os asteróides também são chamados de planetas menores, embora hoje em dia a União Astronômica Internacional (IAU) recomenda o termo pequenos corpos do sistema solar. A recomendação veio depois da criação da categoria de planeta anão para designar a Plutão. Quando o asteróide tem un tamanho menor que 10 m é chamado meteoróide e ao cair na Terra produz uma estrela cadente.

Retornando ao tema desta entrada, os NEAs são asteróides que formam um subgrupo dos NEOs, quer dizer que seu q ≤ 1,3 UA, mas talvez são mais perigosos por terem uma órbita menos excêntrica e assim ficarem mais tempo perto da Terra. Estima-se que existem uns 1.000 NEAs com um tamanho maior que 1 km cuja colisão com a Terra liberaria mais de 70.000 Megatons ameaçando a vida na Terra de forma global. Destes, 800 já foram descobertos e suas órbitas determinadas. O número de NEAs com tamanho de 100 m ou mais é estimado em 200.000. A colisão com a Terra de um destes liberaria 100 Megatons de energia. Para comparação, a bomba de Hiroshima foi 1.000 vezes mais fraca. Os NEAs são subclassificados nos grupos: Atenas, Apolos e Amor. Na foto acima, vemos o asteróide (253) Matilde, de 60 km de diâmetro, tomada desde a sonda NEAR a 2400 km de distância em junho de 1997.

Em uma entrada futura falaremos sobre como pode ser desviada a rota de um NEA. E também do interés que têm para a astronomia como objetos de estúdio além do perigo que representam.

* UA = unidade astronómica, equivalente à distancia média Terra - Sol e de valor igual a 150 10⁶ km.

† Edmond Halley (1656-1742) foi quem percebeu que o cometa observado em 1682 era periódico e retornaría em 1758. Seu contemporâneo e amigo Isaac Newton (1643 - 1727) utilizou por primeira vez sua Teoria da Gravitação sobre o cometa e assim mostrou a correção de seus cálculos.

‡ Uma historia semelhante têm os Quasars = quasi stellar objects. Quando foram descovertos pareciam estrelas, dai o nome. Hoje sabemos que são galáxias de núcleo ativo muito distantes de nós.

A escala de Palermo

2008-05-22T16:50:00.014-03:00

Comentamos já que além da escala de Torino, existe outra, mais técnica, chamada de Palermo. Esta mede a probabilidade de que um NEA colida contra a Terra, relativa à probabilidade esperada de que isto possa acontecer, e introduz um elemento que Torino não tem: o tempo. Vamos explicar isto.

As órbitas dos asteróides têm incertezas o que resulta em que existem muitas órbitas possíveis. Algumas delas podem coincidir com a Terra, outras não. Um valor da probabilidade de que o impacto possa acontecer obtem-se, por exemplo, por meio da divisão: órbitas que colisionam / total de órbitas.

A probabilidade esperada (técnicamente chamada background risk) é baseada na história da Terra, a partir dos registros geológicos, e nos diz qual é a probabilidade de que um asteróide de um tamanho determinado possa colidir com a Terra. Como a colisão do NEO com a Terra demorará um certo lapso, a probabilidade esperada mede a probabilidad de que no mesmo lapso outro asteróide chegue a chocar a Terra.

A escala é contínua e pode tomar tanto valores negativos como positivos. Em geral, quanto mais negativo o valor, menos chances tem o objeto de chocar com a Terra. Um valor maior a -2 merece atenção. Quando chega a 0 tem uma chance igual à probabilidad esperada de chocar com a Terra. Acima de +2 o risco é sério. O famoso Apophis atingiu em seus piores dias um valor igual a 1,10, porém hoje seu valor é -2,52 enquanto que 1950 DA tem um valor de 0,17 para sua colisião de 2880.

Não exite uma maneira fácil de comparar as escalas de Torino com a de Palermo. Ambas têm objetivos diferentes. A primeira pretende comunicar de maneira didática ao público leigo o perigo de uma colisão. Palermo é mais quantitativa e é utilizada por astrônomos, mas em termos gerais, um valor de Palermo menor o igual a -2 equivale a um Torino 0.

Detalhes Técnicos

Para quem quer entender um pouco mais como se calcula a escala de Palermo dou aqui algumas fórmulas.

Probabilidade esperada: P_e = 0,03 × E^-0.8 (E é a energia em Megatons).

Escala Palermo: EP = Log₁₀ (P_i/ ( P_e × T) ) (T é o lapso até a colisão acontecer).

