Fascínio do universo - Allure of the universe by Francisco Mamed - issuu\nO FASCÍNIO DO UNIVERSO Editores: Augusto Damineli e João Steiner\nTodos os direitos desta edição reservados à: © Augusto Damineli e João Steiner Produção gráfica: Odysseus Editora Revisão: Daniel Seraphim Revisão final: Pedro Ulsen Projeto gráfico, capa e diagramação: Vania Vieira Odysseus Editora Ltda. R. dos Macunis, 495 – CEP 05444-001 – Tel./fax: (11) 3816-0835 editora@odysseus.com.br – www.odysseus.com.br ISBN: 9788578760151 Edição: 1 Ano: 2010\nDados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) (Câmara Brasileira do Livro, SP, Brasil) O Fascínio do universo / organizadores Augusto Damineli, João Steiner. -- São Paulo : Odysseus Editora, 2010.\n1. Astronomia 2. Cosmologia I. Damineli, Augusto. II. Steiner, João.\nCDD-523.1 Índices para catálogo sistemático: 1. Cosmologia : Astronomia 523.1 2. Universo : Astronomia 523.1\nCapa: Imagem da galáxia de Andromeda tomada na luz visível por Robert Gendler, como parte do projeto “From Earth to the Universe” (www.fromearthtotheuniverse.org).\nEditores: Augusto Damineli e João Steiner.\nCoordenação da Sociedade Astronômica Brasileira: Kepler de Souza Oliveira Filho (coordenador), Beatriz E. Barbuy, João Braga, João E. Steiner, José Williams Santos Vilas Boas, Eduardo Janot-Pacheco (presidente da SAB). Redação final: João Steiner, Flávio Dieguez, Augusto Damineli e Sylvio Ferraz Mello. Agradecimentos a Ildeu de Castro Moreira (Departamento de Popularização e Difusão da C&T do Ministério da Ciência e Tecnologia) pelo incentivo à produção deste livro e pelo apoio decisivo ao Ano Internacional da Astronomia 2009. Financiamento: Projeto CNPq 578802/2008-2 concedido a A. Damineli para ações do Ano Internacional da Astronomia 2009.\nO livro em formato PDF estรก no endereรงo www.astro.iag.usp.br/fascinio.pdf\nCap. 1 - O Universo é um laboratório de Física\nCap. 2 - Sistemas planetários\nCap. 3 - Exoplanetas e procura de vida fora da Terra\nCap. 4 - Estrelas variáveis e o Universo transiente\nCap. 5 - Populações estelares\nCap. 6 - Galáxias e seus núcleos energéticos\nCap. 7 - Estruturas em grande escala do Universo\nCap. 8 - Universo, evolução e vida\nCap. 9 - Astronomia no Brasil\nTelescópios SOAR de 4 metros (frente) e Gemini Sul de 8 metros (fundo) no Cerro Pachón (2750 m), Chile, ao pôr do Sol. A parceria nesses telescópios é o marco de uma nova era nas atividades de pesquisa astronômica no Brasil. Além da alta qualidade do sítio, participamos da construção de instrumentos de alta tecnologia. (Crédito: A. Damineli)\nO acesso da população a planetários e observatórios públicos é importante para difundir uma mentalidade científica na sociedade e atrair vocações para a carreira de pesquisa em Astronomia. (Crédito: Polo Astronômico de Foz do Iguaçu – PR)\nO ano de 2009 foi nomeado o Ano\npor novas janelas e criando novas disci-\nInternacional da Astronomia pela ONU\nplinas, como a radioastronomia, a astro-\npara comemorar os 400 anos desde que\nnomia de raios X, raios gama, ultravioleta\nGalileu Galilei apontou sua luneta para\no céu e fez descobertas surpreendentes.\nNo Brasil, as pesquisas em Astro-\nEntre elas estão quatro luas de Júpiter,\nnomia têm experimentado um dinamis-\nas fases de Vênus, as manchas solares, os\nmo crescente. Praticamente sem nenhu\nanéis de Saturno e a descoberta de que a\nma produção até a década de 1960, o\nVia Láctea é composta de estrelas. A for-\nBrasil passou a ser um ator relevante no\nma como vemos o universo nunca mais\ncenário internacional a partir dos anos\nseria a mesma. A luneta passou a ter aper-\n1990. A criação dos programas de pós-\nfeiçoamentos importantes, incorporando\ngraduação e do Laboratório Nacional de\ninovações na óptica, na mecânica e na\nAstrofísica tiveram papel central nesse\nforma de se analisar a luz por ela captada.\ndesenvolvimento. Graças à maturidade\nA luneta transformou-se em telescópio.\nassim atingida, o Brasil passou a ser sócio\nNo século XX, esses instrumentos foram\nde grandes projetos internacionais como\ncolocados em órbita terrestre, onde es-\no Gemini e o SOAR. Novos passos estão\ntão livres dos efeitos da atmosfera. Ao\nsendo planejados para que o país con-\nmesmo tempo novas faixas do espectro\ntinue a ser ator nessa grande aventura de\neletromagnético foram desbravadas, per-\ndesvendar os mistérios do universo.\nmitindo que o universo fosse observado\nAglomerado com estrelas azuis, conhecido no Brasil como sete-estrelo. É um asterismo conhecido por todos os povos da Terra, desde a mais remota antiguidade. Esta ninhada contém centenas de estrelas jovens (com cerca de cem milhões de anos), ainda circundadas por poeira que difunde a luz estelar. (Crédito: ANGLO / AUSTRALIAN OBSERVATORY, DAVID MALIN. )\nO Universo é um laboratório de Física\n“Quando as Plêiades aparecem no céu é tempo de usar a foice – e o arado, quando se põem” – Hesíodo, poeta grego do século VIII a.C., sobre a constelação das Plêiades. “Os neutrinos são muito pequenos... Para eles a Terra é só uma bola boba, que eles simplesmente atravessam” – John Updike, poeta norte-americano (1932-2009) De Hesíodo a Updike, o universo sempre esteve muito perto da civilização. Tem sido usado tanto para agendar o cultivo da Terra, no passado, quanto como fonte de inspiração para os escritores, em todas as épocas. O mistério das estrelas mexeu profundamente com a imaginação dos povos e converteu-se em matériaprima para o desenvolvimento da filosofia, das religiões, da poesia e da própria ciência, que ajudou a produzir as coisas práticas, que trouxeram conforto, qualidade de vida, cultura e desenvolvimento econômico e social. Observar o céu e anotar os movimentos das estrelas e dos planetas é uma prática milenar e continua na fronteira do conhecimento e da cultura contemporânea. No início desse novo milênio, as ciências do universo estão prontas para dar um salto como poucos na história da civilização, e os próximos anos deverão trazer as estrelas e as galáxias para muito mais perto da sociedade. A Astronomia desdobrou-se em Astrofísica, Cosmologia, Astrobiologia, Planetologia e muitas outras especializações. Não é por acaso: a divisão de trabalho foi necessária para dar conta desse imenso laboratório que nos\nGaláxias que atropelam umas às outras – apesar das distâncias incríveis que as separam – revelam um Universo vivo, em transformação permanente. Estas duas galáxias espirais em colisão, chamadas de Antenas, estão em processo de fusão. Nossa Galáxia está em colisão com diversas galáxias menores e em cerca de dois bilhões de anos colidirá com Andrômeda, gerando um panorama muito parecido com as Antenas. As estrelas não colidem entre si durante o choque, mas a agitação do gás gera grandes ninhadas de novas estrelas, entre elas as azuis, de grande massa. (Crédito: NASA/ESA/ HUBBLE HERITAGE TEAM (STSCI/AURA)-ESA/HUBBLE COLLABORATION.)\noferece uma oportunidade única: testar\nencarregam-se de recriar as imagens\nideias que jamais poderiam ser submeti-\ncaptadas. Eles podem torná-las mais níti-\ndas a experiências aqui na Terra. No céu,\ndas, filtrar e recombinar suas cores para\nnão há limite para a imaginação.\ndestacar detalhes-chave difíceis de iden-\nOs telescópios atualmente fo-\ntificar diretamente nas fotografias.\ntografam estrelas e galáxias aos milhares\nDezenas de telescópios, nas últi-\nde uma só vez. Já não têm apenas lentes\nmas décadas, foram instalados no es-\nde aumento ou espelhos, mas também,\npaço, onde a imagem é mais limpa por\ne cada vez mais, circuitos eletrônicos\nnão haver ar para borrá-la. As imagens\nque absorvem a luz, registram sua in-\nganham uma nitidez excepcional – a\ntensidade, decompõem-na de formas\nponto de se poder acompanhar o cli-\nvariadas. Assim, extraem delas a melhor\nma dos planetas mais próximos, como\ninformação possível. Os computadores\nMarte e Júpiter, quase como se acom-\npanha o clima aqui na Terra. Ainda mais\nser classificadas em tipos distintos, como\nimpressionantes são os espelhos inteli-\nse fossem tribos cósmicas.\ngentes, inventados para evitar o custo\nE assim como as estrelas for-\nde lançar um grande instrumento ao\nmam galáxias, estas também se ligam\nespaço: com a ajuda de um raio laser\numas às outras para formar objetos\neles podem examinar as condições ins\nastronômicos ainda maiores. São os\ntantâneas do ar. Essas informações ali-\naglomerados e superaglomerados de\nmentam um computador, que manda\ngaláxias – estes últimos tão grandes\ndeformar o espelho captador de luz.\nque sua história se confunde com a\nCom isso, corrigem-se os borrões cria-\nhistória do Universo (por isso eles po-\ndos pela atmosfera. Além da luz comum,\ndem, num futuro próximo, ajudar a des-\ncom suas cores tradicionais, visíveis ao\nvendar a evolução e a origem do cosmo,\nolho humano, existem telescópios que\nhá quase 14 bilhões de anos).\nenxergam raios X, luz infravermelha,\nAs estrelas não são eternas, como\nondas de rádio, micro-ondas e outras\nse pensava até o século XIX. Elas nas\nformas de luz invisíveis.\ncem, evoluem e morrem, e durante a\nEssa quantidade inimaginável de\nvida fabricam átomos pesados que não\ninformação já se tornou rotina – como\nexistiam no Universo jovem, quando a\numa máquina de produzir conhecimen-\nquímica do Cosmo resumia-se aos dois\nto. Ela flui pela comunidade internacional\nátomos mais simples, o hidrogênio e o\ndos astrônomos e os ajuda a contar as\nhélio. Essa atividade não para porque, ao\nestrelas e agrupá-las em populações dis-\nexplodir e morrer, as estrelas de grande\ntintas. Também pode-se estimar a idade\nmassa espalham seus restos pelo es-\ndas galáxias em que as estrelas estão. As\npaço, enriquecendo o ambiente cósmico\npróprias galáxias – contendo centenas\ncom carbono, oxigênio, cálcio, ferro e os\nde bilhões de estrelas cada uma – podem\noutros átomos conhecidos.\nA supernova do Caranguejo foi vista em pleno dia, em 1054, pelos chineses. Seus gases se expandem a velocidades superiores a 10.000 Km/s e em seu centro se observa um pulsar – estrela de nêutrons com fortes campos magnéticos – que gira 33 vezes por segundo. (Crédito: NASA, ESA, J. Hester, A. Loll (ASU))\nDesses restos nascem outras es-\nem transformação permanente. E é para\ntrelas, que enriquecem ainda mais de\ndar conta desse ambiente mutante que\nátomos o espaço. Ao mesmo tempo, os\nos telescópios começaram a incorporar a\n“caroços” das estrelas que explodiram\ndimensão do tempo aos seus dados bási-\ntambém se transformam em astros,\ncos. Não é simples como parece: como\nmas diferentes das estrelas comuns.\nas estrelas e as galáxias vivem bilhões\nSão corpos inimagináveis, como as anãs\nde anos, seus ciclos de vida são imensos\nbrancas, as estrelas de nêutrons e os bu-\ne suas explosões mortais são extrema-\nracos negros. Esses personagens são o\nmente raras. Mas, quando se observam\ncaroço central das estrelas mortas, que\ngrandes fatias do céu ao mesmo tempo,\na detonação esmaga e converte em cor-\né possível flagrar diferentes astros pas-\npos compactados, duríssimos.\nsando por fases distintas do ciclo vital.\nO Cosmo, portanto, não é um mu-\nAté as mais raras detonações tor-\nseu de objetos inalcançáveis. Está vivo,\nnam-se frequentes e podem ser vistas o\ntempo todo, iluminando algum ponto do\nseu clarão dá aos astrônomos um meio\ncéu. Outros telescópios podem então ser\npreciso de calcular a taxa de expansão do\ndirecionados para lá, para acompanhar\nUniverso naquele ponto.\nos detalhes do espetáculo. E é um espe-\nNo espaço, o que está longe tam-\ntáculo indescritível, já que as grandes es-\nbém está no passado, já que a luz demora\ntrelas, ao sucumbir, superam galáxias in-\npara chegar aos telescópios e, portanto,\nteiras em brilho. Seus clarões podem ser\naos nossos olhos. Assim, as supernovas\nvistos por toda a extensão do Universo\nmais distantes podem mostrar como\npor alguns dias. Esse tipo de explosão é\neram quando o Cosmo começou a se\nchamado de supernova.\nacelerar e se a aceleração está ou não\nComo podem ser vistas de muito\nmudando ao longo do tempo.\nlonge, as supernovas acabaram se tor-\nA partir daí, pode-se especular com\nnando muito úteis como ferramenta\nmais precisão sobre a natureza exata da\npara investigar o próprio Universo. Foi\nenergia escura. Que tipo de energia será\npor meio delas que, em 1998, descobriu-\nessa? O que ela pode nos ensinar sobre\nse que o Universo está expandindo cada\nos átomos e suas partículas? Os cálculos\nvez mais depressa, levantando a hipó-\nmostram que a energia escura – seja lá\ntese de que existe algum tipo de força\no que for – é muito mais comum que a\ndesconhecida, aparentemente dotada\nmatéria atômica que forma as estrelas\ne galáxias: mais de 70% da energia total\nDesde então esse novo habitante\ndo Universo está na forma de energia es-\ncósmico vem sendo chamado de energia\ncura. Para cada quilograma de matéria\nescura, e a corrida para identificá-lo tor-\ntradicional, existem 10 quilogramas de\nnou-se um dos tópicos mais excitantes\nenergia escura correspondente.\nda Astronomia. Nessa busca, as super-\nEssa matéria desconhecida e\nnovas funcionam como um velocímetro:\ninesperada representa uma revolução\numa celebração global da Astronomia e u suas contribuições para o conhecimento humano\nno conhecimento do Universo – tão im-\nnomia, em 2009, uma celebração global\nportante quanto a decoberta de que a\nda Astronomia e suas contribuições para\nTerra não é o centro do Universo, como\no conhecimento humano. Uma das me-\nse pensava até 500 anos atrás. A ener-\ntas do Ano Internacional foi impulsionar\ngia escura certamente tem papel deci-\nfortemente a educação, tentar envolver o\nsivo sobre o destino final do Cosmo. Mas\nmáximo possível o público e engajar os\nnão só isso: pode ter influência essencial\njovens na ciência, por meio de atividades\nsobre a sua arquitetura atual, ajudando\ndos mais diversos tipos – nas cidades, em\na moldar a imensa teia de galáxias que\ncada país e também globalmente.\nvemos nas maiores escalas de espaço e\nEste livro é parte desse movimen-\ntempo. Há ainda a matéria escura, que\nto e seu objetivo é descrever em lingua-\né cerca de seis vezes mais comum do\ngem simples, mas com detalhes, o que se\nque a matéria luminosa – que é a que\nsabe sobre alguns aspectos do Universo e\npodemos ver. Também não sabemos do\ncomo eles são estudados no Brasil. Além\nque é feita a matéria escura.\ndos fatos científicos, ele visa também a\nEsse momento de entusiasmo e\ndestacar o papel cultural e econômico\nfascínio renovado pelo antigo mistério\nda Astronomia, como inspiração para o\ndas estrelas coincide com os quatro sécu-\ndesenvolvimento de muitos outros cam-\nlos da obra do cientista italiano Galileu\npos da ciência, especialmente dentro da\nGalilei (1564-1642), que foi um dos primei-\nFísica e da Matemática.\nros a examinar o céu com ajuda de um\nMais amplamente, a Astronomia\ntelescópio – e a desenhar, à mão, o que\nforneceu e continua a fornecer ferra-\ntinha visto na Lua, no Sol, em Júpiter e em\nmentas conceituais decisivas para a as-\nSaturno, espantando a sociedade de sua\ntronáutica, para a análise da luz, para a\népoca. Esse marco foi comemorado pelos\ncompreensão da energia nuclear, para a\neventos do Ano Internacional da Astro-\nprocura de partículas atômicas. Em ter-\numa das mais refinadas expressões da inteligência humana mos do desenvolvimento de materiais e tecnologias, ela manteve-se na fronteira da óptica, da mecânica de precisão e da automação. E, acima de tudo, teve e tem profundo impacto no conhecimento, e é uma das mais refinadas expressões da inteligência humana. Há um século, mal tínhamos ideia da existência de nossa própria galáxia, a Via Láctea. Hoje sabemos que existem centenas de bilhões delas. Neste início de milênio, abre-se a perspectiva concreta de detectar planetas similares à Terra e, possivelmente, vida em outros planetas. E caso a vida exista fora da Terra, investigar mais profundamente a sua origem. Qualquer que seja a resposta, o impacto no pensamento humano será um marco na história da civilização.\nO sistema solar é composto por uma estrela, oito planetas clássicos, 172 luas, um grande número de planetas anões como Plutão, um número incalculável de asteroides e dezenas de bilhões de cometas. (Crédito: A. Damineli e Studio Ponto 2D)\nA teoria da gravidade do físico\ntários extrassolares, ou seja, orbitando\ninglês Isaac Newton (1643-1727) foi de-\noutras estrelas. Paralelamente, o conjun-\nduzida diretamente das leis de Johannes\nto de problemas matemáticos que sur-\nKepler (1571-1630), que diziam como os\ngem da aplicação das equações de New-\nplanetas se moviam em torno do Sol. A\nton a sistemas de vários corpos passou a\nAstronomia Dinâmica é a mais antiga\nconstituir uma especialidade autônoma\ndisciplina da Astronomia Física. Apare-\ndentro da Matemática.\nceu pela primeira vez no livro Princípios\nO uso do nome Astronomia Dinâ-\nMatemáticos, de Newton, em que a teoria\nmica e de outros – nos mais variados\nda gravitação de Newton foi aplicada ao\ncontextos, nos quase 400 anos desde\nmovimento dos planetas e seus satélites,\no trabalho de Newton – não foi feito de\nassim como dos cometas e asteroides.