A escala é logarítmica, o dobro significa 10 vezes mais. De acordo com esta definição, quando EP é igual a -2, a probabilidade de impacto é 1% da probabilidade esperada. Quando EP = 0, as probabilidades são iguais, entanto que um valor EP=2, indica uma probabilidade 100 veces maior.

Raios que Nublam (ST)

2008-05-10T19:54:00.013-03:00

Sabemos que as núvens são produzidas pela condensação do vapor de água na atmosfera. E que o vapor se forma pela evaporação das aguas da superfície terrestre. No entanto, para o proceso ter sucesso são necessários muitos núcleos de condensação, pequenas partículas chamadas aerossóis, sem elas la umidade pode atingir até um 500% sem que o vapor se transforme em água.

Na década de 1970, R. Dickinson especulou com que os raios cósmicos poderiam aumentar o número de núcleos de condensação e portanto favorecer a formação de núvens. A ideia é simples: os raios cósmicos ionizam o ar tornando-o mais efetivo para gerar núcleos de condensação. Assim quantos mais raios cósmicos, mais núvens.

Qué são, de onde vêm os raios cósmicos? São partículas subatómicas (elétrons, néutrons, prótons, também podem ser íons como as partículas α) que têm muita energia e por isso, são capazes de ingressar na baixa atmosfera terrestre. Ali ionizam os gases que se tornam centros de nucleação dos aerossóis que em definitiva produzirão a condensação do vapor. Ionizar significa cambiar o balanço de cargas da matéria, normalmente néutra. Desta manera o ar torna-se positivo ou negativo, o que lhe dá uma força de atração que os núcleos néutros não possuem incrementando sua efetividade. Os raios cósmicos mais energéticos são produzidos durante explosões de estrelas chamadas Supernovas, alguns vêm de fora de nossa galáxia. O Sol as vezes cria raios cósmicos, embora de menor intensidade. Existe uma relação bem conhecida que mostra que quando o Sol aumenta sua atividade, diminuem os raios cósmicos galáticos e extragaláticos. Isto explica-se através do vento solar, cuja intensidade aumenta com a atividade do Sol. Quando o vento é muito intenso, consegue desviar de seu caminho muitos raios cósmicos externos fazendo de escudo e, apesar de que também aumenta o bombardeio dos raios cósmicos solares, estes têm menor energia e seus efeitos são menores.

Então o ciclo é: menor atividade solar, maior intensidade de raios cósmicos, maior quantidade de aerossóis e maior quantidade de núvens. Em 2000 um estudo feito por Marsh e Svensmark mostrou esta relação de forma muito clara, porém posteriormente a metodologia utilizada foi questionada.

A quantidade de núvens é importante como fator de mudança climática porque aumenta a reflexão da luz solar e assim diminui a quantidade de calor que chega à superfície da Terra o que resulta em uma redução da temperatura*. Aparece assim uma conexão entre atividade solar e clima terrestre que, embora indireta, pode chegar a ser muito efetiva. Os meteorologistas afirmam que a conexão entre raios cósmicos e formação de núvens aínda deve ser demonstrada já que os modelos teóricos não são completos e os estudos estatísticos insuficientes.

O debate está aberto. Entretanto, é importante ver a história da Terra em sua totalidade. Não podemos esquecer que uns vinte mil anos atrás, a temperatura média do planeta era vários graus mais baixa que a atual. A razão disto é aínda discutida, mas sem dúvidas não teve origem na incipiente atividade do ancestral do homem.

* Existem núvens que criam o efeito contrário porque aprisionam o calor emitido pela Terra e então incrementam o efeito estufa. Que uma núvem seja de um tipo ou de outro, depende de sua altura, tamanho e do estado da água dentro dela: líquido ou sólido.

A Escala de Torino

2008-05-03T18:36:00.012-03:00

Falamos bastante sobre Apophis e suas possibilidades de colisão com a Terra, o asteróide que alguma vez foi Torino 4 e agora é Torino 0. De fato este Blog chama-se Torino 0 e é simbolizado pelo gráfico que representa a Escala de Torino, mas ainda não explicamos o que é, o que mede e para que serve a tal da escala. Vamos agora discutir as ideias básicas.