\nmaneira uniforme e sem ambiguidades.\nO matemático francês Pierre-Si-\nNeste capítulo vamos tentar eliminar es-\nmon Laplace (1749-1827) foi quem deu o\nsas dúvidas. Este capítulo trata da parte\nnome de Mecânica Celeste a esse conjun-\nda Astronomia que estuda os movimen-\nto de aplicações da teoria da gravidade.\ntos dos corpos do sistema solar. É im-\nNos séculos seguintes a Astronomia\nportante frisar que não é possível isolar\nDinâmica ampliou-se. Passou a abranger\no contexto mais amplo da Astronomia\nos movimentos das estrelas dentro das\nDinâmica, que inclui a Mecânica Celeste\ngaláxias e em sistemas com várias es-\ndos matemáticos e a Astrodinâmica dos\ntrelas ligadas pela gravitação, como os\naglomerados de estrelas.\nAfinal de contas, não há diferença\nDesde os anos 1950, passou-se ao\nentre estas duas coisas: estudar o mo-\nestudo astrodinâmico do movimento de\nvimento de um asteroide, em órbita apa\nsondas e satélites artificiais, de um lado,\nrentemente estável do cinturão de aste\ne, de outro, o estudo dos sistemas plane\nroides, para uma órbita de colisão com a\nTerra ou a transferência de um objeto de\nidentificar famílias ou tipos de asteroi-\numa órbita ao redor da Terra a uma outra,\ndes, e cada família, em geral, é composta\nque o leve, por exemplo, até as proximi-\npelos mesmos minerais.\ndades da Lua ou de Marte. No final do século XX, os asteroi-\nastrônomos brasileiros é aquela a que\ndes assumiram um papel de destaque na\npertence o asteroide Vesta. Ela é interes-\nAstronomia Dinâmica. A razão principal é\nsante para ilustrar o que acontece depois\nque hoje se conhecem cerca de 400 mil\nque se faz a caracterização dinâmica de\nasteroides movendo-se entre Júpiter e os\numa família. Nesse caso, a caracteriza-\nplanetas interiores (Marte, Terra, Vênus\nção é bem completa: os maiores aster-\ne Mercúrio). Eles são monitorados regu-\noides dessa família foram observados e\nlarmente, e essa riqueza de informações\nmostrou-se que continham os mesmos\npermite equacionar muitos problemas\nminerais. Depois, comparando-se com\ncom precisão. A órbita de um asteroide\nminerais terrestres, verificou-se que eram\né caracterizada por vários parâmetros –\nbasálticos. Mais ainda: alguns dos meteo\nindicadores do seu tamanho, forma ou\nritos que caem na Terra têm composição\norientação no espaço. Essas característi-\nsimilar, o que indica um parentesco entre\ncas não são fixas. Variam de acordo com\nos meteoritos e a família Vesta.\na ação gravitacional conjunta do Sol, de Júpiter e de outros planetas.\nUma família que tem ocupado\nPara completar, imagens de Vesta obtidas pelo telescópio espacial Hubble\nAs leis que regem essas variações\nmostraram uma imensa cratera em sua\nforam determinadas já no século XIX. Elas\nsuperfície, a provável cicatriz de um im-\nmostram que a órbita de um asteroide\npacto gigantesco no passado. Essa possí\ntem “elementos próprios”, que não mu-\nvel colisão arremessou grande quantidade\ndam muito e servem como pistas sobre o\nde fragmentos de Vesta para o espaço, o\nseu passado. São traçadores: servem para\nque pode ter dado origem a asteroides\nSaturno visto de frente e de costas. Quando visto contra a luz do Sol, Saturno revela anéis imensos que eram desconhecidos até há pouco tempo. Eles são feitos de poeira fina, que resplandece ao ser olhada contra a luz, da mesma forma que insetos e poeira em suspensão no ar brilham quando contemplamos um pôr do sol. (Crédito: NASA Cassini e NASA/JPL/SSI)\nmenores e meteoritos (nome que se dá a um objeto celeste quando cai na Terra).\ntre Júpiter e Marte, existe um grande\nAinda há muitos fatos que pre-\ngrupo de objetos que estão além da ór-\ncisam ser estudados. Primeiro: os asteroi-\nbita de Netuno. Eles não têm as mesmas\ndes resultantes da fragmentação de Vesta\ncaracterísticas físicas dos asteroides, que\nnão têm órbita tão perto da órbita de Ves-\nsão em geral rochosos. Os objetos mais\nta, como deveriam. Segundo: qual teria\ndistantes, como os cometas, contêm di-\nsido o caminho dos pequenos fragmentos\nversos tipos de gelo: de água, de carbono,\n(meteoroides) que caíram na Terra? A res-\nde amônia etc. São restos da nuvem de\nposta não é simples e envolve dois efeitos.\ngás e poeira primitiva, que também deu\nUm é a ação gravitacional conjunta do\norigem aos grandes planetas.\nSol, de Júpiter e dos demais planetas. Nos\nMas os cometas e outros obje-\núltimos 30 anos viu-se que essa ação está\ntos relativamente pequenos e distantes\nligada a zonas de movimentos caóticas\nacabaram sendo expulsos para longe do\nno cinturão de asteroides.\nSol pela própria ação gravitacional dos\nAs mais fracas modificam a forma\nplanetas, enquanto estes se formavam.\nda órbita do asteroide, que pode se tor-\nUma região de grande concentração\nnar muito mais longa do que a órbita\ndesses corpos é o chamado cinturão de\noriginal. Nas zonas mais fortes, esse\nKuiper, proposto por Gerard Peter Kuiper\nefeito pode fazer com que o asteroide se\n(1905-1973) em 1951. Desde a década pas-\naproxime de Marte, Terra, Vênus ou Mer-\nsada descobriu-se que ali se move um\ncúrio, e pode haver colisões com esses\ngrande número de objetos em órbitas\nplanetas. Dentre os asteroides conheci-\nque não são como as dos planetas, ou\ndos, cerca de seis mil têm órbitas que se\nseja, quase circulares e planas.\naproximam perigosamente da Terra, de tempos em tempos.\nAlém dos asteroides, situados en-\nEm vez disso, são elípticas, muito alongadas e com grandes inclinações\nJupiter: Imagens do maior planeta do Sistema Solar obtidas (esquerda) através de um telescópio em solo com óptica adaptativa e (direita) pela nave espacial Voyager. A visão impressionante destaca a camada mais alta da atmosfera e deixa ver detalhes de apenas 300 quilômetros – compare com o diâmetro do planeta: 133.000 km. (créditos: TRAVIS RECTOR (U. ALASKA ANCHORAGE), CHAD TRUJILLO AND THE GEMINI ALTAIR TEAM, NOAO / AURA / NSF E JPL / NASA)\nem relação ao plano dos planetas. Plutão\nregião dos grandes planetas. Uma das\nfaz parte desse cinturão. Existe um es-\nmais importantes leis da Mecânica é a da\nforço para explicar a configuração orbital\nação e reação. Se A empurra B, A é empur-\ndesses objetos, bem como a distribuição\nrado por B na direção contrária. Portanto,\nde suas cores e tamanhos. Os modelos\nse os grandes planetas empurraram os\ndinâmicos apontam para processos que\nplanetésimos, também foram empurra-\ntiveram lugar nos primórdios de forma-\ndos por eles.\nção e evolução do Sistema Solar, há mais\nApesar da diferença de tamanho,\nde quatro bilhões de anos. O descobri-\nos planetas eram poucos e, os planetési-\nmento de novos objetos pode ajudar a\nmos, zilhões. O número é incalculável!\ndecifrar esse enigma e levar a uma com-\nDe empurrãozinho em empurrãozinho,\npreensão mais completa da evolução do\nos planetésimos deslocaram os planetas\ngigantes para as posições que ocupam\nUma teoria atual afirma que os\nhoje. Por exemplo: de acordo com a teo-\nplanetas gigantes, nas fases mais avan-\nria, Netuno já esteve mais perto do Sol do\nçadas de sua formação, interagiram\nque Urano, e não o contrário, como hoje.\nfortemente com corpos minúsculos –\nDevido às interações com os\nchamados planetésimos – que restavam\nplanetésimos, eles trocaram de posição.\nno disco de gás e poeira do qual nasceu o\nHoje, além de Netuno, encontram-se os\nSistema Solar. Como resultado da intera-\nplanetas anões Plutão e Éris, e uma in-\nção, os planetésimos foram expulsos da\nfinidade de pequenos corpos formando\no cinturão de Kuiper. Essa teoria, que é chamada de modelo de Nice, foi desenvolvida com a participação de astrônomos brasileiros. Os satélites, ou luas, dos planetas são também objetos surpreendentes O asteroide Ida e sua lua Dactil. No sistema solar existem 172 luas, 61 delas no gigante Júpiter. Mesmo um asteroide pequeno como Ida é orbitado por uma lua – pequeno ponto à direita. O asteroide rochoso mostra marcas de colisões com mi lhares de corpos menores. (Crédito: NASA/JPL/Galileo)\ndo Sistema Solar. O número de satélites conhecidos aumenta mês a mês. Hoje já são mais de 165. A Astronomia Dinâmica ocupa-se dos satélites de maneiras distintas. Os grandes são formados nas vizinhanças dos planetas, e os pequenos estão mais distantes: presumivelmente foram capturados pelos planetas quando já estavam formados. Os dois grupos apresentam pro blemas muito distintos que são tratados de maneiras distintas. Os grandes satélites têm sua evolução regulada pela atração do planeta principal, do Sol e dos demais grandes satélites. Além disso, a interação gravitacional do satélite com o seu planeta difere da verificada nos pro blemas que discutimos até agora porque a proximidade entre satélite e planeta faz com que ocorram marés, tanto em um\nOs cometas são restos da formação do sistema solar, que não foram aglutinados pelos planetas e pelo Sol. Logo após a formação dos grandes planetas (Júpiter e Saturno) eles foram “estilin gados” para longe, formando a nuvem de Oort. Ocasionalmente, algum desses “icebergs” despenca em direção ao Sol, estendendo sua bela cauda com mi lhões de quilômetros de comprimento. A maior parte da água que temos na Terra foi trazida por cometas. (Crédito: ESO/Sebastian Deiries)\nquanto em outro. O exemplo que todos\ngradativamente, mais lenta. Essa variação\nconhecem é a maré causada pela ação da\né medida. Para manter os relógios acerta-\nLua sobre a Terra.\ndos com o ritmo da Terra e dar conta do\nO fenômeno das marés é bem co\nfato de que a Terra está girando cada vez\nnhecido por sua importância geofísica.\nmais lentamente, com alguma frequên-\nO calor que as marés liberam no inte-\ncia introduzem-se segundos intercalares.\nrior dos corpos pode provocar movimen-\nAs consequências do fenômeno\ntos tectônicos e vulcanismo. O exemplo\ndas marés no movimento dos satélites\nmais fantástico são os vulcões de Io e\ntêm sido um dos temas estudados pelos\nseus grandes derrames de enxofre, resul-\nastrônomos brasileiros e devem conti\ntantes do grande calor gerado no interior\nnuar a ser pelos próximos anos, principal-\ndaquele satélite devido à atração gravita-\nmente no caso dos satélites de Saturno\ncional de Júpiter. Mas aqui entra a Física\n(e também de planetas extrassolares). Os\npara dizer que esse calor não pode estar\nestudos realizados são mais completos\nsendo gerado a partir do nada.\ndo que mencionamos acima, pois, além\nSe há calor sendo gerado, isto é, se\ndo balanço de energia, considera-se tam-\nenergia está sendo perdida sob a forma\nbém a conservação do momento angular,\nde calor, essa energia tem que ter uma\nque provoca a expansão das órbitas de\nfonte, e essa fonte é a energia do mo-\nvimento dos corpos. No caso do sistema\nTerra-Lua, o grande estoque de energia é\nevolução das órbitas é fundamen-\na rotação da Terra, que vem se tornando,\ntal para que se possa ter um melhor\nAsteroides também podem ter satélites conhecimento da geração de energia\nOs satélites planetários mais ex-\nno interior de satélites com crosta de\nternos, em geral pequenos, são exemplos\ngelo, como Europa e Titã, onde se pre-\nde um paradigma clássico: o problema\nsume que existam espessos lençóis de\nrestrito dos três corpos. Esse problema\nágua em forma líquida – oceanos in-\ntrata do movimento de uma partícula\nteriores – capazes de abrigar formas\nde massa desprezível – o satélite – sob\nextremas de vida. Outros satélites\na ação gravitacional de dois corpos\nplanetários também apresentam fenô-\nmaiores – o planeta e o Sol. As órbitas\nmenos que, para serem explicados, é\ndesses satélites são muito diferentes\nnecessário um melhor conhecimento\ndas dos demais.\ndas questões ligadas à origem de suas manifestações térmicas.\nEnquanto os satélites internos estão em geral em órbitas quase circu-\nO fenômeno mais popular neste\nlares situadas no plano equatorial do\nmomento são os jatos de vapor de\nplaneta, os satélites mais externos têm\nEncélado (satélite de Saturno) e aero\norbitas de grande elipticidade e situadas\nmodelagem recente da sua superfície.\nem planos bastante inclinados. Muitos,\nAs fontes de calor que propiciam esses\ninclusive, movem-se em uma direção\nfenômenos não são conhecidas. As pes-\ncontrária ao movimento rotacional do\nquisas atuais procuram, usando técni-\nplaneta. Não parecem haver se formado\ncas de dinâmica não linear, mapear res-\nnas órbitas em que se encontram. Pare-\nsonâncias secundárias associadas ao\ncem antes corpos formados em outras\nmovimento de Dione (outro satélite de\nregiões do Sistema Solar.\nSaturno), cuja travessia poderia alterar\nAsteroides também podem ter\na órbita de Encélado de modo a aumen-\nsatélites. O primeiro deles foi detectado\ntar a geração de energia térmica pelas\npela sonda espacial Galileo. Até o mo-\nmarés em seu interior.\nmento quase cem deles já foram iden-\nNebulosa com formação de estrelas contendo a hipergigante eta Carinae, no centro. (Crédito: Gilberto Jardineiro - Astro Clube Cunha)\ntificados, e o uso de óptica adaptativa\ngia dos anéis e o tamanho das partículas\ne de grandes telescópios deve revelar\nque os formam, de grãos de poeira a ro-\nmuitos outros. Essas descobertas le-\nchas com alguns metros.\nvantam questões sobre a origem e a evolução desses objetos. Finalmente, os anéis, que estão entre os corpos mais bonitos do Sistema Solar: os de Saturno, que são conhecidos desde a época de Galileu, ainda são estudados. Um ponto alto desses estudos foram os dados obtidos pelas sondas Voyager, em 1980-81. Mais recentemente, ampliaram-se as informações sobre os anéis com a ajuda da sonda Cassini, em 2004. Essas imagens têm permitido inúmeras descobertas, tais como a morfolo-\nCamada de ozônio: assinatura de atividade biológica aeróbica. Este é um dos sinais mais inequívocos de atividade biológica, pois não existe nenhum outro processo que possa manter uma importante fração de oxigênio na atmosfera.\nExoplanetas e a procura de vida fora da Terra\n“Estamos sós no Universo?” Essa\nser testada experimentalmente, encai\nquestão vem ecoando no vazio através\nxando-se assim no paradigma tradicio\ndos tempos. Esse vazio foi povoado de\nnal da ciência. Embora não tenhamos\nfantasias de alienígenas visitando a\numa teoria geral da vida, sabemos bem\nTerra. Alguns radioastrônomos desen-\ncomo a daqui funciona e como detectar a\nvolveram detectores fantásticos ca-\npresença dela em outros planetas.\npazes de monitorar simultaneamente\nPor “vida como a da Terra” en-\nmilhões de sinais, para captá-los à dis-\ntenda “micróbios”. Existem muito mais\ntância. Mas nada até agora! Isso não\nespécies e indivíduos microscópicos\nquer dizer necessariamente que não\ndo que macroscópicos. Os micróbios\nexista vida fora da Terra. A pergunta\ncausam um impacto muito maior\n“tem alguém aí?” parece óbvia, mas\nsobre a biosfera do que os seres ma\npode ficar sem resposta por uma série\ncroscópicos. Por exemplo, a camada\nenorme de motivos secundários. Ela\nde ozônio (O3) é formada pela fotos-\npressupõe não só que existam seres\nsíntese, produzida principalmente por\n“inteligentes” (ou melhor, que tenham\nalgas marinhas unicelulares. Essa é a\ncapacidade de linguagem simbólica),\nassinatura mais robusta de atividade\nmas também que tenham tecnologia\nbiológica. Micróbios anaeróbicos que se\nde transmissão de sinais e queiram\nalimentam da matéria orgânica no in-\ndar sinal de sua existência. Não há ne\ntestino de animais e da decomposição\nnhuma teoria científica que possa nos\nde restos vegetais produzem uma ca-\nguiar nesse terreno escorregadio.\nmada de metano (CH4) na alta atmos-\nRecentemente, os astrônomos en-\nfera. Esses gases podem ser detectados\ncontraram uma pergunta mais produti-\nfacilmente por um observador fora da\nva: “Existe vida como a da Terra em outros\nTerra, enquanto os seres macroscópicos\nplanetas?” Essa é uma questão que pode\npermanecem literalmente ocultos sob\na atmosfera, sob a água ou enterrados no solo. A contaminação biológica por micróbios é facilmente detectável. Mais do que isso, essa forma simples de vida Lista de exoplanetas mais próximos descobertos até o momento. A grande maioria dos exoplanetas conhecidos são gigantes gasosos, maiores que Júpiter, com órbitas muito próximas da estrela central. Isso não representa necessariamente a regra geral, mas sim uma limitação das técnicas atuais, por serem esses casos mais fáceis de detectar. (Crédito: California Carnegie)\ninfesta nosso planeta há 3,5 bilhões de anos, contra 0,6 bilhão de anos da vida macroscópica. A janela temporal dá uma grande vantagem de detecção aos micróbios. Os ETs atuais são invisíveis e isso os torna mais fáceis de encontrar! Mas a probabilidade de formação de vida como a da Terra seria alta ou baixa em outros lugares? As células têm alta percentagem de água, indicando a importância do meio líquido para elas. Nesse aspecto, a Terra é um local árido para os padrões cósmicos. A água é uma das substâncias mais comuns e mais antigas do Universo. Ela se formou usando o hidrogênio gerado no Big Bang e o oxigênio expelido na morte da primeira geração de grandes estrelas, há 13,5 bilhões de anos. Os outros átomos biogênicos, nitrogênio e carbono, também foram formados há mais de 12 bilhões de anos e estão\nentre os mais abundantes do Universo.