Quando queremos caracterizar a colisão entre um objeto próximo à Terra ou NEO (do inglês near Earth object, também é usado NEA= near Earth asteroid ) devemos considerar dois aspectos. Por um lado a energia que poderia liberar na colisão, por outro a probabilidade de que a colisão venha de fato a acontecer. A energia a liberar é simplesmente a energia cinética do asteróide (lembrem, é a metade da massa vezes a velocidade ao quadrado). Em média todo asteróide que passa perto da Terra tem a mesma velocidade (porque ela depende de sua distância ao Sol maiormente) e como também todos têm densidades semelhantes, sabendo o tamanho (para calcular o volume) é suficiente para termos uma ideia da energia a ser liberada. O tamnho se converte então em um proxy da energia. Respeito ao segundo aspecto, por qué fala-se em probabilidade se a astronomia ou melhor a mecânica celeste são ciências exatas? É que os objetos pequenos têm órbitas complexas ao sofrer mais da influência de muitos objetos, não apenas do Sol e planetas maiores. Outro inconveniente é que sendo muito pequenos são difíceis de observar. Somados ambos os fatos dão que suas órbitas calculadas não são traços finos mas bandas que indicam a probabilidade por onde eles poderiam passar. A medida que o tempo passa, muitos dos parâmetros orbitais são melhor conhecidos, a banda vai estreitando e então pode prever-se sua órbita con maior precisão.

Na figura ao lado, reproduzida da Wkipedia, temos a Escala de Torino completa. No eixo horizontal (abscissas) está a probabilidade do impacto acontecer, enquanto que no eixo vertical (ordenadas) do lado externo, é a energia cinética do objeto e do lado interno o tamanho. Para faze-la mais visual, a escala foi dividida em 11 setores, numerados de 0 a 10 e a cada setor lhe foi assignado um nível de importância qualitativa e uma cor para indicar sua periculossidade. Notar que muitas importâncias (rating em inglês) têm uma distribuição em diagonal, sendo que 0 pode representar tanto um objeto grande sem probabilidade de colisão quanto um objeto tão pequeno que apesar de ter 100% de chances de chocar com a Terra não traria dano nenhúm. Até agora, do meu conhecimento, Apophis foi o NEO que teve o nível mais alto, gerando um alerta amarelo. Quando o conhecimento de sua órbita melhorou, voltou à região branca da escala. Hoje em dia, dos 190 asteróides próximos vigiados pela NASA, apenas um, o 2007 VK184 é Torino 1.

Um caso estranho é o asteróide 1950 DA, descoberto no ano de 1950, desaparecido e reencontrado em 31 de dezembro de 2000*. A órbita deste asteróide é muito bem conhecida e por isso pode ser prognosticada con muita antecipação. Pois bem, em 16 de março de 2880 o asteróide fará uma passagem muito próxima à Terra, con uma chance de 1 em 300 de colisão. Este é um dos primeiros candidatos a ser removido, quando acharmos uma tecnologia eficiente. Para mais informações sobre 1950 DA, visitar o site da NASA.

Não vamos nos extender detalhando cada um dos níveis de importância da Escala de Torino, podem acha-las aqui. No entanto vamos comentar as unidades de energia utilizados na escala, os Megatons (MT). Um megaton equivale à energia liberada por uma bomba de un milhão de toneladas de TNT ou 10¹⁵ Joules. A bomba de Hiroshima liberou uns 10 kilotons, ou seja um centésimo deste valor aproximadamente†.

A Escala de Torino foi criada por Richard P. Binzel do MIT, apresentada em 1995 e revisada em ocasião de uma conferência na cidade de Turím‡ em 1999 de onde deriva seu nome. Existe outra escala mais precisa, porém também menos gráfica e que recebe o nome de um outro lugar conspícuo na península italiana, Palermo.

* Uma extranha coincidência lhe dá uma aura especial. Foi reencontrado na última noite do milênio 1000 e exatamente 200 anos depois da descoberta do primeiro asteróide entre Marte y Júpiter, hoje conhecido como Ceres.

† A comparação nem sempre é correta porque os danos causados por uma explosão nuclear vão além da energia liberada subitamente, e envolvem a radiação ionizante que destroi a vida e seus efeitos perduram por muito tempo.

‡ Eu preferi manter a escrita italiana para a cidade, por isso é Escala de Torino e não Escala de Turim.

O vento que empurra Apophis

2008-05-02T16:51:00.007-03:00

Diariamente, segundo após segundo, o Sol irradia uma grande quantidade de energia. Dela dependemos integralmente na Terra. A quantidade de energia que o Sol emite é imensa, astronómica, em definitiva. A expressamos assim: 4 × 10²⁶ Watts (= Joule/s). Este número, o leitor sabe, escrebe-se como um 4 seguido de 26 zeros. Poderiamos dar-lhe um nome , algo assim como 400 quadrilhões de quadrilhões de Watts, mas isso não nos daria uma melhor impressão do que estamos falando. Também não existe nada na Terra que possa ser comparado com esta infinita quantidade de energia. Hidrelétricas (Itaipú apenas libera 1,2 × 10¹⁰ Watts), reatores nucleares, armas atómicas, volcanos , terremotos ou furacanes. Nada é comparável com a energia que segundo a segundo libera nossa estrela central. Tanta energia liberada deve trazer consequências sobre os objetos que giram em torno de ela. O exemplo mais obvio: toda a beleza de nosso planeta azul depende de tomar una porção muito pequena da energia solar. Mas há outros efeitos que não sempre são considerados. Um deles é que a luz pode exercer una pressão sobre os objetos, atuando como uma espécie de força mecânica que muda a direção do movimiento e os acelera. Embora os detalhes de este efeito necesitam de um profundo estudo que nos leva pelos arcanos da teoria eletromagnética e a mecânica quântica, podemos fazer algumas contas para termos uma ideia do impacto da luz do Sol sobre Apophis, nosso asteroide destrutor.

A órbita de Apophis é uma elipse que se passeia entre Vênus e a Terra. Ou seja que podemos considerar que a distância média de Apophis ao Sol é a média das distâncias Vênus-Sol (0,7 UA) e Terra-Sol ( 1,0 UA) onde UA significa Unidade Astronômica e tem o valor de 1,5 × 10¹¹ m (ou 150 milhões de km, preferimos sempre usar metros para permanecer no Sistema Internacional de medidas). Então Apophis se encontra a 0,85 UA, ou 1,275 × 10¹¹ m. Vamos dividir o valor da energia irradiada pelo Sol a cada segundo pela área total de uma esfera de raio igual à distância média que se encontra Apophis do Sol. O resultado nos dirá quuanta energia por segundo e por unidade de área temos disponível à distância do asteroide. A superfície de uma esfera é igual a: A = 4 π r²= 2 × 10²³ m² no caso da órbita média de Apophis. Ou seja que temos uma energia média de 1.960 W/m². Por outra parte como Apophis tem um diâmetro de 250 m, a aéra exposta à radiação é de 49.000 m² e portanto a energia total recebida é igual ao produto 1.960 × 49.000 = 9,6 × 10⁷ W.

Para se ter uma noção do que representa esta energia vamos a integrar ao longo de uma órbita do asteroide. Quer dizer, vamos a multiplicar o número de segundos que tem un ano de Apophis por essa quantidad de energia por segundo. O período apophiano é de 320 dias terrestres aproximadamente, o que representa uns 2,7 × 10⁷ segundos. Então, em um ano Apophis recebe uma energia igual a 2,2 × 10¹⁵ Joules (ao multiplicar os Watts pelos segundos obtivemos Joules). O número parece grande, mas lembrem do cálculo que fizemos na entrada sobre o inseto que bate em Apophis, ali mostramos que a energia cinética de Apophis é igual a 9,6 × 10¹⁸ Joules. Ou seja, umas 3.500 veces maior. Na verdade teriamos de comparar com a energia total de Apophis, que é igual à soma da energia cinética mais a energia potencial. Esta última define-se como o produto da constante de Newton (6,67 × 10^-11 N m²/kg²) pela massa do Sol, a massa de Apohis e dividido pela distância ao quadrado. O resultado é -2 × 10¹⁹ Joules (por convenção a energia potencial é negativa). A energía total é então igual a -1 × 10¹⁹ Joules. O sinal negativo indica que Apophis está ligado ao Sol, sua órbita é fechada, e não pode escapar. A energia total é então umas 4.200 vezes maior que a recebida por radiação.

Apesar de que a relação é bastante grande e o efeito poderia se considerar pequeno, é justamente um dos fatores que mais complicam o cálculo acurado da órbita do asteroide porque é um efeito constante. Mas aínda não discutimos a forma em que a interação acontece. Ou seja, nem toda a luz se converte en uma ação mecânica, uma parte deve estar aquecendo o asteroide, por exemplo. A exata proporção que é absorbida (como calor) e a que é refletida produzindo o efeito mecânico, é ainda desconhecida. Espera-se que a partir de 2011 quando novas e melhores medidas venham a ser realizadas a predição melhore também.