\ngumas rochas de 3,8 bilhões de anos já\nEsses quatro elementos químicos, C, H,\napresentam indicadores de processos\nO e N, formam mais de 99% da maté-\nbiológicos. Depois disso, muitos even-\nria viva e são fáceis de encontrar. Para\ntos catastróficos castigaram o planeta,\nformar as moléculas essenciais da vida,\ncomo quedas de meteoros, vulcanismo\nbasta adicionar um pouco de energia,\ne glaciações, mas a vida nunca foi to-\nque é bem abundante nas zonas de\ntalmente interrompida. Pelo contrário,\nhabitabilidade (ou água líquida) em\napós cada catástrofe ela apresentava\ntorno de cada uma das 200 bilhões de\numa diversificação maior. Esse cenário\nestrelas da Via Láctea. Os ingredientes\nmais amplo indica que a vida não é tão\nessenciais para a vida são muito co-\nfrágil quanto muitos pensam. É uma\nmuns no Universo, o que indica que ele\npraga agressiva e resistente. O fato de\né biófilo. Mesmo as grandes moléculas\nparecer para nós tão complicada não\nda vida, como os aminoácidos, são pro-\nimplica que também o seja para a natu\nduzidas por reações químicas abióticas\nreza. Provavelmente o fato de ainda não\nno espaço. Muitos meteoritos que aqui\na termos descoberto fora da Terra deve-\naportaram trouxeram aminoácidos, in-\nse ao fato de ainda não termos procu-\nclusive de tipos diferentes dos 20 usa-\nrado com os meios adequados.\ndos pelos seres vivos.\nOnde procurar? O sitema solar\nMais um ponto a favor da ideia\né até um pouco irrelevante para a pro-\nde que nosso universo é biófilo: a vida\ncura da vida. Nele, só nosso planeta\nestabeleceu-se praticamente junto com\nestá situado na zona de água líquida\no próprio planeta. Os últimos grandes\n(em ambiente aberto). Marte congelou\nmeteoritos com massa suficiente para\nhá mais de 3,5 bilhões de anos e, no\nproduzir choques esterilizantes caíram\nmáximo, espera-se encontrar fósseis\ncerca de 3,9 bilhões de anos atrás e al-\nmicroscópicos que teriam vivido antes\nCoRoT-7b: exoplaneta com massa de apenas cinco vezes a da Terra. A estrela hospedeira é bem parecida com o Sol e o raio da órbita desse planeta é menor que o de Mercúrio, o que indica que ele é um inferno de calor. Não é propício à vida, mas um astro de grande interesse para a planetologia. (Crédito: ESA)\ndisso. Outros lugares, incluindo a lua\nespacial suficiente para fotografar o\nde Júpiter Europa, embora não impedi-\nplanetinha separado da estrela hos-\ntivos para a vida, são muito inóspitos\npedeira. Depois disso, analisamos sua\npara se investir grande quantidade\nluz através de um espectrógrafo e pro-\nde recursos humanos e financeiros. A\ncuramos as assinaturas de atividade\ndescoberta de mais de 400 planetas\nbiológica. Em menos de duas décadas\nem torno de outras estrelas, em pou-\nisso será factível e centenas de pla\ncos anos de pesquisa, indica que, como\nnetas serão descobertos e analisados\nera esperado teoricamente, cada es-\na cada noite. Pode-se imaginar um\ntrela é circundada por um carrossel de\ncatálogo de planetas extrassolares\nplanetas. Mesmo se nos restringirmos\ncom uma coluna marcando a identi-\naos planetas rochosos, que circulam\nficação positiva do ozônio e outra do\nna zona de água líquida, o número es-\nmetano. Se houver muitos com sinais\nperado é de bilhões, só na Via Láctea.\nde vida, estará provado que a vida é\nTudo o que temos de fazer é construir\numa mera oportunidade da química\ntelescópios com poder de resolução\ncomum. Mas pode até ser que não se\ncentenas de planetas serão descobertos e analisados a cada noite\nencontre ne nhum! Qualquer dos dois\nA procura por exoplanetas rocho-\nresultados terá um profundo impacto\nsos tem avançado rapidamente, a partir\nno pensamento humano, e a grande\ndo lançamento do satélite CoRoT, do qual\nmaioria das pessoas atuais viverão es-\no Brasil é sócio, que já fez diversas des\nses momentos excitantes. A essa al-\ncobertas importantes. O satélite Kepler\ntura, a instrumentação astronômica\ntambém está entrando em operação e\nserá tão sofisticada que os admiráveis\na lista de planetas rochosos deve crescer\ntelescópios atuais serão quase peças\nrapidamente nos próximos anos.\nde museu. O possível resultado negativo não será um problema para a ciência, pois ela funciona assim, cria situações críticas para testar suas afirmações. O teste da realidade é seu crivo de veracidade e será a primeira vez que a humanidade poderá discutir essa questão com dados nas mãos.\nEm cima: Via Láctea como seria vista do topo. Nossa galáxia é do tipo espiral. Ela tem uma barra de estrelas velhas no centro (amareladas) e braços com estrelas jovens (azuis) na periferia. Ainda não sabemos se ela tem dois ou quatro braços. (Crédito: NASA/Spitzer) Em baixo: Via Láctea como a vemos a partir da Terra – de perfil. As manchas nebulosas são estrelas individuais, como Galileu demonstrou através de sua luneta há 400 anos. As manchas escuras são nuvens de poeira que obscurecem as estrelas de fundo. (Crédito: ESO)\nEstrelas variáveis e o Universo transiente\nO centro da Via Láctea – em torno\nisso, são um campo ainda pouco explo-\ndo qual giram cerca de 200 bilhões de\nrado pela astronomia. Para se ter uma\nestrelas, inclusive o Sol – é um lugar tur-\namostra razoável de estrelas gigantes,\nbulento. Provavelmente porque em seu\né necessário procurá-las em outras ga-\nponto central reside um buraco negro su-\nláxias, além da nossa. Além disso, justa-\npermassivo. A massa desse monstro seria\nmente por serem muito grandes, elas são\nequivalente à de quatro milhões de estre-\ninstáveis, ou oscilantes: passam por fortes\nlas como o Sol, espremidas no volume de\nmudanças de brilho em períodos curtos.\numa única grande estrela. O buraco negro\nCurto, nesse caso, significa alguns anos.\nfica bem no centro e está oculto sob mas-\nDe um século para outro, elas podem so\nsas turbulentas de matéria muito quente\nfrer mudanças ainda mais drásticas, que\ne em alta velocidade: perto do astro gi-\nsão, geralmente, fantásticas erupções de\ngante, sua enorme gravidade pode estar\nenergia. A energia escapa tanto na forma\nagitando essas massas a uma velocidade\nde luz quanto de matéria, que a estrela\nde meio milhão de quilômetros por hora.\nejeta para o espaço à sua volta. Em vista\nObservações recentes da região onde\ndessas dificuldades, representa muito\ndeve estar o astro negro indicam que ela\npara o Brasil poder utilizar um telescó-\nmede apenas 30 milhões de quilômetros\npio como o Grande Telescópio Sinóptico\n– cinco vezes menor do que a distância\nde Estudos, LSST na sigla em inglês. O\ndo Sol à Terra. Isso é relativamente pouco,\nLSST promete ser, num futuro próximo,\ne dá uma ideia de como estariam con-\no instrumento mais abrangente e o mais\ncentradas as quatro milhões de massas\nrápido na nova era digital da astronomia.\nsolares no centro galático.\nUm dos mistérios que o LSST vai\nO estudo das estrelas gigantes é\najudar a desvendar é a perda de massa\num dos grandes desafios da astronomia\npelas estrelas gigantes. Observa-se que\natual. São muito luminosas e raras, e, por\nhá uma ligação entre as rápidas varia-\nções de brilho e a perda de massa, mas\nas estrelas mais densas que existem e\nnão se sabe como isso acontece. Existem\ndevoram estrelas inteiras com sua gravi-\ncasos em que a perda de massa acon-\ndade descomunal. Um evento desse tipo\ntece em erupções gigantes, nas quais a\nfoi descoberto pelo Telescópio Auger, um\nestrela oscilante chega a perder matéria\ngrande detector internacional de raios\nna proporção de dez massas solares – ou\ncósmicos localizado na Argentina e co-\nseja, a estrela perde matéria equivalente\nordenado por brasileiros.\nà de dez estrelas como o Sol.\nAlém das estrelas comuns, grandes\nIsso aconteceu há dois séculos\nou pequenas, os astrônomos brasileiros\ncom a estrela Eta Carinae, situada na\ntambém estudam estrelas mais com-\nVia Láctea. Esse tipo de turbulência\nplicadas, que eles chamam de objetos\ncósmica recebe o nome de “supernova\ncompactos. Existem vários tipos de obje-\nimpostora”, porque imita a explosão\ntos compactos, como os buracos negros,\nderradeira na vida das estrelas muitos\nque podem ter, mais ou menos, a escala\ngrandes, chamada de supernova. Eta Ca-\nde massa de uma estrela comum ou\nrinae, porém, não estava nos estertores\nformar o núcleo de uma galáxia inteira.\nfinais quando estremeceu há dois sécu-\nNeste caso, podem ter massa maior que\nlos. Continuou existindo. Daí o interesse\nmilhões de sóis. Existem ainda discos\nde suas crises para o estudo das grandes\nde matéria em torno de estrelas ou de\nestrelas – inclusive porque se registram\ngaláxias, assim como estrelas chamadas\nexplosões ainda maiores, conhecidas\nanãs brancas. Elas são o que sobra das\nhoje como surtos de raios gama.\nestrelas, ao terminar seu combustível\nAlguns surtos são relacionados\nnuclear. Elas explodem e deixam de\ncom a acreção, ou seja, a absorção de ma-\nresíduo um “caroço” duro, pequeno e\ntéria pelos buracos negros nos centros\npouco luminoso. Acabam assim cerca de\ndas galáxias ativas. Buracos negros são\n98% dos astros.\neta Carinae: embora não pareça, essa imagem representa uma estrela – é como se vê eta Carinae, a maior que se conhece. Gigantescas nuvens de gás e poeira, somando 20 massas solares ejetadas pela estrela no ano de 1843, não permitem que ela seja vista diretamente. Ela continua perdendo massa ao ritmo de uma Terra por dia. (Crédito: Nathan Smith e NASA/HST). Técnicas especiais permitiram revelar a existência de um par de estrelas (invisíveis ao telescópio) e representadas pela simulação computacional de Atsuo Okasaki (à direita). Note a tremenda colisão entre os ventos ejetados pelas estrelas companheiras, que espiralam à medida que elas seguem suas órbitas. (Crédito: ESO e A. Okazaki)\nEta Carinae é uma estrela do tipo\npilhada lá dentro? Certas anãs bran-\nvariável: muda de brilho constantemente.\ncas, por exemplo, têm pulsações de luz,\nNesse caso, as variações seriam acom-\nvariações regulares na luminosidade.\npanhadas por grandes jorros de maté-\nDepois de mapeadas durante algum\nria. Existem sinais fortes – obtidos em\ntempo, as pulsações dão muitas indi-\ngrande parte pela astronomia brasileira\ncações importantes: pode-se estimar a\n– de que a nuvem oculta duas estrelas,\ngravidade e a temperatura na superfí-\ngirando uma em torno da outra. Ambas\ncie desse objeto, ou de que maneira a\nseriam enormes, já que, juntas, emitem\nestrela está se transformando. É possí\numa energia equivalente a cinco milhões\nvel até imaginar como era a estrela que\nde estrelas como o Sol.\ncriou o objeto compacto. As pulsações\nEm todos esses casos, é útil ob-\nsão o único meio de estudar as estrelas\nservar a variação do brilho dos objetos\n“por dentro”. É o mesmo tipo de estudo\nestudados. Isso indiretamente fornece\ndo interior da Terra pelas oscilações\ninformação sobre as camadas internas\nproduzidas por terremotos, chamado\ndas estrelas: como a matéria está em-\nAo lado, a nebulosa da Tarântula (na parte superior) é uma das regiões mais estudadas com o objetivo de entender a formação das estrelas de grande massa. Mede cerca de mil anos-luz, ou dez mil trilhões de quilômetros, e contém grandes nuvens de matéria energizadas pela radiação de estrelas gigantes recém-nascidas. Está a 170 mil anos-luz da Terra, o que é bem perto em termos astronômicos, e fica numa galáxia satélite da Via Láctea, a Grande Nuvem de Magalhães, que pode ser vista a olho nu. (Crédito: ESO)\nMas, além disso, medindo a idade\ninclusive usando telescópios como o de\ndas anãs brancas mais antigas de uma\n1,6 metro de diâmetro do Laboratório\ngaláxia, chega-se a uma estimativa da\nNacional de Astrofísica, o SOAR e o Gem-\nidade da própria galáxia. Mas, por se\nini Sul, ambos situados no Chile. Um dos\nrem pouco luminosas, só enxergamos\ndesafios interessantes dessa pesquisa\nas anãs brancas da nossa própria ga-\nsão dois fenômenos previstos há 40\nláxia. Outra possibilidade interessante\nanos e nunca antes verificados: a cris-\né verificar se a anã branca está acom-\ntalização e a liberação de calor latente,\npanhada de outra estrela ou de um\ncomo quando a água congela. O estudo\nplaneta. Esse tipo de estudo foi feito\nrecente de anãs brancas no aglomerado\npor brasileiros e seus colaboradores\nglobular NGC 6397 por brasileiros e seus\nestrangeiros para algumas estrelas.\ncolaboradores estrangeiros comprovou\nEm duas delas, por exemplo, chamadas\nesses dois fenômenos.\nG117-B15A e R548, a indicação é de que\nSurtos de raios gama são os even-\nestão sozinhas – se houver um objeto\ntos de maior energia observados no Uni-\ngirando em torno delas, deve ser bem\nverso, e quase nada se sabe de conclusi-\npequeno, mais de dez vezes menor\nvo sobre eles. Em milésimos de segundo,\nque Júpiter. Noutra investigação, nos\nàs vezes, os surtos de raios gama liberam\nEstados Unidos, com a colaboração\nmais de 1044 Joules – ou seja, cem mi\nde brasileiros, descobriu-se o primeiro\nlhões de vezes mais do que o Sol produz\ncandidato a planeta girando em torno\nem um século. Esse incrível farol cós-\nde uma anã branca, a GD 66.\nmico não é de luz visível, como acontece\nTambém foi possível triplicar o\ncom o Sol, mas de raios gama, que são\nnúmero de anãs brancas pulsantes co\num tipo de radiação eletromagnética,\nnhecidas. Nos próximos anos, a meta é\ncomo a luz comum, só que sua energia\nestudar vários outros astros desse tipo,\né muitíssimo mais alta.\nEm 1987 viu-se pela primeira vez ao telescópio, a uma distância relativamente pequena, uma grande explosão estelar: uma supernova, que por alguns dias brilhou mais que a galáxia inteira. Chamada de SN1987A, ela ocorreu há 170 mil anos. Esta imagem mostra a colisão da onda de choque da explosão (como um colar de pérolas), que dez anos após a explosão atingiu o material anteriormente ejetado pelos ventos da estrela. (Crédito: NASA/HST)\nO gráfico mostra o aumento do brilho da SN1987A e depois o declínio, à medida que os restos da estrela se espalhavam e seu caroço central se reduzia a um corpo denso mas apagado. (Crédito: ESO)\nMas os instrumentos disponíveis são ineficientes para essa tarefa Além do surto principal, essas\nsível associar o afterglow de surtos\ndetonações deixam uma “claridade” um\nmais demorados (mais de dois segun-\npouco menos energética, composta de\ndos de duração) a uma supernova: a\nraios X, luz ultravioleta, luz visível, on-\nexplosão de uma estrela gigante. Essa\ndas de rádio, luz infravermelha e outras\ndescoberta foi feita analisando os raios\nradiações. É o chamado afterglow (ou\nX e a luz visível de vários surtos longos.\npós-brilho) da explosão. Seja qual for a\nCom isso foi possível, pela primeira\nfonte desses flashes, eles acontecem a\nvez, localizar as explosões de maneira\nbilhões de anos-luz da Terra (um ano-\nrazoavelmente precisa – chegou-se a\nluz equivale a aproximadamente dez\nsupernovas no mesmo local, indicando\ntrilhões de quilômetros).\nque o clarão vinha delas. Mais recente-\nComo são um clarão intenso, e\nmente foi possível analisar o afterglow\nvisto dessa distância, pode-se imaginar o\nde surtos mais rápidos, com menos de\nproblema: no princípio nem era possível\ndois segundos de duração.\nsaber direito de que ponto do espaço\nO primeiro clarão desse tipo foi\naquilo vinha. Os primeiros surtos foram\nlocalizado na borda de uma galáxia anã.\nregistrados no final dos anos 1990, e são\nNo entanto, esse surto não veio de uma\nvistos duas ou três vezes por semana,\nsupernova, de acordo com cálculos que\ndetectados por telescópios em órbita da\nvêm sendo feitos. Mesmo os surtos de-\nTerra. Mas os instrumentos disponíveis\nmorados não parecem estar associados\nsão ineficientes para essa tarefa. Acredi-\napenas a uma supernova simples, isto é, à\nta-se que se poderiam ver mais surtos se\nexplosão de uma única estrela ao desmo-\nexistissem mais telescópios.\nronar. A ideia atual é que eles acontecem\nOs cientistas estão trabalhando\nquando uma grande estrela forma uma\nduro para explicar esses fenômenos.\ndupla com um buraco negro, girando ve-\nNuma descoberta importante, foi pos-\nlozmente um em volta do outro.\nMagnetosfera de um pulsar. Os pulsares são estrelas de nêutrons com campos magnéticos fortíssimos, da ordem de tri lhões de Gauss. Esses “cadáveres de estrelas” giram muitas vezes por segundo e seus p0los magnéticos são inclinados em relação ao eixo de rotação, como no caso da Terra. Como eles emitem luz só num feixe estreito ao longo do polo, o feixe varre o espaço como um farol marítimo. Um observador distante vê uma sequência de pulsos luminosos - daí o nome pulsar. (Crédito: NASA/Chandra)\nSe houver uma trombada entre os\nquantidade de energia. Essa energia é\ndois astros, por algum motivo, a colisão\ncomparável à que se observa nos surtos\npoderia gerar um surto de longa duração.