A pressão de radiação sobre Apophis equivale a 6 milhonéssimos de Pascal o 6 μ Pascais (100.000 Pascais é aproximadamente a pressão atmosférica no nível do mar na Terra). Aqui não consideramos ainda outra forma de energia emitida pelo Sol e que é puramente mecânica. Trata-se da matéria que o tempo todo o Sol está ejetando de sua superfície. Esse é o chamado Vento Solar que pode ter tempestades criando distúrbios fora de casa, no terraço de nossa Terra onde habitam os satélites de comunicações e climatológicos, dentre outros. Este vento também empurra Apophis fora de sua órbita com uma intensidade da órdem dos nano Pascais, ou mil vezes menor que a pressão de radiação solar (para mais informações sobre o vento solar, podem consultar a página do experimento Wind da NASA). Embora o efeito é ainda menor, também é levado em consideração pela NASA para calcular os desvios na órbita de Apophis.

Tem ainda outros efeitos minúsculos também inclusos. Por exemplo, quando Apophis passa perto da Terra ou de Vênus, o campo gravitatório destes é muito grande (comparado ao próprio) e por esse motivo consideram-se efeitos relativísticos. A interação entre Apophis e outros objetos que orbitam em torno do Sol tampouco pode ser desprezada. Enfim, é um cálculo complexo que se faz por meio de computadores.

Um inseto no pára-brisa de Apophis

2008-04-26T19:37:00.018-03:00

Na entrada sobre o trabalho de Nico Marquardt (Apophis, Nico e a sinuca astronômica) comentamos que segundo a NASA a colisão entre um satélite artificial e Apophis seria semelhante à de um inseto contra o
pára-brisa de um carro. Vamos pôr nûmeros para compreender melhor isto.

Consultando a página da NASA com dados sobre Apophis vemos que sua massa* estimada é de 2,1 × 10¹⁰ kg ou seja 21 milhões de toneladas e que sua velocidade é de 31 km/s. Um satélite artificial geoestacionário pode ter uma massa de 1000 kg (1 tonelada) em média e sua velocidade orbital é em torno dos 3 km/s. Mais importante é comparar a energia cinética, a energia do movimento, que é definida pelo produto da massa com a velocidade ao quadrado dividido por 2. A energia cinética do satélite é 4,7 × 10⁹ Joules ou 4,7 bilhões de Joules^†. Fazendo a mesma conta para o asteroide achamos que a energia deste é 9,6 × 10¹⁸ Joules ou 96 bilhões de bilhões de Joules. Comparamos agora um inseto típico de 5 g de massa e velocidade de deslocamento de 1 m/s com um carro de 1 tonelada de peso a 60 km/h (16,7 m/s). Fazendo as contas vemos que o carro possui 140.000 Joules de energia enquanto que o inseto tem 0,0025 Joules.

O que nos dizem todos estes nûmeros? A alteração no movimento do asteroide ou do carro, dependerão de quanta massa (ou melhor, energia) tem o objeto que os colide. Por isso a relação (quociente) entre massas e entre energias nos dá uma ideia de quem genera mais dano. Quanto menor é a relação (menor quociente) maior será o dano já que ambas as massas (ou energias) se parecerão. Então o carro que é apenas 200.000 vezes maior que o inseto, sofrerá um dano maior que o asteroide que é 20 milhões de vezes maior que o satélite. Em termos de energia a relação é parecida. Enquanto o carro possui só 55 milhões de vezes mais energia que o inseto, o asteroide tem 2 bilhões de vezes mais energia que o satélite. Novamente o inseto seria capaz de ocasionar maior dano no carro que o satélite no asteroide. Como todos temos experiência da relevância das colisões dos insetos nos carros quando rodamos nas estradas podemos colocar os resultados da NASA en termos mais humanos.

Na verdade o relatório da NASA diz claramente que existe grande incerteza em parâmetros físicos importantes, como por exemplo a massa do asteroide, e que não espera melhorar estes indicadores até que medidas mais precisas venham a ser realizadas com telescópios ópticos em 2011 ou com radar em 2013. E embora possa parecer que Nico teve grande cuidado ao estimar o efeito de um evento tão insignificante como a colisão com o satélite artificial, é bom ressaltar que a NASA está colocando em seus cálculos, dentre outros, a influência da radiação solar (a luz que incide sobre o asteroide). A órbita de Apophis se passeia entre a da Terra e de Vênus (podem ver uma simulação aqui) mas, para sorte de todos nós, se mantém a considerável distância. Por enquanto a probabilidade de um impacto em 2029 é de 1 em 45.000 enquanto que a incerteza nas grandezas físicas não permite prever o que acontecerá 7 anos mais tarde quando em 2036 aconteça um segundo encontro muito próximo. Em uma próxima entrada prometo mostrar porqué é importante considerar a pressão de radiação (luz incidente) no cálculo da órbita do asteroide e qual é o efeito da colisão com o satélite.