\nde raios gama, indicando que o que so-\nNo caso dos surtos rápidos, imagina-se\nbra do astro extinto pode ser um novo\nque eles venham de um rearranjo interno\ntipo de astro: uma estrela de quarks.\nde um resto de supernova – o caroço que\nTodos os surtos de raios gama ob-\nsobra da morte de uma estrela gigante.\nservados estão fora da Via Láctea, mas\nAcontece que esse tipo de objeto contém\nexiste um fenômeno parecido, que se\napenas partículas atômicas, como se ele\norigina dentro da nossa galáxia. São os\nfosse um núcleo atômico gigante, feito\n“repetidores de raios gama macios”, que\nde nêutrons (o nêutron é um dos três\nemitem principalmente raios X, mas vez\ncomponentes dos átomos, ao lado dos\npor outra liberam surtos moderados de\nelétrons e dos prótons).\nraios gama (um bilhão de vezes mais\nPor isso, alguns astros gerados\nfracos que seus parentes distantes),\npelas supernovas são chamados de es-\ncom duração de um décimo de segundo.\ntrelas de nêutrons. Mas os nêutrons\nApenas quatro surtos desse tipo foram\n(assim como os prótons) são feitos de\nvistos até agora, três deles na Via Lác-\npartículas ainda menores, que são os\ntea e outro na Grande Nuvem de Maga\nquarks. Significa que, se os nêutrons se\nlhães, uma galáxia satélite da nossa. Um\ndesintegram, liberam os quarks de que\ndeles, o SGR 1806-20, na constelação\nsão feitos e, junto com eles, uma imensa\ndo Sagitário, brilhou centenas de vezes\nmais que os outros. A origem desses\nvárias estrelas, todas girando em torno\nsurtos próximos pode ser uma estrela\nde um centro comum). Quase 60% das\nde nêutrons com um campo magnético\nestrelas próximas do Sol são duplas, ou\nmuito forte à sua volta.\nbinárias, o que torna muito importante o\nEm algumas circunstâncias, esse\nestudo dessas combinações. Mas por que\nímã poderoso pode provocar rachaduras\nas estrelas duplas são tão comuns? A res-\nno corpo do astro, que tende a “preen\nposta pode ser uma espécie de equilíbrio\ncher” os buracos de forma violenta.\n“natural”: veja o caso do sistema solar,\nQuanto maior a deformação, maior é o\nformado pelo Sol e pelos planetas que\nsurto energético produzido. Outra ex-\ngiram à sua volta. Quase toda a massa\nplicação plausível é que a estrela de\ndo sistema encontra-se no Sol, que é,\nnêutrons pode ter um disco de matéria à\nsozinho, mil vezes mais pesado que o\nsua volta, provavelmente feito da matéria\nconjunto dos planetas. Em compensa-\nda própria estrela que gerou a estrela de\nção, os planetas respondem por quase\nnêutrons. Se partes do disco caírem sobre\ntoda a rotação do sistema (que é medi-\na estrela de nêutrons, pode haver surtos\nda por um número chamado momento\nde raios gama. O uso de grandes telescó-\nangular). Essa divisão vem de quando o\npios, como os de dezenas de metros que\nsistema solar se formou, a partir de uma\nestão sendo planejados agora, certa-\nnuvem de matéria em rotação, que aos\nmente poderá ajudar a definir melhor o\npoucos foi se contraindo por efeito da\nque acontece quando os astros criam es-\nforça gravitacional. No final, houve uma\nsas imensas explosões luminosas no céu.\ndivisão: a maior parte da massa da nu-\nA grande maioria das estrelas não\nvem inicial acumulou-se no centro e deu\né solitária, como o Sol. Elas existem prin-\norigem ao Sol; em compensação, a maior\ncipalmente em duplas (mas também em\nparte da rotação da nuvem foi repassada\ntrios ou em arranjos maiores, reunindo\npara os planetas.\nNote que o momento angular de-\nprocesso. É nos sistemas binários que se\npende do raio de rotação e da velocidade\nchega com mais precisão e confiança a\nde rotação: antes da nuvem encolher, o\nalguns dos números básicos das estrelas,\nraio era grande e a velocidade pequena,\ncomo a massa, o raio e a temperatura.\nmas o raio foi diminuindo enquanto a nu-\nOs astrônomos construíram modelos\nvem se contraía e a velocidade aumentava.\nmatemáticos que descrevem bem a es-\nMas partes da matéria da nuvem conden-\ntrutura interna e a evolução das estrelas\nsaram-se longe da estrela. No fim das con-\nsituadas dentro de certos limites: as que\ntas, o sistema conservou todo o momento\ntêm massa igual ou maior que a do Sol,\nangular da nuvem. Nada se perdeu.\naté o limite de 20 vezes a massa do Sol\nÉ previsível, portanto, que esse\n(M0). Para estrelas menores ou maiores\nmesmo mecanismo leve à formação de\nque esses limites, ainda aparecem dis-\nestrelas duplas, em decorrência da ne-\ncrepâncias importantes entre os modelos\ncessidade de conservar os momentos an-\ne as observações.\ngulares das nuvens que as criaram.\nTentar cobrir essa lacuna, por-\nPelo mesmo raciocínio pode-se\ntanto, parece ser um dos focos da pes-\nespecular que boa parte das estrelas não\nquisa nesse campo, atualmente, e o\nbinárias deve ter planetas à sua volta, isto\nestudo das estrelas duplas pode trazer\né, que a existência de planetas seja mais\nalgumas respostas para lacunas exis-\numa regra do que uma exceção no Uni-\ntentes na dinâmica e estrutura estelar.\nverso, ou pelo menos nas galáxias com\nA ideia é localizar e investigar sistemas\nrotação, espirais como a nossa.\nadequados para se medir com precisão\nO nascimento das estrelas é um\nas massas, os raios e as temperaturas\ndos aspectos mais desafiadores da ciên-\nestelares. Parece promissor estudar du-\ncia do Universo, e o estudo dos sistemas\nplas de estrelas jovens nos estágios ini-\nbinários é uma chave para entender esse\nciais da evolução estelar.\nUma descoberta excitante, feita\ncurvas de luz, por exemplo, indicam como\nrecentemente, envolve sistemas binários\no brilho de uma estrela varia com o tem-\nde estrelas bem pequenas (chamadas\npo, e, entre outras coisas, pode revelar a\nanãs marrons) que também são eclip-\nmassa da estrela.\nsantes, o que quer dizer que, ao girar,\nTambém é preciso determinar cor-\numa das estrelas passa periodicamente à\nretamente a cor da estrela, que está asso-\nfrente da outra, quando se olha do ponto\nciada à temperatura nas camadas exter-\nde vista da Terra. Esse fato ajuda muito\nnas da estrela: as vermelhas são mais frias\na analisar os astros que compõem uma\nque as azuis, por exemplo. Outro dado cru-\ndupla, especialmente para calcular seus\ncial são as mudanças nas estrelas por cau-\nraios e temperaturas.\nsa do movimento delas: se uma estrela se\nAs estrelas atualmente se for-\naproxima de um observador, sua cor – não\nmam em “berçários”, que são regiões de\nimporta qual seja – fica um pouco mais\ngrande concentração de poeira e gás, ou\nazulada. Quando a estrela se afasta, a cor\nseja, nuvens de matéria no espaço. Em\nfica mais avermelhada, pois o movimento\nalguns pontos da nuvem, a matéria dá\nem nossa direção diminui o comprimento\ninício à formação estelar porque entra\nde onda da luz emitida e, quanto menor\nem processo de contração pela atração\no comprimento de onda, mais azul parece.\ngravitacional entre as partículas de poei\nEsse trabalho fica mais fácil, porém, quan-\nra e as moléculas de gás. Como acontece\ndo se tem à disposição instrumentos de\nem geral, as estrelas duplas são comuns\nprimeira linha, como o SOAR e o Gemini.\nnesses agrupamentos e alvos privilegia-\nEles têm dado um impulso firme aos estu-\ndos para se observar a evolução estelar\ndos dos brasileiros sobre nascimento, vida\nnos estágios iniciais. Não é simples como\ne morte das estrelas.\nparece, porque é preciso combinar um\nOutro campo de estudo é o cál-\ngrande número de dados distintos. As\nculo da idade do universo a partir do\nestudo de suas estrelas mais velhas, como as anãs brancas frias. Essa pesquisa é feita desde 1987 por um grupo que reúne cientistas brasileiros e americanos. Naquela época, esse grupo era o único que sugeria uma idade inferior a 15 bilhões de anos para o universo, e esBuraco negro binário em 3C75. No centro das grandes galáxias sempre se encontram buracos negros gigantes. Esta tem dois. A massa do conteúdo estelar do bojo dessas galáxias é proporcional à massa do buraco negro central, indicando que ele está intimamente ligado a toda a galáxia. É possível que os buracos negros gigantes sejam as sementes das galáxias. (Crédito: NASA/Chandra).\ntava no rumo certo: a estimativa atual, bastante precisa, é de que o cosmo tenha 13,7 bilhões de anos. Além disso, esse mesmo grupo de pesquisadores foi o primeiro, em 1992, a localizar um “diamante no céu” – uma estrela de carbono cristalizado da mesma forma que um diamante, batizada com a sigla BPM 37093, pois é a estrela número 37.093 do catálogo chamado Bruce Proper Motion. Depois disso, o grupo descobriu várias outras estrelas cristalizadas, utilizando, para isso, dados do Telescópio Espacial Hubble. Fez progresso também ao localizar anãs brancas massivas que podem estar prestes a gerar uma supernova, se receberem massa de outra estrela em um sistema binário interagente. Os telescópios usados para\nestudar as estrelas massivas foram do\nNa década de 1970 ficou demons\nSloan Digital Sky Survey e os Gemi\ntrado que é muito comum no universo\nni. Supernovas são grandes explosões\numa estrela transferir matéria para\nterminais das estrelas, e, nesse caso,\noutra, em certos sistemas binários, que\nas possíveis supernovas são de um\nreúnem não apenas estrelas tradicionais,\ntipo particular, chamado Ia: acontece\nmas também anãs brancas, estrelas de\nquando uma anã branca mais pesada\nnêutrons e buracos negros. Essa transfe\ntem uma companheira que se expande\nrência ocorre porque, na evolução de\ne joga pedaços dela na anã branca,\ntodas as estrelas, quando acaba o com-\nseguindo a atração gravitacional.\nbustível nuclear no núcleo, elas se expan-\nA matéria da companheira cai\ndem, tornando-se gigantes e supergigan-\nna anã branca, que não suporta o peso\ntes e a distância entre as estrelas pode\nextra e explode. As supernovas Ia são\ntornar-se similar ao raio delas. Existe um\nmuito importantes porque, no caso\nzoológico nesse mundo: binárias de raios\ndelas, é possível saber qual foi a quanti-\nX de alta e baixa massa, variáveis cataclís-\ndade de luz gerada pela explosão. Com\nmicas, sistemas simbióticos etc.\nisso, pode-se deduzir a que distância\nCada um desses nomes designa\nela ocorreu: se estiver longe, menos luz\nalguma característica dos sistemas,\nchega à Terra, e a explosão vai parecer\nmas existe um traço comum à maio-\nmais fraca. Se ela parecer muito bri\nria deles: é que a energia do conjunto\nlhante, é porque está mais perto. Essa\né dominada não pelo brilho de cada\npeculiaridade tornou as supernovas Ia\nestrela em particular, mas pela trans-\ninstrumentos poderosos para estudar\nferência de massa de um para outro.\na expansão do universo, por exemplo, e\nEsse processo leva à formação de anéis\nelas foram as primeiras a indicar a exis\nde poeira e gás semelhantes aos anéis\ntência da energia escura, de repulsão.\nde Saturno, mas apenas na aparência.\nO sistema binário GRO 1655-40 é composto de uma estrela normal de duas massas solares ligada gravitacionalmente a um buraco negro de sete massas solares. A ilustração mostra matéria sugada da companheira normal para o disco de acreção em torno do buraco negro. O disco de acreção é tão quente que emite raios X e expele ventos a altas velocidades. (Crédito: M. Weiss NASA/Chandra)\nChamados de disco de acreção, os anéis\ndo que nos sistemas estelares simples.\nem duplas de estrelas envolvem a perda\nNesse caso, o objeto que captura massa\nde massa de um dos astros e a queda\né um buraco negro gigante, que geral-\nacelerada dessa massa em direção ao\nmente tem massa um milhão de vezes\noutro componente da dupla.\nmaior que a do Sol, podendo chegar a\nPor conservação de momento an-\num bilhão de vezes. Buracos negros são\ngular, a massa cadente entra em órbita\nos corpos mais densos que existem no\nao redor da estrela que a atraiu, adquirin-\nuniverso, já que suas massas enormes\ndo velocidades muito altas que aquecem\nestão concentradas em volumes minús-\na massa circulante. Com isso, ela passa a\nculos, em comparação com as estrelas.\nemitir grande quantidade de luz. Ocor-\nAssim como as anãs brancas e as estrelas\nrem, ao todo, quatro transformações:\nde nêutrons, eles também são corpos co-\nquando está prestes a cair, a matéria da\nlapsados, isto é, resultam da morte de\nestrela que perde massa tem energia po-\nestrelas normais. Existe uma ordem de\ntencial porque está sendo atraída pela\ngrandeza: as anãs são restos de estrelas\ngravidade da outra estrela; depois ganha\nmenores, como o Sol, e as estrelas de\nvelocidade de queda e de rotação, que é\nnêutrons e os buracos negros resultam\nenergia cinética; nesse ponto, os choques\nda explosão de estrelas grandes.\nentre as partículas criam calor, ou ener-\nAlém disso, pode haver uma espé-\ngia térmica; enfim, os átomos e molécu-\ncie de “promoção”, nessa hierarquia – se\nlas da massa vibram por causa do calor e\numa anã branca receber massa de uma\nemitem luz, que é energia radiativa.\ncompanheira binária, por exemplo, ela\nAinda na década de 1970 desco-\npode explodir e transformar-se numa\nbriu-se que também acontecem grandes\nestrela de nêutrons, mais densa e mais\ntransferências de matéria no núcleo\ncompacta. Da mesma forma, se uma es-\ndas galáxias, numa escala muito maior\ntrela de nêutrons receber massa de seu\npar, pode virar um buraco negro. É por\ndistinguir um disco de acreção de uma\nmeio dessa acumulação progressiva de\nestrela comum. Mas essa simplificação,\nmassa, aparentemente, que surgem os\napesar de útil, pode ser enganosa, porque\nburacos negros gigantes nos centros\nexiste uma variedade enorme de siste-\ndas galáxias, ou pela colisão de buracos\nmas galácticos superbrilhantes.\nnegros menores, que perdem energia ro-\nE esse é um dos desafios que en-\ntacional, isto é, momento angular, pela\ncontraram o SDSS (Sloan Digital Sky Sur-\nemissão de ondas gravitacionais. Os\nvey) e esperam a nova geração de telescó-\nnúcleos das galáxias são onde as estre-\npios gigantes para coletar dados, fazer\nlas estão mais concentradas – ou seja,\num vasto recenseamento no universo e\nexiste muita matéria para alimentar o\nclassificar toda a fauna cósmica. Depois,\ncrescimento dos buracos negros. Então\né preciso estudar todos os inúmeros ti-\nsurgem imensos discos de acreção, cujo\npos de núcleos galácticos para tentar\nbrilho pode superar, em alguns casos em\ndescobrir como eles evoluem, se existem\nmil vezes, o de todo o resto da galáxia.\nregiões cósmicas mais ou menos povoa-\nDe forma geral, o brilho dos dis-\ndas, quais são os tipos mais comuns e\ncos de acreção depende da quantidade\nassim por diante. O mesmo vale para os\nde massa que cai e entra em rotação ao\ndiscos menores, formados por objetos\nredor do objeto central. Como essa quan-\nestelares, em vez de núcleos galácticos.\ntidade varia com o tempo, a luminosi-\nCom os telescópios gigantes da próxima\ndade acompanha essa oscilação. Outra\ngeração, eles podem ser observados em\ncaracterística marcante é que esse brilho\noutras galáxias, além da Via Láctea.\ncontém muita luz ultravioleta, e mesmo\nNo final do século XVIII, o filó-\nraios X, comparado com o das estrelas\nsofo alemão Imanuel Kant (1724-1804)\ncomuns. Então, juntando as oscilações\nsugeriu que inúmeras “manchinhas”\nde brilho com dados sobre a cor, pode-se\nvistas no céu eram, de fato, gigantescas\nA observação da galáxia de Andrômeda e a medida de sua distância (2,2 milhões de anos-luz) nos permitiu descobrir que a Via Láctea também forma uma galáxia espiral, uma ilha de 200 bilhões de estrelas. A parte central amarelada é composta por estrelas pequenas e velhas e os braços espirais por estrelas jovens com massas muito superiores à do Sol. Ambas as galáxias são circundadas por halos esféricos muito velhos, formados por aglomerados globulares de estrelas, do tipo de Omega Centauri. (Crédito: Robert Gendler)\nA maioria das estrelas da Via Láctea nascem em grandes aglomerados de estrelas que aos poucos se dispersam pelo espaço. São os chamados aglomerados abertos, como NGC3603 (20 mil anos-luz de nós), que são observados enquanto ainda jovens (um milhão de anos). A luz desses aglomerados é dominada por estrelas azuis, de massa muito maior que a do Sol, que com seus ventos poderosos empurram para longe a nuvem que as formou. (Crédito: NASA/HST)\ncoleções de estrelas, ou “universos-ilhas”,\ngaláxia. Isso deve-se em parte porque,\ncomo ele as chamou. Só pareciam peque-\ncomo estamos dentro dela, não podemos\nnas porque estavam longe demais. Hoje\nvê-la por inteiro. A parte que conhecemos\nsabe-se que algumas daquelas minús-\nmelhor são as regiões mais próximas – as\nculas manchas (ou nebulae, em latim)\nque estão do mesmo lado que o Sol em\ncontêm mais de cem bilhões de estrelas,\nrelação ao centro da Via Láctea. O Sol está\ne são chamadas de galáxias.\na cerca de 25 mil anos-luz do centro da\nA palavra ilha não é mais usada,\nVia Láctea, que se encontra na direção da\nembora fosse bastante apropriada em\nconstelação do Sagitário. Essas regiões\nvista da enorme distância que separa\nforam mapeadas ao longo de muitas dé-\nas estrelas de uma galáxia das estrelas\ncadas, mas a outra metade permanece\nde outra galáxia. O Sol, por exemplo, é\noculta atrás das massas de gás e poeira\numa das centenas de bilhões de estre-\nespalhadas entre as estrelas.\nlas de uma galáxia, a Via Láctea, e as\nEmbora rarefeitas individualmen\nestrelas mais próximas do Sol estão a\nte, essas massas de poeira e gás aos\nmenos de cem trilhões de quilômet ros\npoucos absorvem quase toda a luz que\n– ou dez anos-luz, pois cada ano-luz,\nvem do lado de lá da galáxia. Com isso,\na distância que a luz percorre em um\nos telescópios ópticos não recebem in-\nano, vale cerca de dez trilhões de quilô-\nformação suficiente para determinar a\nmetros. Isso é muito pouco comparado\nforma exata do lado oculto da Via Lác-\nà distância da galáxia mais próxima,\ntea. Isso vale especialmente para os bra-\nque está situada a dois milhões de\nços espirais, que são uma das principais\nanos-luz, ou 20 milhões de trilhões de\nestruturas das galáxias. Mas como as\nondas eletromagnéticas em rádio têm\nSabemos relativamente pouco so-\ncomprimentos de onda muito maior do\nbre a estrutura interna da nossa própria\nque os grãos de poeira, elas não são tão\nabsorvidas por essas massas, e são ex-\ndepois da passagem da outra galáxia,\ntremamente úteis nesses estudos.\nela tende a perpetuar a nova forma es-\nA compressão do gás pela rota-\npiralada, sugerindo que os braços são\nção dos braços espirais das galáxias é\nestáveis. Mas, para testar essa ideia, é\num dos principais mecanismos desen-\nfundamental obter a maior quantidade\ncadeadores da formação de estrelas\npossível de informação. Caso contrário\nnas galáxias, e coloca uma série de per-\nos modelos teóricos tendem a fornecer\nguntas intrigantes. Como eles são cria-\ndos? Quanto tempo duram? Eles giram\nAtualmente existem meios de\njunto com as estrelas ou têm velocidade\ncontornar o obstáculo das massas de\nprópria, atropelando as estrelas, às ve\npoeira e gás, e os astrônomos brasilei\nzes, ou sendo atropelado por elas? O que\nros estão equipados para desbravar o\nos faz girar, em primeiro lugar? Com os\nlado oculto da Via Láctea. O país atual-\ndados disponíveis atualmente, alguns\nmente dispõe, por exemplo, de tempo\ndos braços são efêmeros e outros são\nnos telescópios com boa visão dos raios\nestáveis e, portanto, de longa duração.\ninfravermelhos – uma das formas de luz\nEssa diversidade, naturalmente,\ncom mais facilidade para atravessar gás\nestá associada à própria origem das ga-\ne poeira, uma vez que possui compri-\nláxias, no princípio do universo. Nessa\nmento de onda maior do que o tamanho\nlinha de pensamento, uma hipótese so-\ndos grãos de poeira.\nbre a origem dos braços é que as galá\nCom isso, os astrônomos podem,\nxias perturbam umas às outras: a gravi-\npor exemplo, localizar regiões de nasci-\ndade de uma galáxia, ao passar perto\nmento de grandes estrelas, que sempre\nde uma segunda, pode perturbar o con-\nse formam nos braços espirais e, indire-\njunto de gás e estrelas e reorganizá-la\ntamente, dão uma ideia de onde es-\nna forma de braços espirais. Mesmo\ntão localizados. Os grupos de pesquisa\nCefeida: estrela pulsante que obedece a uma relação definida entre o período e a luminosidade. As mais luminosas têm períodos mais longos.\nbrasileiros utilizam principalmente os\nmovimento das “bolas de estrelas” pode\ntelescópios SOAR e Gemini nessa tarefa.\ndar uma pista sobre a possível perturba-\nAo lado disso, tentam observar, não as\nção criadora dos braços. Os telescópios\npróprias estrelas, mas a concentração de\ngigantes da nova geração deverão encon-\nhidrogênio ionizado pelas estrelas muito\ntrar um bom número de aglomerados\nquentes, chamado HII, que é muito co-\nabertos mais distantes, já que a amostra\nmum nas galáxias espirais e tende a se\natualmente disponível situa-se num en-\nconcentrar nos braços. Portanto, o mapa\ntorno de três mil anos-luz do Sol – e a Via\ndo gás também fornece indícios impor-\nLáctea é muito maior, com um diâmetro\ntantes sobre a estrutura galáctica. Essa\nde 90 mil anos-luz.\nbusca poderá ser feita de um modo\nOutra pista são as Cefeidas, que\nainda melhor com o grande conjunto de\nsão estrelas pulsantes – elas incham e\nradiotelescópios Alma, em construção\nencolhem regularmente, e ao mesmo\nno Chile, mas que ainda não conta com\ntempo seu brilho aumenta e diminui\nem escalas de tempo de poucos dias. Es-\nOs astrônomos também procuram\nsas oscilações permitem deduzir o brilho\nanalisar a velocidade das estrelas da Via\npróprio das Cefeidas, e a partir daí deduzir\nLáctea de forma bem detalhada, o que\nse estão mais próximos ou mais distan-\nlhes pode dar uma ideia de sua trajetória\ntes, conforme pareçam mais ou menos\nno passado. Nesse caso, é útil estudar\napagadas daqui da Terra. O LSST deverá\nobjetos muito interessantes, chamados\nfazer uma vigilância de grandes áreas do\naglomerados abertos, que são grandes\ncéu, medindo o brilho das estrelas dessas\n“bolas de estrelas”, nascidas nos braços\náreas de três em três dias. Assim poderá\nespirais. E há sinais de que os aglomera-\ndescobrir as que estão pulsando como\ndos recebem um impulso dos braços es-\nCefeidas e deduzir as distâncias das áreas\npirais quando estes nascem. Se é assim, o\nem que cada Cefeida se encontra.\nN galáxias mais maduras tendem a ter mais átomos pesados\nEm seguida, tenta-se medir as\nagrupam em nuvens, que então se con-\nvelocidades das estrelas de cada região\ntraem e formam novas estrelas. Portanto,\ngaláxias mais maduras tendem a ter\ntelescópios do Observatório do Pico dos\nmais átomos pesados. À medida que a\nDias, SOAR e Gemini. Aos poucos vai-se\ngaláxia envelhece, suas estrelas tendem\nmontando um panorama dinâmico de\na ficar mais ricas em átomos pesados em\ndiferentes partes da galáxia. Distâncias e\ncomparação com o hidrogênio.\nvelocidades precisas são as informações\nA metalicidade depende muito\nnecessárias para se determinar melhor\ndos braços espirais, que têm papel de-\na curva de rotação da Via Láctea, que é\nterminante no nascimento de novas es-\num dado básico para poder determinar a\ntrelas nas galáxias espirais, como a Via\nmassa total da galáxia e estimar a quan-\nLáctea. De fato, observa-se, por exemplo,\ntidade de matéria escura.\nque regiões de rápida formação estelar\nficam, ao mesmo tempo, mais ricas em\ndas galáxias é a sua metalicidade, que é a\noxigênio interestelar (disperso no espaço\nquantidade de átomos mais pesados que\nentre as estrelas). O oxigênio, por sua vez,\no hidrogênio e o hélio e sua distribuição\nprovém principalmente de supernovas\npor todo o volume galáctico. O hidrogênio\nconhecidas como de tipo II, que estão as-\né, ao mesmo tempo, o elemento mais co-\nsociadas tanto aos braços espirais quan-\nmum, mais simples e mais leve que exis\nto à formação de estrelas massivas (com\nte: todos os outros átomos são feitos a\nmassa mais de dez vezes maior que a do\npartir do hidrogênio dentro das estrelas,\nSol, nesse caso). Nessa linha de raciocínio,\nque, quando explodem, espalham os no-\nquando se observa material interestelar\nvos átomos pelo espaço.\nrico em metais, deslocando-se à mesma\nCom o tempo, a gravidade volta\nvelocidade que um braço, isso é sinal de\na reunir essas partículas soltas: elas se\nque ambos estão há bastante tempo jun-\nNão se sabe do que é feita a m matéria escura tos, ou seja, que o braço é uma estrutura\nemite luz. Mas sabemos que ela existe\nde longa duração.\npor causa dos seus efeitos gravitacio-\nEm resumo, a soma desses vários\nnais: a matéria escura faz as galáxias gi-\ntipos de informação pode levar a uma\nrarem mais depressa do que girariam se\nvisão completa da estrutura da Via Lác-\nsó tivessem estrelas, por conterem mais\ntea. E isso não é tudo, porque mesmo nas\nenergia. Dados melhores sobre a den-\nregiões mais próximas do Sol ainda exis\nsidade estelar da Via Láctea permitem\ntem muitas estrelas que nunca foram\ncalcular mais precisamente sua rotação.\nestudadas, porque são muito fracas. Isso\nComparando esse número com a rota-\nagora pode ser feito com novos instru-\nção que se observa na prática, deduz-se\nmentos, que são capazes de ver até as\no efeito da matéria escura: quanto maior\nestrelas mais fracas num raio de quase\na rotação, maior a massa de matéria es-\nmil anos-luz em torno do Sol. Essa conta-\ncura escondida na galáxia.\ngem vai levar a um número mais preciso da densidade estelar da galáxia, isto é, o número total de estrelas dividido pelo volume total da Via Láctea. Dados mais precisos sobre a densidade de estrelas ajudam a entender outras estruturas além dos braços espirais, como o bojo, o disco, o halo e a barra da galáxia. Também se pode usar esses dados para checar um componente intrigante das galáxias: a matéria escura. Não se sabe do que é feita a matéria escura porque, como diz o nome, ela não\nOmega Centauri: as estrelas de aglomerados globulares como este, formaram-se todas juntas há 12 bilhões de anos. Parecem joias no espaço. Poucos objetos celestes são mais impressionantes. Nesta imagem veem-se parte dos dez milhões de astros-irmãos do aglomerado. (Crédito: NASA e ESA/HST)\nCada uma das grandes estruturas\nde aglomerados desconhecidos, por meio\ndas galáxias tem sua própria população\nde raios infravermelhos, com o telescópio\nde estrelas, e para entender a estrutura é\nVista, do ESO, Observatório Meridional\npreciso conhecer bem as suas populações\nEuropeu, que vai observar o bojo da Via\nestelares: identificar as características\nLáctea e as áreas próximas do bojo. E há\npróprias das estrelas que pertencem às\nbrasileiros envolvidos numa investigação\ncomponentes principais, que são o bojo,\na ser feita pelo telescópio Vista sobre as\no halo e o disco, este último incluindo os\nNuvens de Magalhães, duas pequenas\nbraços espirais. Esses dados são básicos\ngaláxias satélites da Via Láctea.\ne têm de ser determinados com muito\nNuma outra vertente dessa pes-\nmais detalhes do que os disponíveis até\nquisa, os brasileiros devem usar os\nagora. Daí a importância de um estudo\ntelescópios Gemini, VLT e SOAR para\nrecente, feito por um grupo brasileiro,\nobter dados espectroscópicos de dife\nque identificou 340 novos aglomerados\nrentes populações de estrelas. A espec-\nde estrelas situados no disco da Via Lác-\ntroscopia, que é a decomposição da luz\nem suas cores básicas, fornece pistas O número de aglomerados conhe\nsobre a composição química das es-\ntrelas, entre outras coisas. Nesse caso,\ndesse estudo, indicando o quanto falta\ninteressa saber a metalicidade especí-\ninvestigar para termos uma visão mais\nfica das diversas populações estelares.\ncompleta da Galáxia em que vivemos. Os\nEm particular, busca-se determinar a\nastrônomos brasileiros podem ajudar a\nmetalicidade, expressa como a quan-\nampliar o conhecimento nessa linha de\ntidade de ferro existente numa estrela\npesquisa. Ainda em 2009, por exemplo,\nem relação ao hidrogênio.\ngrupos brasileiros devem começar a ana\nA evolução química, por sua vez,\nlisar os dados obtidos de uma nova busca\nestá ligada à dinâmica da galáxia, ou\nseja, à sua forma e aos movimentos das estrelas. Daí a necessidade de comparar diversas informações sobre metalicidade em populações estelares distintas – inclusive em outras galáxias – para se construir teorias mais precisas sobre a evolução da química do universo. Betelgeuse: a imagem mais nítida de uma estrela supergigante. Se colocada no lugar do Sol, preencheria a órbita de Júpiter. O gás quente, proveniente do interior da estrela, emerge no centro das células convectivas, esfria-se e mergulha em suas bordas. (Crédito: NASA/HST)\nEssa é uma área em rápido desenvolvimento. Existe um esforço para montar modelos teóricos que expliquem, de maneira mais geral, a complicada distribuição de elementos químicos por todas as regiões e estruturas da Via Láctea. Vale ressaltar que essa complexidade é um dado recente. Há poucos anos não se imaginava que a galáxia fosse uma “fábrica” tão rica e diversa de elementos químicos. Uma fonte importante dos dados disponíveis nesse campo tem sido a observação das próprias estrelas, de um lado, e, do outro, das nuvens de matéria interestelar, com destaque para o hidrogênio II (ou HII). Esse gás tem papel proeminente porque é criado pela força da luz das grandes estrelas, que ar-\nranca elétrons do átomo de hidrogênio\nmatemáticas próprias para essa tarefa,\ncomum. Com isso, o hidrogênio torna-se\nmétodos de computação e modelos\nionizado e pode absorver e reemitir a\nteóricos sobre a evolução das galáxias.\nluz das estrelas que o iluminam, ou seja,\nMais de 500 mil galáxias já tive\ntorna-se uma fonte importante de infor-\nram suas imagens esmiuçadas por meio\nmação indireta sobre essas estrelas.\ndo código Starlight, com bons resulta-\nCom relação à observação direta\ndos. Nesse caso as imagens foram feitas\ndas estrelas, conseguem-se dados úteis\nem luz visível e existe grande interesse\ndas estrelas do bojo galáctico. Do ponto\nem desenvolver teorias evolutivas com\nde vista dos instrumentos, nos últimos\nas quais se poderá ampliar a utilidade\nanos, a astronomia brasileira começou\ndo código aplicado a imagens feitas em\na ter acesso aos chamados espectrógra-\nfos multiobjetos, e essa facilidade vai aumentar quando entrarem em ope ração o modo multiobjetos do espectrógrafo Goodman, no telescópio SOAR, em 2010, e espectrógrafos similares nos Gemini. Esses instrumentos ampliam as possibilidades técnicas de observação da química estelar e galáctica. Grupos brasileiros desenvolveram um método avançado para se decompor a luz das galáxias, chamado código Starlight. A decomposição – ou espectroscopia – da luz é feita em cada pixel de uma imagem, com a ajuda de equações\nCombinação de imagens da galáxia Centauro A revela os jatos de energia e matéria que um buraco negro extremamemente ativo, em seu centro. Estima-se que a massa desse astro negro seja cem milhões de vezes maior que a do Sol. Centauro A tem uma forma dúbia e pode ter surgido de uma colisão entre uma galáxia elíptica (forma de um melão) e uma espiral (como a Via Láctea). Está bem próxima, a cerca de 12 milhões de anos-luz. (Crédito: NASA/Chandra)\nGaláxias e seus núcleos energéticos\nInstrumentos com função especí-\nlho de galáxias relativamente distantes,\nfica invariavelmente abrem janelas para\nfornecendo, assim, diversas informa-\ngrandes descobertas na Astronomia. Um\nções sobre elas e, indiretamente, sobre\nexemplo disso são os telescópios que\no aspecto que o universo tinha quando\nutilizam óptica adaptativa, nos quais os\nera mais jovem. Como a luz dessas ga-\nespelhos ajustam-se automaticamente\nláxias demorou para chegar à Terra, por\npara melhorar a imagem dos objetos\ncausa das grandes distâncias envolvi-\ninvestigados, especialmente em relação\ndas, o que os telescópios veem é como\naos “borrões” criados pela atmosfera. O\num retrato do passado. Outro estudo\nresultado foi um grande impulso ao es-\nrecente importante examinou o centro\ntudo das galáxias, nos últimos anos.\ndas galáxias próximas, indicando que\nOutro exemplo foi o uso de grandes\nmuitas delas têm buracos negros em\nlevantamentos de objetos celestes, fo-\nseus núcleos, em maior proporção do\ntografados às vezes aos milhares em uma\nque se pensava até agora.\nsó imagem, e em seguida analisados tan-\nTambém se observou que mes-\nto do ponto de vista fotométrico (em que\nmo galáxias de massa relativamente\no que conta é a quantidade de energia lu-\npequena podem ter buracos negros em\nminosa) quanto espectroscópico (decom-\nseu núcleo. Além disso, os dados obtidos\npondo-se a luz emitida nas várias formas\najudam a investigar como esses objetos\nde luz que se misturam num raio lumino-\ncelestes evoluem, ou de que maneira\nso). Dois exemplos de levantamentos são\ndestroem estrelas à sua volta, por força\no SDSS e o 2MASS. O estudo das galáxias\nde maré. Outra descoberta importante\ntambém se beneficiou muito desse tipo\nfeita na última década foi que novas\nde ferramenta científica.\ngaláxias podem ser formadas durante\nUm estudo crucial recente, por\ncolisões de galáxias. Nesse caso, algumas\nexemplo, mapeou as oscilações no bri\nque surgem do choque cósmico são do\ntipo “galáxias anãs de maré”. Elas surgem\n(como grupos de galáxias caindo sobre\ndo gás expelido das “galáxias-mães” du-\naglomerados de galáxias, ou aglomera-\nrante a colisão, que também pode gerar\ndos caindo sobre outros aglomerados). A\nobjetos menores, como os aglomerados\nóptica adaptativa logo vai incorporar es-\nde estrelas. Os desastres galácticos não\npectrógrafos mais avançados, contendo\nsão muito comuns nas vizinhanças da\ncentenas de fibras ópticas num mesmo\nVia Láctea, onde vemos eventos recentes,\naparelho. Novas descobertas devem\nmas eles podem ter sido frequentes em\nacompanhar a ampliação dos levanta-\népocas passadas da história do universo.