Quantas vezes Apophis passou próximo da Terra? Impossível saber. Mas é um excelente exemplo dos perigos que guardam os Céus. Não é para se desesperar, mas para se manter vigiante e buscar soluções com calma.

* De uma forma aproximada pode se pensar que massa é o peso de um corpo. No entanto o peso é relativo. Quando entramos na água sentimos o empuxo que nós faz sentir mais leves. Nos elevadores, quando partem ou param, nos sentimos diferentes. Os astronautas na Lua parecem saltar mais alto que os atletas olímpicos. Por isso em física é usado o conceito de massa que é mais universal e (se não consideramos os
efeitos relativisticos) constante.

† Joule é a unidade de energia no Sistema Internacional.

Apophis, Nico e a sinuca Astronômica

2008-04-20T19:52:00.011-03:00

99942 Apophis é o nome de um asteroide descoberto em 2004 e cuja órbita ja suscitou varios sustos. Em 2006 chegou a ser Torino 4^* o que significa uma probabilidade de colisão com a Terra maior que 0.01 % e uma energía total liberada de até 100.000 Megatons. Pouco tempo durou esse privilégio apocalíptico ao asteroide, sua órbita foi revisada e agora é um Torino 0. Apophis ganhou reconhecimento mundial com bandas de rock, músicas e outros mais que lhe rindem homenagem ao Arcanjo da Destruição. Mas na última semana Apophis voltou à mídia desta vez da mão de uma criança de 13 anos, Nico Marquardt pequeno gênio alemão que calculou por seus próprios meios a órbita do asteroide da morte e corrigiu os resultados que uma equipe de investigadores da NASA publicou esse ano na revista Icarus. Segúm Nico, Apophis colidirá contra um satélite artificial geoestacionário, essa pequena colisião modificará a órbita do asteroide fazendo com que a seu retorno, 7 anos mais tarde, em uma espécie de sinuca astronómica apocalíptica, depois de passar por trás do Sol, acerte em cheio en nosso planeta azul produzindo grandes danos (embora provavelmente não o fim da vida ou da civilização humana).

A repercussão foi imediata, desta vez empurrada pelos novos condimentos: uma criança gênia que demonstra o erro de toda uma equipe profissional nada menos que da NASA. Rumores apareceram de que a NASA teria consultado os cálculos de Nico. Teorías conspirativas no tardarão em aparecer. Mas o certo é que em 16 de abril a NASA publicou, quasse no rodapé da página de seu relatório sobre Apophis (em inglês) um comentário que diz o seguinte (a tradução é minha)

Em resposta a perguntas formuladas, a NASA esclarece que a probabilidade de impacto acidental de Apophis con um satélite artificial em 2029 é insignificantemente pequeña. Apophis não passará por zonas onde existe grande concentração de satélites e as seções de choque do asteroide e dos satélites artificiais são pequenas. Mesmo se um impacto de alta velocidade con um grande satélite viesse a acontecer, a posição de Apophis mudaria 7 anos mais tarde em apenas algumas centenas de km quando muito. Isto é menos de 1/10 do tamanho dos desvíos considerados no artigo e está dentro da incerteza dos cálculos, portanto não teria sentido nenhúm incorpora-lo no cálculo das probabilidades de colisão com a Terra (que ainda têm incertezas da ordem dos milhões de km). Um impacto nesse momento corresponderia a un besouro chocando contra o pára-brisa de Apophis. Esforzos para mudar a órbita do asteroide de forma efetiva e produzir un impacto com a Terra deverian acontecer muito antes de 2029."

A NASA também emitiu uma Declaração de Imprensa onde contesta os resultados de Nico. Espero que tanta exposição à mídia não façam o rapaizinho dessistir de continuar uma carreira científica. Por enquanto Apophis continua sendo um Torino 0. Em próximas entradas mostraremos com algúns cálculos simples (e outros nem tanto) o que a NASA quer dizer sobre a insignificância da colisião com o satélite artificial.

* Esse é um abusso de notação. A forma correta de referer a escala é a seguir: Apophis tem um valor 4 na escala Torino. Por simplicidade adotamos a forma presente, Torino 4