\nmentos para áreas maiores do céu e dis-\nA óptica adaptativa é extrema-\ntâncias maiores, ao mesmo tempo em\nmente útil na investigação dos objetos\nque os instrumentos de óptica adapta-\ncriados por colisões galácticas, que são\ntiva tornam-se de uso mais comum.\ngeralmente pequenos e exigem imagens\nO Brasil já tem acesso a instru-\nde alta precisão, que mostrem detalhes\nmentos com óptica adaptativa (Altair,\nda estrutura desses objetos e que deem\nNIRI e NIFS) no telescópio Gemini Norte,\nboas indicações sobre sua natureza e\ne terá acesso também ao módulo SAM,\nsuas propriedades. Já os levantamentos\nno telescópio SOAR, a ser instalado em\nfotométricos e espectroscópicos possibi\n2010. Dois instrumentos brasileiros estão\nlitaram o estudo das populações este-\nem construção e serão acoplados ao SAM.\nlares das galáxias e tiveram um papel\nUm deles é o espectrômetro SIFS (Espec-\ndestacado no entendimento das estrutu-\ntrógrafo SOAR de Campo Integral), que\nras mais amplas do próprio universo.\ndecompõe a luz de um grande número de\nAté estruturas novas foram desco-\nobjetos celestes simultaneamente, por\nbertas dessa maneira. São os chamados\npossuir uma unidade com 1.500 fibras in-\ngrupos fósseis de galáxias e os siste-\ndividuais. O outro é um filtro de imagem,\nmas que estão “caindo” sobre outros\no BTFI (Imageador com Filtro Ajustável).\nNGC 6217 é uma galáxia espiral barrada, com a barra muito maior que a da Via Láctea, mas com diâmetro de apenas 30 mil anos-luz. Seu núcleo brilhante não mostra atividade óbvia, mas provavelmente tem um buraco negro gigante dormente. (Crédito: NASA/HST)\nOs dois instrumentos comple-\nutilizam tecnologia de ponta de espec-\nmentam-se. O primeiro fotografa uma\ntroscopia tridimensional e devem entrar\nparte relativamente pequena do céu de\nem operação em 2010.\ncada vez e tem uma capacidade média\nA compreensão sobre a nature\nde decomposição da luz (decompõe os\nza dos núcleos das galáxias passou por\nraios luminosos em um número razoável\numa revolução na década passada. Até\nde “cores” distintas. Cobre boa parte das\nentão acreditava-se que o núcleo de\ncores visíveis ao olho humano – o “espec\nalgumas galáxias era perturbado pela\ntro óptico”, numa expressão mais técni-\npresença de gigantescos buracos negros,\nca. O segundo instrumento enxerga um\ncuja massa pode chegar a um bilhão de\npedaço relativamente grande do céu, tem\nvezes a do Sol. De lá para cá se perce-\nboa resolução espectral (decompõe em\nbeu, no entanto, que também existem\nmuitas cores) e cobre uma parte relativa-\ngrandes buracos negros nas galáxias\nmente pequena das cores visíveis. Ambos\ntranquilas, cujos núcleos não emitem\nenergia em quantidade excepcional. Foi o que mostraram os instrumentos cada vez mais precisos que entraram em ope ração nas últimas décadas. Entre eles, destaca-se o Telescópio Espacial Hubble e os grandes telescópios terrestres (não orbitais) dotados de ópO centro da Via Láctea abriga um buraco negro supermassivo dormente. Ele se esconde atrás de densas camadas de poeira, mas vem sendo observado com alta definição pelo telescópio Keck. Esta imagem mede apenas um segundo de arco de lado. Esta figura mostra as órbitas de estrelas em torno dele, ao longo de 13 anos, permitindo determinar sua massa em quatro milhões de vezes a do Sol. (Crédito: UCLA Galactic Center Group)\ntica adaptativa, capazes de enxergar melhor os raios infravermelhos, como é o caso dos Gemini Norte e Sul. Analisando essas novas informações, concluiu-se que o nível de atividade dos núcleos galácticos depende da quantidade de matéria que cai nos seus buracos negros. Dá-se a isso o nome de regime de acreção, que ocorre da seguinte forma: nas galáxias ativas, o buraco negro central passa por um regime de engorda, com matéria caindo das proximidades, na forma de gás e poeira soltos no espaço ou perdidos de estrelas vizinhas. Esse material, ao cair, entra em órbita e cria um disco de acreção ultrabrilhante em torno do buraco negro gigante. Nas galáxias não ativas, o corpo escuro central está em jejum por falta de material cósmico capaz de alimentar um\ndisco brilhante. Em resumo, não existe\nativos, sem que se saiba muito bem o\ndiferença essencial entre galáxias ativas\nque os empurra, e os jatos de ondas de\ne não ativas, existem apenas fases dis-\nrádio que espiralam para fora do nú-\ntintas no regime de acreção. Mas ainda\ncleo e se estendem geralmente muito\nrestam dúvidas sobre a atividade nuclear\nalém das fronteiras da própria galáxia.\ndas galáxias. Uma das mais importantes\nA última questão importante a ser res\né a geometria do disco: que formas ele\npondida é como medir diretamente a\npode tomar e que diferença isso pode\nmassa dos buracos negros ativos. Isso\ncausar em sua atividade?\ntem de ser feito por meio do movi-\nOutra questão em aberto diz\nmento das estrelas próximas: quanto\nrespeito à “ignição” da atividade do\nmaior o movimento, maior a gravidade\nnúcleo galáctico. Haveria um ou mais\ndo corpo escuro e, portanto, maior a\nprocessos físicos que serviriam de\nsua massa. Quase todas as massas\n“gatilho” da atividade? Um terceiro\nmedidas até hoje pertencem a buracos\nponto a investigar é o trajeto da maté-\nnegros de galáxias não ativas.\nria que cai no buraco negro. Não está\nA forma exata dos discos de\nclaro como ela se desequilibra, toma\nacreção, a primeira dúvida citada acima,\na direção do centro galáctico e acaba\nnão pode ser definida ao telescópio. Es-\ncapturada pela imensa gravidade do\nses objetos são estudados por seu brilho\nburaco negro. Também é interessante\ntotal, que dá uma ideia das partes mais\nmedir até que ponto o buraco negro\nexternas do disco, que é fino e opaco. Só\ndevolve matéria e energia para o es-\nagora começaram a surgir dados mais\npaço. Nessa conta somam-se a energia\nprecisos sobre a largura do disco, ou seu\nluminosa correspondente ao brilho do\nraio interno. Os telescópios Gemini e\ndisco de acreção, os “ventos” de poeira\nSOAR vêm monitorando algumas galá\ne gás que sempre jorram dos núcleos\nxias com esse objetivo.\ncomposto por 64 antenas de 12 o metros de diâmetro cada uma\nAlgumas informações sugerem\nlevam em direção ao buraco negro. Esse\nque a borda interna do disco – que fica\ntrabalho tem sido feito com os Gemini,\npróxima ao buraco negro – não é fina e\nsugerindo que a matéria em queda for-\nopaca, mas grossa e transparente. Ela\nma espirais nas proximidades do núcleo\nteria a forma de um anel de partículas\n(numa região de uns três mil anos-luz\nionizadas, formado por elétrons ou pró-\nà sua volta). Nessa tarefa recorre-se à\ntons. Essa hipótese ainda precisa ser\nespectroscopia de campo integral (IFU),\nverificada por instrumentos que captam\nque dá uma visão em duas dimensões\nondas ultracurtas de rádio. Existe uma\ndos movimentos de matéria. A tendên-\nproposta de instalar antenas na Argen-\ncia é ampliar o número de galáxias ob-\ntina – em um projeto chamado “VLBI\nservadas com esse fim, à medida que\nmilimétrico” – com o objetivo de cobrir\nalguns dos novos instrumentos citados\nessa lacuna. Essas antenas trabalhariam\nacima se tornem operacionais.\ncom as do radiotelescópio Alma, ainda\nPara medir a massa dos buracos\nem construção por diversos grupos es-\nnegros ativos diretamente, os astrônomos\ntrangeiros, composto por 64 antenas de\ncomeçaram a observar movimentos de\n12 metros de diâmetro cada uma, dispos-\nestrelas em galáxias próximas, utilizando\ntas ao longo de 14 quilômetros.\no Gemini, por meio de espectroscopia\nEm relação ao trajeto da matéria\nintegral (IFU). Também se usa o NIFS do\nque cai no buraco negro, a ideia é medir\nGemini, observando raios infravermelhos,\ncom precisão o movimento de massas\nque permitem detalhar as imagens com\nde gás na região nuclear de galáxias não\nprecisão. Mais amplamente, busca-se de-\nmuito ativas, porque nesse caso os “ven-\nterminar os tipos de estrelas existentes\ntos” não são muito fortes. Com isso, fica\nna proximidade dos núcleos galácticos.\nmais fácil identificar e analisar os movi-\nTrabalhos apresentados até agora\nmentos que mais interessam: os que\nindicam que há muitas estrelas jovens ou\no destino de cada “habitante” desse a agitado zoológico cósmico M83 é uma galáxia do tipo espiral barrada, a 15 milhões de anos-luz, na constelação de Hidra. Foi descoberta em 1752 no Cabo da Boa Esperança por Pierre Mechain. (Crédito: Rodrigo P. Campos OPD/LNA/MCT)\nde meia idade nessa região. Nas galáxias\nmais completo da evolução estelar nes-\nde núcleo não ativo, as estrelas tendem a\nsas áreas, incluindo também a evolução\num perfil etário mais maduro. Isso indica\nquímica da matéria interestelar. Com\nque a atividade do núcleo pode disparar\nisso espera-se ter uma ideia mais clara\no nascimento de estrelas, mas os dados\ndo movimento geral da matéria no lo-\nainda não são suficientes para compro-\ncal e desembaralhar a direção e o des-\nvar essa possibilidade.\ntino de cada “habitante” desse agitado\nAlguns grupos recorrem a técni-\ncas sofisticadas para produzir um quadro\nEste aglomerado de galáxias está a cerca de cinco bilhões de anos-luz de nós. As manchas amareladas são galáxias normais e os arcos azuis, galáxias muito distantes (no espaço e no tempo). Elas são azuis por serem jovens. São projetadas para a nossa direção pela gravidade do aglomerado, que, em sua maior parte, é devida a matéria escura, seis vezes mais abundante que a matéria normal (bariônica) das galáxias Nós fazemos parte do aglomerado da Virgem, que contém cerca de 2.500 galáxias. (Crédito: M. LEE AND H. FORD FOR NASA / ESA / JHU)\nEstruturas em grande escala do universo\nA forma e a evolução das galáxias\nesses efeitos. Uma técnica útil consiste\ndepende em grande parte de estruturas\nem mapear a radiação luminosa expelida\nmuito maiores que elas, e que definem as\nno nascimento do universo, chamada ra-\ncaracterísticas do próprio universo. Nes-\ndiação de fundo. Essa luz pode ser captada\nsa escala de grandeza é que sobressaem\nna forma de micro-ondas, que chegam à\npersonagens como a matéria escura e a\nTerra de todas as direções do espaço. Ape-\nenergia escura – ambas distintas da ma-\nsar de o universo já ter quase 14 bilhões\ntéria comum, que é feita de átomos. E\nde anos, ainda guarda pistas sobre como\nambas são muito mais abundantes: ape\nas massas de átomos e partículas atômi-\nnas 4% de toda a matéria do universo é\ncas estavam distribuídas pelo espaço an-\ndo tipo comum, que conhecemos.\ntes de surgirem estrelas e galáxias.\nA matéria escura compreende\nDessa forma, dados coletados\ncerca de 23% da massa total e o resto,\npelo SDSS, por exemplo, ajudam a co-\nmais de 73%, está na forma de energia\nlocar limites nas propriedades que a\nescura. Essa última, além de desconhe-\nenergia escura pode ter. De maneira\ncida, tem um efeito intrigante porque,\ngeral, esses limites definem que tipos de\nao invés de contribuir para frear a ex-\npartículas – tanto as conhecidas quanto\npansão do universo, ela tende a acele\nas previstas em teoria – poderiam entrar\nrar o afastamento das galáxias entre\nna composição da energia escura.\nsi. Como não emitem energia, essas\nQuanto à matéria escura, há tem-\nfiguras exóticas não se deixam ver ao\npos analisa-se se poderia ser feita de\ntelescópio. Têm de ser investigadas a\nneutrinos ou de alguma outra partícula\npartir dos efeitos que causam sobre a\njá conhecida. Os testes já feitos nessa\nlinha reduziram mas não eliminaram as\nAntes de tudo, portanto, é preciso\ndúvidas, e agora está para começar uma\nimaginar meios engenhosos de capturar\nchecagem promissora, que cruza dados\nde oscilações acústicas com os de uma\nsobre si mesmos. O universo é muito\ninvestigação prestes a começar com o\nmais dinâmico do que parece: suas es-\ntelescópio espacial Planck, lançado em\ntruturas crescem e desmancham o tem-\n2009 pela agência espacial europeia.\npo todo. As estrelas massivas, por exem-\nEle vai fotografar com grande pre-\nplo, crescem agrupando matéria solta,\ncisão a luz que o universo emitiu durante\ndepois colapsam sob seu próprio peso e\nseu nascimento explosivo – a chamada\nexplodem lançando matéria pulverizada\nradiação de fundo do universo. Uma das\npara o espaço.\nideias é verificar até que ponto a maté-\nMas os superaglomerados podem\nria escura interage com a energia escura.\nestar num caminho sem volta, pois es-\nOutro objetivo é mapear as maiores es-\ntão sendo acelerados pela expansão\ntruturas luminosas do universo, que são\ngeral do cosmo. Então, mesmo que te\nos superaglomerados de galáxias. Eles\nnham uma tendência a desmoronar\nreúnem as estruturas imediatamente\nsob a própria gravidade, o impulso de\ninferiores em tamanho, os aglomerados\nexpansão pode prevalecer. Seja como for,\nde galáxias, alguns deles contendo mi\ngraças aos seus imensos tamanhos, eles\nlhares de galáxias.\ntêm papel decisivo na evolução do uni-\nQual é a situação dinâmica dos\nverso. Em vista disso, é necessário medir\nsuperaglomerados? Eles estariam em\ncom mais precisão as propriedades bási-\nmovimento ou em rotação? Como seria o\ncas de cada um deles.\ncolapso gravitacional de objetos tão des proporcionais?\nNesse mesmo projeto também serão estudados os filamentos – com-\nAcredita-se que as maiores estru-\npridas “filas” de galáxias que costumam\nturas estáveis, no universo atual, sejam\nligar os aglomerados dentro de um su-\nos aglomerados de galáxias, e que os su-\nperaglomerado qualquer. Como os fila-\nperaglomerados estariam “colapsando”\nmentos afetam a evolução e a estrutura\nGrupo de galáxias Quinteto de Stephan. Devido à proximidade e constante movimento das galáxias nos aglomerados, elas se fundem e acabam gerando galáxias maiores, de forma elíptica. (Crédito: NASA/HST)\ndos aglomerados? A proposta aqui é fazer\nDe maneira geral, os aglomerados têm\na investigação tanto por meio de luz vi-\n20% de sua massa na forma de matéria\nsível, para analisar as galáxias, quanto\ncomum, ou seja, gás e estrelas. Desse\npor meio de raios X, que fornecem da-\ntotal, apenas um sexto da massa está\ndos sobre o gás quente que permeia os\nconfinada às galáxias. O resto encontra-\naglomerados e filamentos.\nse nos vazios entre as galáxias na forma\nObservações e análises indicam que, além dos filamentos, também exis\ntem “muros” de galáxias conectando os\nComo é quente, apesar de muito\naglomerados nos superaglomerados. O\nrarefeito, o plasma exerce pressão sobre\nnovo estudo pretende focar em filamen-\nas galáxias. Estas, por sua vez, expelem\ntos que já foram analisados em raios\nmetais e energia para o meio interga-\nX pelo satélite XMM-Newton e cruzar\nláctico e enriquecem o plasma. Esse in-\nos dados com os catálogos de galáxias\ntercâmbio é conhecido há mais de duas\nSDSS e 6dF.\ndécadas, mas os mecanismos precisos\nAo mesmo tempo pretende-se\nde troca ainda precisam ser esmiuçados.\npesquisar entre as galáxias do SDSS para\nA temperatura do gás é um dos pontos\nchecar se há sinais de que estão conecta-\nque vêm sendo analisados. Como ele\ndas em aglomerados ou superaglomera-\ndos (o 2DfGRS é outro catálogo útil nessa busca). Mais tarde a ideia é aprofundar essa investigação para saber se o fato de pertencer a uma estrutura maior influencia a vida interna das galáxias. Essa influência deve ser avaliada a partir de certos dados preliminares.\nde plasma (gás ionizado) que permeia o\nEstrutura em larga escala. O Universo é muito estranho quando se tenta observar uma quantidade muito grande de galá xias de uma vez só. Nessa simulação por computador se vê como elas se agrupam aos milhões e se movem (traços amarelos) em conjunto. As manchas vermelhas indicam onde a densidade de galáxias é maior, atraindo “rios” de galáxias com a força da gravidade. A imagem cobre um pedaço do Cosmo da ordem de cem milhões de anos luz. (Crédito: ESO)\nVasto conjunto de galáxias (marcadas em vermelho para facilitar a visualização). Elas provavelmente estão ligadas entre si pela atração gravitacional. Formariam, assim, um único objeto cósmico de tamanho inimaginável. Estão situadas a meio caminho dos limites observáveis do Universo: a sete bilhões de anos-luz. (Crédito: ESO)\nAté pouco tempo (1977) imaginava-se que toda a matéria estaria na forma de átomos – uma parte brilhante e outra escura, difícil de detectar. Hoje sabe-se que os átomos são apenas 4% do total: o resto pode estar na forma de partículas ainda não identificadas (23% do total) e a maior parte seria algo chamado de energia escura, sobre a qual não se sabe praticamente nada. A cada década se produz uma verdadeira revolução na cosmologia.\nAcredita-se que seja aquecido por\nparação, estão a densidade, a temperatu-\nmeio de algum mecanismo que transfira\nra e a abundância de metais. Conhecer as\ncalor de regiões mais quentes das galáxias\ninterações do plasma com as galáxias é\npara as partes mais distantes e isoladas\nútil para se entender os aglomerados in-\ndo plasma. Também pode-se verificar se o\ndividualmente. Além disso, é importante\ncalor provém de colisões de aglomerados.\nestudá-los coletivamente para com-\nAlguns aglomerados têm na parte\npreender a formação das estruturas em\ncentral uma galáxia elíptica gigante – as galáxias elípticas são mais esféricas, e\nDentro do universo, os aglome\nnão planas, como as galáxias espirais, e\nrados são as maiores estruturas for-\nnão têm braços. As elípticas grandes cos-\nmadas pela simples atração gravitacio-\ntumam conter uma fonte de rádio, sinal\nnal entre os seus componentes. Então\nde que têm um núcleo ativo, que talvez\ndevem ter influência sobre a evolução\npossa servir de aquecedor para o plasma\ndo universo por inteiro, cujo estudo –\na cosmologia – deve se beneficiar dos\nUma ideia, então, é procurar cone\ndados obtidos com os futuros telescó-\nxões entre as características dessas ga-\npios gigantes sobre aglomerados ga-\nláxias centrais e as características gerais\nlácticos. Um dado com grande impacto\ndo plasma – e então verificar se as pos-\npotencial sobre a cosmologia é a fun-\nsíveis conexões ajudam a entender a\nção de massa dos aglomerados – isto é,\ntemperatura do plasma. Não havendo\ncomo sua densidade varia quando sua\numa elíptica central, pode-se escolher al-\nguma galáxia particularmente brilhante dos aglomerados.\nOs aglomerados pequenos são particularmente úteis para o estudo\nEntre as características interes-\ndessa classe de objetos. Como têm pou-\nsantes do plasma, para esse tipo de com-\ncas galáxias e a diferença de velocidade\nO Universo vinha expandindo linearmente até há um bilhão de anos. Desde então, começou a se acelerar. Este gráfico indica como pode prosseguir a expansão do Universo: ele cresce, reduz o ritmo e acelera. No futuro, ele pode voltar a encolher ou acelerar mais, dependendo da quantidade de matéria que contém.\nentre elas não é grande, eles formam um\nO mesmo acontece nas lentes\nambiente propício a colisões galácticas.\ngravitacionais, mas é a gravidade que\nCom isso fica mais fácil estudar as rela-\nfaz a luz convergir ou divergir: se uma\nções das galáxias com o plasma.\ngaláxia está na frente de outra, a gravi-\nPrevê-se para a próxima déca-\ndade da primeira pode curvar a luz que\nda realizar grandes levantamentos de\nvem da segunda e aumentar ou di-\naglomerados galácticos pequenos, tanto\nminuir sua imagem.\npor meio de luz visível quanto por raios\nEm alguns casos, uma galáxia\ninfravermelhos. Alguns levantamentos\npode até duplicar ou quadruplicar a ima-\nprevistos são o DES (Dark Energy Survey),\ngem de outra. Em suma, esses “telescó-\no Kids-Vesúvio e, mais adiante, o LSST.\npios naturais” permitem ver a uma dis-\nUm item relevante a se procu-\ntância que seria impossível com os atuais\nrar nesses estudos é fazer medidas de\ninstrumentos da astronomia, e há um es-\nmassa por diversos métodos indepen-\nforço para levantar o maior número pos-\ndentes. Também será útil verificar o pa-\nsível de lentes gravitacionais.\npel de indicadores secundários, como\nA distribuição de lentes pelo céu\na riqueza ou pobreza dos aglomerados\né particularmente rica em informações\nem número de galáxias.\nsobre a matéria escura, mas também\nQuem estuda aglomerados de ga-\nsobre a massa e o número de galáxias\nláxias pode aproveitar um dos fenômenos\ne aglomerados de galáxias distantes, so-\nmais interessantes do universo – as lentes\nbre a geometria do universo e a história\ngravitacionais. Elas podem ser compara-\nde sua expansão.\ndas com as lentes de vidro, que aumen-\nEstão em curso ou em planeja-\ntam ou diminuem os objetos porque o\nmento vários projetos ambiciosos que\nvidro espalha ou concentra os raios de luz\nque transportam as imagens.\npróximos anos, o número de lentes co\nLente gravitacional no aglomerado Abel 370. A estranha galáxia alongada (parte superior direita), que parece muito maior que as outras à sua volta, na verdade é um “fantasma”, uma imagem distorcida projetada em nossa direção pela lente gravitacional que encurva os raios de luz. Imagens como esta permitem medir a força da gravidade do aglomerado que produz a lente e mostrar que ela se deve à “matéria escura” em quantidade seis vezes maior do que das galáxias. (Crédito: NASA/HST)\nnhecidas. Na próxima década, prevê-se\nA evolução e o destino do universo\na identificação de muitos milhares de\nestão entre as questões mais candentes\nlentes gravitacionais provocadas por\nde toda a ciência contemporânea, e não\naglomerados de galáxias.\napenas das ciências do céu, como a as-\nPara se ter uma ideia, até hoje\ntronomia, a astrofísica e a cosmologia,\nainda não se identificou uma lente\npelo simples motivo de que o universo,\nforte associada a uma supernova (uma\nem última instância, não reúne apenas\ngrande explosão estelar), mas os novos\nestrelas e galáxias. É o lugar onde se pro-\ninstrumentos poderão achar centenas\ncuram respostas para ideias fundamen-\nde eventos desse tipo, entre outras rari-\ntais como o tempo, o espaço e a matéria.\ndades celestes. O uso de lentes para o\nE o que sabíamos a esse respeito\nestudo de aglomerados é interessante\npassou por uma dramática mudança, em\npor várias razões, e, atualmente, mais\n1998, com a descoberta totalmente ines\nde uma centena de aglomerados já\nperada de que o universo não está ape\nforam analisados a partir dos efeitos\nnas em expansão, mas vem crescendo\nque criam ao atuar como lente.\nde forma acelerada. A fonte dessa acele\nEsse campo de pesquisa já pro-\nração – designada pelo nome genérico\nduziu um dos indícios convincentes\nde energia escura – permanece essen-\nda existência da matéria escura, pela\ncialmente desconhecida. Sabe-se ape\nanálise do efeito-lente do aglomerado\nnas que alguma coisa está provocando\n1E 0657-558 (também conhecido como\na aceleração do universo e que, para ter\no efeito que tem, essa coisa deve repre-\nagora que os levantamentos propos-\nsentar nada menos que 73% de toda a\ntos poderão estabelecer um perfil ex-\nenergia do cosmo.\ntremamente preciso da matéria escura nos aglomerados.\nEsse resultado decorre de uma avaliação dos números básicos usa-\nO Large Hadron Collider do CERN é o mais poderoso acelerador de partículas já cons truído. Ele tem capacidade para elevar a densidade de energia a valores iguais aos do primeiro microssegundo depois do Big Bang. Nesse estágio, os glúons não conseguiam ainda confinar os quarks. Os experimentos talvez expliquem a existência da matéria escura, que forma 23% do Universo, e expliquem também por que matéria e antimatéria não aparecem em proporções exatamente iguais (assimetria). (Crédito: LHC)\ndos para descrever o universo. Desses\nEssa parte pode estar, por exem-\nnúmeros, um dos mais importantes é a\nplo, na forma de planetas ou estrelas\ndensidade, designada pela letra grega Ω\ncolapsadas, e é geralmente chamada de\n(ômega), que mede a quantidade total de\nmatéria escura bariônica. As observações\nenergia em relação ao volume total, nor-\nde microlentes gravitacionais indicam\nmalizada pela densidade necessária para\nque essa contribuição é pequena: cerca\nque a estrutura tridimensional do univer-\nde 2% na nossa galáxia.\nso seja euclidiana, também chamada de plana, mas em três dimensões.\nfoi identificada. Acredita-se que seja\nOutro número importante é a\nfeita de partículas ainda não descober-\ntaxa de expansão cósmica, um indica-\ntas, como o neutralino, o gravitino, mo-\ndor da velocidade com que as galáxias\nnopolos magnéticos, previstos por uma\nvêm se afastando umas das outras\nteoria de interações das forças conheci-\ndesde o início dos tempos. Essa taxa\ndas, gravidade, eletrofraca e força forte,\ntem o nome de constante de Hubble,\nmas ainda especulativa, chamada su-\nsimbolizada pela letra H0.\npersimetria, mas que pode ser estudada\nA partir desses números é que se estima a proporção de energia escura\nE a parte não bariônica ainda não\npelo Large Hadron Collider, em teste no CERN, na Europa.\ne também se avalia a quantidade de\nDeterminar a natureza da matéria\noutra forma de matéria desconhecida,\ne da energia escuras (ou o “setor escuro”) é\nchamada de matéria escura. A matéria\numa das questões mais relevantes da cos-\nescura é um pouco menos misteriosa, já\nmologia atualmente. Existe um consenso\nque uma pequena parte dela, ao menos,\nde que essa meta não pode ser alcançada\npode ser feita de átomos ou partículas\npor um método apenas, ou apenas um\natômicas bem conhecidas, como pró-\ntipo de observação. É preciso combinar di-\ntons, elétrons e outras.\nversos métodos e observações.\nUm ponto de partida nesse estudo\nefeito da própria teoria que descreve a\né que a energia escura comporta-se como\nevolução do universo – a teoria da rela-\numa espécie de antigravidade, no sentido\ntividade geral, desenvolvida pelo alemão\nde que tende a acelerar a expansão, ou\nAlbert Einstein (1879-1955) em 1916.\nseja, a afastar ainda mais as galáxias en-\nPortanto, talvez seja possível alte\ntre si, enquanto a gravidade faz o oposto\nrar a teoria de modo a incluir um efeito de\n– tende a agrupar as galáxias e a frear a\ngravidade negativa. Tal como está, atual-\nexpansão. Assim, procura-se medir esse\nmente, a teoria não prevê nenhum efeito\nefeito de antigravidade por meio de uma\ndesse tipo. Com certeza, essa é uma das\nrelação entre pressão e densidade da\nprimeiras questões a resolver com rela-\nenergia escura, designada pela letra w.\nção à energia escura. Isso se deve a uma\nQual é o valor desse número? Essa é uma meta central dos atuais\nteoria incompleta ou a algum personagem cósmico ainda não detectado?\nprojetos de pesquisa, e espera-se achar\nUm meio de testar essa dupla\nboas respostas com a ajuda do saté-\npossibilidade consiste em combinar\nlite EUCLID, da ESA Cosmic Vision, nos\ndois tipos de observação. Um é o estudo\npróximos anos. Antes de detalhar os\njá tradicional da expansão e evolução\nmétodos utilizados nessa pesquisa,\ndo universo por inteiro. O outro, menos\né interessante notar que pode haver\ntradicional, é o estudo do crescimento\nduas possibilidades bem diferentes a\ndas estruturas “internas” do universo, es-\nrespeito da energia escura.\npecialmente na escala dos superaglom-\nUma possibilidade, já menciona-\nerados de galáxias.\nda, é que ela seja composta por partícu-\nQue efeito a aceleração cósmica\nlas exóticas que teriam essa propriedade\npode ter sobre eles? Como esse efeito\nnova, de atuar como antigravidade. Mas\ndeve ser pequeno, geralmente é ignora-\npode ser que a antigravidade seja um\ndo, mas ele pode fazer diferença quando\no objetivo é aumentar a precisão dos da-\nde “régua” para medir a distância de ga-\ndos sobre a energia escura.\nláxias longínquas. Atualmente, a técnica\nFoi o primeiro tipo de observação\nque emprega as SNs Ia é a mais poderosa\n– que dá uma visão geral do cosmo, inde-\nferramenta disponível para estudar a na-\npendente das suas partes – que levou à\ntureza da energia escura.\nconstatação da aceleração cósmica, em\nOs futuros telescópios gigantes\n1998, quando se tentou medir a taxa de\ndeverão encontrar milhões de super-\nexpansão do universo em momentos\nnovas e dezenas de milhares do tipo Ia.\ndiferentes de sua história.\nIsso eliminará as incertezas estatísti-\nPara isso mediu-se o afastamento\ncas dos cálculos atuais, feitos com base\nentre galáxias mais próximas da Terra,\nem amostras relativamente pequenas\nrepresentativas da época atual, e tam-\nbém entre galáxias distantes, que nós\nO desafio agora é reduzir os er-\nvemos tal como eram no passado ( já que\nros sistemáticos (devidos aos próprios\nsua luz levou muito tempo para chegar\ninstrumentos e técnicas de observação).\naté nossos telescópios. No universo, o\nÉ preciso descobrir meios mais livres de\nque está longe pertence ao passado).\nerro para fazer as observações.\nEssa comparação mostrou que a\nMelhor dizendo, espera-se atingir\nvelocidade de afastamento era menor\ngrande precisão na medida de desvios\nno passado, e o universo, portanto, es-\nde cor causados pelo movimento dos\ntava acelerando sua taxa de expansão.\nastros. Astros que se movem na direção\nEsse tipo de observação ainda precisa ser\ndo observador tornam-se mais azula-\nampliado e aprofundado para se estimar\ndos; os que se afastam ficam mais aver-\ncom mais precisão o efeito antigravidade.\nmelhados. Nesse caso, interessa analisar\nNesse caso, é crucial monitorar as\ndesvios de cor nas SNs Ia. As medidas de\nsupernovas do tipo Ia (SNs Ia), que servem\ncor poderão ser feitas aproveitando os\nA região mais distante do universo que conseguimos ver é a que foi emitida quando a matéria se desacoplou da luz. O Universo tinha 380 mil anos de idade e as flutuações máximas de densidade entre um ponto e outro (representadas pelas cores) eram de apenas uma parte em dez mil. Em apenas 200 milhões de anos a matéria já havia se condensado em forma de estrelas. Essa condensação rápida só poderia ter ocorrido pela gravidade da matéria escura. (Crédito: NASA/WMAP)\ntelescópios Gemini e SOAR, ou, mais à fren\nuniverso tinha menos de 400 mil anos\nte, um telescópio robótico.\nde existência. A luz emitida pela maté-\nParalelamente é preciso um es-\nria nessa época mostra isso, pois é mais\nforço para entender melhor a evolução\n“quente” em certos pontos do céu, indi-\ndas grandes estruturas. Isso implica\ncando que foi emitida por matéria mais\nobservar a organização das galáx ias\nconcentrada, e mais fria em outros, indi-\nna escala mais ampla possível, na\ncando regiões menos densas de matéria.\nqual vê-se que elas formam “pacotes”\nEssa luz “fóssil” é que é chamada de ra-\nmonumentais, cada um com mais de\ndiação de fundo do universo (ver neste\n500 milhões de anos-luz de extensão.\ncapítulo o tema: energia escura).\nIsso equivale ao tamanho dos maiores\nAntes das galáxias, portanto, o\nsuperaglomerados, mas a concentra-\ncosmo já tinha como que uma estru-\nção da matéria parece ser anterior às\ntura “pré-histórica”, que pode ter sido\npróprias estrelas e galáxias.\na “semente” dos superaglomerados de\nEla teria começado quando havia\ngaláxias que hoje pontilham o universo\napenas átomos dispersos no espaço e o\nem larga escala. Esse estudo começou\npela observação da própria radiação de\nchamado efeito Sunyaev-Zel’dovich, pre\nfundo, mas agora o objetivo é observar\nvisto pelos russos Rashid Alievich Sunyaev\nas galáxias para aprimorar os dados dis\n(1943-) e Yakov Borisovich Zel’dovich (1914-\nponíveis sobre a formação das estrutu-\n1987), no qual o gás quente que permeia\nras cósmicas. Tenta-se medir o grau de\nos aglomerados modifica ligeiramente as\nconcentração das galáxias para estudar\nintensidades da radiação de fundo.\na geometria e a quantidade de matéria\nO gás transfere energia para a ra-\ndo universo – aí incluídas a matéria es-\ndiação, aumentando a proporção de raios\ncura e a energia escura.\nde luz mais energética na composição da\nO grau de concentração das galá\nradiação de fundo. Pode-se avaliar a for-\nça desse efeito medindo o brilho do gás\ndados sobre o tamanho exato e a tem-\nquente na forma de raios X, e depois usar\nperatura das concentrações primitivas\nesse número para calcular, por exemplo,\nde matéria, também chamadas de os-\na taxa de expansão do universo, H0. Um\ncilações acústicas de bárions. Já se con-\nobjetivo importante do satélite Herschel,\nseguiram informações importantes so-\nlançado em 2009, é medir essa taxa em\nbre a energia escura, nos últimos anos,\nmilhares de aglomerados de galáxias e\npor meio do estudo da concentração de\ndeterminar o valor de H0 com alta pre-\ngaláxias vermelhas brilhantes fotografa-\ncisão (margem de erro de apenas 1%).\ndas pelo SDSS. Resultados bem melhores\nA imagem das galáxias mais dis-\npodem ser esperados com as imagens\ntantes e primitivas muitas vezes é dis-\ndos telescópios da nova geração.\ntorcida por lentes gravitacionais, ou seja,\nHá diversos outros meios de ob-\ngaláxias e aglomerados de galáxias mais\nservar os aglomerados atuais de galá\npróximos. Isso gera informação tanto\nxias para aumentar a precisão dos dados\nsobre as lentes quanto sobre as grandes\nsobre o universo primitivo. Um deles é o\nestruturas escondidas atrás delas. É pos-\nA parte sul do Observatório Auger localiza-se na Argentina e destina-se a detectar chuvas de raios cósmicos ultraenergéticos (bilhões de bilhões de elétron-volts). Não se sabe ainda como e onde essas partículas cósmicas são aceleradas. Os eventos de energia ultra-alta são raros, demandando monitoramento em grandes áreas. O Pierre Auger cobre uma área de três mil Km2 e é uma parceria entre 18 países, incluindo o Brasil. (Crédito: Consórcio Pierre Auger)\nsível, então, pensar numa espécie de\nÉ muito importante combinar dis-\ntomografia por “lentes gravitacionais”,\ntintos métodos de observação para me\nmostrando toda a distribuição de matéria\nlhorar a precisão dos dados cosmológicos,\ndo universo. Isso pode ser feito por meio\nisto é, que dizem respeito ao universo in-\nde um levantamento que cubra uma boa\nteiro e sua evolução. Isso permite contro-\nparte do céu em busca de imagens dis-\nlar os erros sistemáticos comparando os\ntorcidas dessa forma.\nresultados de cada método em separado.\nO mais interessante, nesse caso, é\nPraticamente toda a informação\nque o efeito de lente denuncia qualquer\nque se tem sobre o universo foi obtida\ntipo de matéria, conhecida ou desconhe-\npor meio da luz, ou seja, pela análise das\ncida. É diferente quando se mapeiam as\nondas eletromagnéticas: rádio, micro-\ngaláxias, o que revela diretamente ape-\nondas, raios infravermelhos, luz visível,\nnas a matéria brilhante, na forma de gás\nluz ultravioleta, raios X e raios gama.\nou estrelas. A combinação desses dois\nMas existem outros mensageiros que\nmétodos pode proporcionar o mais po-\ntambém transportam informações pelo\nderoso teste das teorias sobre a energia\ncosmo. Os raios cósmicos, por exemplo,\ne a matéria escuras.\nsão partículas atômicas de altíssima\nas ondas gravitacionais só foram\nvelocidade que aparentemente viajam\nções por trás dele –, construiu-se um\ngrandes distâncias até baterem no alto\ngrande observatório internacional de\nda atmosfera terrestre, explodindo em\nraios cósmicos na Argentina. Trata-se\num chuveiro de fragmentos.\ndo Projeto Auger, do qual participam\nOs neutrinos, partículas atômicas quase sem massa emitidas pelas es-\nQuanto aos neutrinos, existe\ntrelas aos borbotões, também são úteis.\nO Sol produz tantos neutrinos que, a\nporque praticamente não interagem\ncada segundo, 60 bilhões deles atraves-\ncom o resto do cosmo. São como fan-\nsam cada centímetro quadrado da Ter-\ntasmas: atravessam a Terra como se ela\nra. Enfim, espera-se detectar as ondas\nnão existisse. Há poucos observatórios\ngravitacionais, num futuro próximo.\nno mundo capazes de captá-los. Uma\nElas ocorrem sempre que há grandes\noportunidade boa ocorre quando uma\nmassas em movimento, mas princi-\ngrande estrela explode por perto, como\npalmente quando há uma catástrofe,\nfoi o caso da supernova 1987a, que ficou\ncomo a explosão de uma grande estrela.\nvisível em 1987 na Grande Nuvem de\nNeste caso, o espaço em torno da es-\nMagalhães, galáxia vizinha à Via Láctea,\ntrela “treme”, e esse tremor propaga-se\na 168 mil anos-luz de distância.\npelo espaço como deformações.\npesquisadores brasileiros. dificuldade\nQuanto às ondas gravitacionais,\nComeçando pelos raios cósmi-\nelas foram previstas pelo alemão Albert\ncos, uma sugestão recente é que eles se\nEinstein. Elas são uma consequência da\noriginam nos núcleos ativos das galá\nteoria da relatividade geral, criada por\nxias e, possivelmente, estão relacio-\nEinstein, que desde então se tornou a\nnados aos buracos negros existentes\nprincipal ferramenta de estudo do uni-\nnesses núcleos. Para elucidar esse mis-\nverso. Mas as ondas gravitacionais só\ntério – e talvez aproveitar as informa-\nforam comprovadas até agora de maneira\ncomprovadas até agora de maneira indireta indireta, por meio de um sistema binário de estrelas de nêutrons, superdensas, que giram a velocidades tremendas muito perto uma da outra. A violência é tal que elas perdem energia na forma de ondas gravitacionais, tendendo a cair uma sobre a outra. O ritmo de queda é exatamente o mesmo que a teoria prevê. A ideia agora é obter uma prova direta, por meio de detectores de ondas gravitacionais. Um dos detectores planejados está sendo construído no Brasil. É o Observatório de Ondas Gravitacionais Mário Schenberg – Projeto Gráviton, em honra ao físico brasileiro Mario Schenberg (1914-1990). Consiste em uma esfera de cobre-alumínio de 65 centíme tros de diâmetro, pesando mais de uma tonelada e resfriada a - 273 ºC. Ela deve vibrar, se for atingida por uma onda de gravidade, e esta pequeníssima vibração poderá ser detectada.\nA vida é uma das formas de organização da matéria. Ela requer estágios anteriores, como evolução molecular, evolução dos elementos químicos e das estruturas dos corpos em escala mais ampla. Ela é um subproduto do trabalho das forças cósmicas. (Crédito: A. Damineli e Studio Ponto 2D)\nUniverso, evolução e vida\nEste painel ilustra as principais\nmatéria inicial e muita luz. Com a idade\nfases de evolução do universo. Como é\nde três minutos, 10% do hidrogênio ha-\nimpossível representar todas as etapas\nvia-se transformado em hélio. O univer-\ne suas diversas variantes defendidas\nso era uma espécie de sopa uniforme,\npor diferentes correntes científicas, aqui\nluminosa e não transparente (como\nsimplificamos em cinco fases. Abaixo,\numa lâmpada de gás). A luz não permi-\ndescrevemos com algum detalhe cada\ntia a aglutinação da matéria. Aos 400\numa dessas fases. No topo da figura, co-\nmil anos, a temperatura baixou para\nlocamos alguns eventos marcantes, ao\ntrês mil graus e o plasma ionizado ficou\nlongo da linha do tempo.\nneutro. O céu tornou-se transparente e escuro, como ainda é hoje.\nA. Fase dominada pela luz e partículas É possível que existam muitos uni-\nB. Formação dos astros e evolução\nversos. O nosso nasceu há 13,7 bilhões\nde anos, numa grande explosão, o Big\nAs tênues nuvens de gás desabaram\nBang. Uma gotícula de energia pura,\nsob o peso de sua própria gravidade,\ninfinitamente quente e densa, entrou\nformando “rios” de matéria. Após 200\nem expansão e foi ficando cada vez\nmilhões de anos de escuridão (idade\nmais fria e menos densa. A velocidade\ndas trevas), formou-se a primeira ge-\nda expansão acelerou-se de forma in-\nração de estrelas que reiluminaram o\nflacionária, só deixando uma ínfima\nuniverso e aglutinaram-se em galáxias.\nparte do espaço dentro de nosso raio de\nO coração quente das estrelas passou a\nvisibilidade. Eras inteiras sucederam-se\nfundir os átomos menores em maiores.\nem frações de segundo. Matéria e an-\nAs grandes estrelas formaram o oxi\ntimatéria aniquilaram-se em forma de\ngênio; as intermediárias formaram o\nluz, restando apenas um bilionésimo da\ncarbono e o nitrogênio. Aos dois bilhões\nolé cu las\nos pe sa d\nFu sã o De H H e sa c Gr opla an m e de s e nto str Pri ut m ur eir as a se Pri str m ei ela s Or ras g ige alá m xia O, s C, N, Fe\nng ão aç\ns Ca o\nde anos, o universo já estava repleto\ncular se acelerou, produzindo estrutu-\ndesses átomos biogênicos. Aos cinco bi\nras cada vez maiores.\nlhões de anos, a tabela dos elementos químicos estava completa.\nC. Evolução da vida na Terra\nÁtomos começavam a se ligar e for-\nNos oceanos, moléculas parecidas com\nmar moléculas, dentre as quais a água,\no RNA adquiriram a capacidade de se\numa das mais abundantes e antigas.\nreplicar, dando início à vida. Em rápida\nHá 4,56 milhões de anos, na periferia de\nevolução, ela encapsulou-se em células\numa galáxia, a Via Láctea, uma nuvem\nmicroscópicas. Há cerca de 3,8 bilhões\nde gás e poeira condensou-se e formou\nde anos parece ter começado a ativi-\numa pequena estrela, o Sol, rodeada por\ndade de fotossíntese, que injetou oxi\num carrossel de planetas. No pequeno\ngênio na atmosfera terrestre. Há 2,5\nplaneta rochoso situado na zona de\nbilhões de anos, quando apareceram\nágua líquida, a Terra, a evolução mole\nas células com núcleo (eucariontes), a\nOr ige Or m V ige id m a eu Ac ca ele rio raç nt ão es ex pa ns ão Se res m ult ice lul are s Or ige m do sd ino Se res ssa hu ur os m an os\nDiversos ramos de hominídeos con-\nultravioleta. Há 600 milhões de anos\nviveram até cerca de 200 mil anos atrás.\napareceram os seres multicelulares\nA vida é uma praga agressiva que ocu-\n(macroscópicos). Há 440 milhões de\npou todo o planeta desde seu início. Ela\nanos as plantas saíram dos oceanos\nnão só sobreviveu a catástrofes globais,\npara colonizar a terra firme, logo segui-\ncomo as aproveitou para se diversificar e\ndas pelos insetos e répteis. Os dinos-\ngerar formas mais complexas.\nso l do te or M\nbio sfe ra\nola r aS Sis tem Or ige m\ncamada de ozônio já filtrava a radiação\nsauros, após dominarem a Terra por 200 milhões de anos, foram extintos,\ndeixando espaço para os mamíferos\nO homem moderno surgiu há 200 mil\nevoluírem. Há seis milhões de anos, os\nanos, e há 50 mil anos desenvolveu a\nhominídeos passaram a andar eretos,\nlinguagem simbólica. Ao ensaiar as\naprenderam a construir instrumentos\nsituações nesse espaço virtual para de-\ne dominaram o fogo (há 400 mil anos).\npois atuar no mundo concreto, obteve\nDaqui a cinco bilhões de anos, o Sol inchará enorme poder sobre a natureza. Há 28\no ápice nem o final da evolução, somos\nmil anos já havia dizimado seus concor-\napenas uma espécie transitória.\nrentes mais próximos, os neandertais. A\nextinção de outras espécies continuou\nem grande escala até hoje, chegando\nO Sol aumenta de luminosidade à me-\nao esgotamento de recursos naturais.\ndida que envelhece, aquecendo a at-\nAo inventar a agricultura, assegurou a\nmosfera terrestre. Daqui a 700 milhões\nabundância de alimentos e a popula-\nde anos a biosfera morrerá de calor.\nção humana multiplicou-se velozmente.\nTalvez nossa ciência e tecnologia per-\nFormaram-se as vilas e cidades, onde\nmitirão a nossos descendentes escapa-\nocorriam ricas trocas de produtos e in-\nrem dessa tragédia planetária. No final\nformações, resultando na invenção da\ndas contas, a linguagem simbólica, que\nescrita, da matemática, da ciência, da\nproduziu tanta matança, talvez possa\nfilosofia e das artes. O universo hoje\nresgatar a rica experiência biológica e\nfala pela nossa boca, enxerga-se pelos\ntransportá-la através do vácuo cósmico\nnossos olhos, conhece-se pelas nossas\npara um abrigo seguro em algum pla\nmentes. Cada ser humano tornou-se um\nneta distante. Daqui a cinco bilhões de\nuniverso em si, complexo e desconhe-\nanos, o Sol inchará em forma de gigan-\ncido. A evolução social cresce em ritmo\nte vermelha, expelindo uma bela nebu-\nacelerado. Enquanto isso, o maquinário\nlosa planetária enquanto seu cadáver\nlento e inexorável da evolução biológica\nse contrai numa bola escura, milhões\ncontinua a transformar nossos corpos.\nde vezes mais densa que o ferro. Im\nÉ impossível prever como serão nossos\npulsionado pela energia escura, o uni-\ndescendentes num futuro distante. Apa-\nverso continuará expandindo-se de\nrecerá algo mais surpreendente do que\nforma acelerada, ficando cada vez mais\na linguagem simbólica? Não somos nem\nrarefeito, frio e escuro.\nem forma de gigante vermelha Nebulosa planetária M27: pequena estrela morrendo e ejetando átomos de Nitrogênio e Carbono para o meio interestelar. (Crédito: Rodrigo Prates Campos, OPD/LNA/MCT)\nNeste universo em que os próprios astros são transitórios, a humanidade não é mais que um brevíssimo capítulo. Embora microscópica no tempo e no espaço, é ela quem conta essa grande história.\nTelesc贸pios Soar e Gemini, dos quais o Brasil 茅 s贸cio. (Cr茅dito: A. Damineli)\nRepública, ele passou a ser denominado Aspectos históricos\nObservatório Nacional, uma das mais antigas instituições científicas brasileiras.\nA astronomia brasileira, enquanto\nNo seu primeiro século de existência, o\nciência institucionalizada e produtiva, é\nObservatório Nacional organizou e par-\numa atividade recente. Ela desenvolveu-se\nticipou de diversas expedições cientificas\na partir da implantação da pós-gradua\nde astronomia, sendo a mais famosa a\nção, no início da década de 1970. Apesar\nque confirmou a Teoria da Relatividade\ndisso houve iniciativas muito anteriores: o\nem Sobral (CE), em 1919, comandada por\nprimeiro observatório astronômico no Bra-\numa equipe inglesa.\nsil – na verdade, em todo o Hemisfério Sul\nNo início do século XX cons\n– foi instalado em 1639 no Palácio Fribur-\ntruiram-se observatórios em Porto Alegre\ngo, Recife (PE), pelo astrônomo holandês\n(RS) e São Paulo (SP), mas somente nas\nGeorg Markgraf (1616-1644). É notável que\ndécadas de 1960 e 1970, com a con-\nisso tenha acontecido apenas 30 anos\nstrução de um telescópio de 60 cm no\napós Galileu ter apontado a sua luneta\nITA, em São José dos Campos, e com a in-\npara o céu. Esse observatório foi destruído\nstalação de telescópios de 50 a 60 cm em\nem 1643 durante a expulsão dos holan-\nBelo Horizonte (MG), Porto Alegre (RS) e\ndeses, e mais tarde os jesuítas instalaram\nValinhos (SP), começaram realmente as\num observatório no Morro do Castelo, na\npesquisas em Astrofísica no país. Nessa\ncidade do Rio de Janeiro (RJ), em 1730.\népoca chegaram os três primeiros dou-\nAlguns anos após a declaração\ntores em Astronomia formados no exte-\nde independência, foi assinado por D.\nrior, e eles participaram da instalação dos\nPedro I, em 15 de outubro de 1827, o ato\nprogramas de pós-graduação no país.\nde criação do Imperial Observatório do\nParalelamente se inicia a cons\nRio de Janeiro. Com a proclamação da\ntrução do Observatório do Pico dos\nObservatório do Pico dos Dias (Brazópolis-MG): formou gerações de astrônomos e permitiu a organização do Laboratório Nacional de Astrofísica (LNA/MCT), que coordena o acesso brasileiro a telescópios na faixa ótica e infravermelha. (Crédito: A. Damineli)\nDias, no qual foi inaugurado, em 1981, o\nem ondas de rádio.\ntelescópio de 1,60 m. Sua operação ficou\nNa área espacial o Brasil tem\nsob a responsabilidade do Laboratório\nparticipado, desde os anos 1970, de\nNacional de Astrofísica (LNA), criado em\nvoos em balões estratosféricos levando\n1985. Esse foi, de fato, o primeiro labo-\nequipamento para observar a radiação\nratório nacional efetivamente criado no\ncósmica de fundo e fontes de raios X.\nBrasil, e sua operação procurou seguir\nJá no início do século XXI, astrônomos\nas melhores práticas internacionais em\nbrasileiros participaram ativamente do\ntermos de gestão e utilização dos equi\nplanejamento e análise dos dados do\npamentos. Com isso a comunidade as-\nsatélite europeu CoRoT, responsável por\ntronômica desenvolveu-se e pôde dar\nestudar a sismologia das estrelas e os\num passo além, com a entrada no Con-\nexoplanetas até pelo menos 2012. Esse\nsórcio Gemini, em 1993, e a formação do\nexperimento tem revolucionado nossos\nConsórcio SOAR, em 1998.\nconhecimentos sobre os exoplanetas, a\nOutro fato importante aconteceu\nsismologia e a variabilidade estelar, e o\nem 1974, quando foi instalado o radiote-\nBrasil tem os mesmos direitos cientí-\nlescópio para ondas milimétricas, com\nficos sobre os dados do satélite que os\ndiâmetro de 13,4 metros, em Atibaia (SP).\nparceiros europeus. Trata-se de um tipo\nNesse radiotelescópio foram feitas as\nde cooperação bem sucedida que deve\nprincipais pesquisas em radioastrono-\nser replicada no futuro.\nmia no Brasil. Mais tarde foi instalado o Telescópio Solar Submilimétrico, em\nEl Leoncito, Argentina. No INPE foi con-\nstruída uma rede de antenas (BDA – Bra-\nA pós-graduação teve um papel\nzilian Decimetric Array) com o objetivo\nimportante no sentido de impulsionar a\nde estudar o Sol com grande resolução\nformação de novos mestres e doutores\nProdução científica da Astronomia Brasileira no país. Em 1981 o Brasil já contava com 41 doutores em Astronomia. Hoje exis tem 234 doutores, empregados em 40 instituições, além de 60 pós-doutores. Algumas instituições são bastante grandes, enquanto a maioria das instituições conta com apenas um ou dois profissionais. Com o início da pós-gra duação, a produção científica brasileira na área da Astronomia também teve um grande desenvolvimento. No ano de 1965, ela praticamente não existia, pois não há registro de trabalho científico publicado em revista indexada. Já no ano de 1970, houve oito artigos pu blicados. Nos 30 anos seguintes (19702000) a taxa média de aumento anual de artigos publicados foi de 11,4%. Esse\nArtigos publicados em revistas indexadas por ano: 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2008\n0 8 15 25 47 74 111 205 214 219\nTaxa anual média de crescimento: 1970-2000\t2000-2005 2005-2008\n11,4% 0,9% 0,8%\ncrescimento deve-se a diversos fatores, entre os quais: de Atibaia e do telescópio de 1,60 m do OPD; - Retorno de doutores formados no exterior;\n- O uso sistemático da internet deu aos\n- Início da pós-graduação no Brasil;\npesquisadores brasileiros – antes isolados\n- Contratação de profissionais por univer-\npelas grandes distâncias – muito mais\nsidades e institutos federais de pesquisa;\ncapacidade de articulação e formação de\n- Instalação da antena de radioastronomia\nnetworking nacional e internacional.\nO telescópio SOAR está entrando em intenso ritmo de observação com a chegada de um espec trógrafo de campo integral feito no Brasil (SIFS). Outros dois espectrógrafos de alta tecnologia, o BTFI e o STELES, estão em fase final de construção no Brasil. (Crédito: A. Damineli)\na área de astronomia.\nJá nos anos de 2000-2008 essa\nEsse quadro está mudando. Di-\ntaxa foi bem menor: 2,3%. Isso também\nversos indicadores sugerem que a astro-\nse deve a diversos fatores:\nnomia no Brasil está voltando a ter um\n- O número de contratações de profes-\ncrescimento mais dinâmico. Isso se deve\nsores e pesquisadores nesse período foi\naos seguintes fatores:\nmuito pequeno; o quadro, estagnado,\n- A entrada do Brasil nos consórcios Ge\npassou a envelhecer;\nmini e SOAR começou a dar resultados em\n- A antena de Atibaia deixou de ser\n- Novos estudantes estão sendo atraídos\n- Os telescópios do OPD, apesar de pro\npara a área, em número e qualidade cres-\ndutivos, eram competitivos apenas na\ncentes. São 90 alunos de mestrado e 130\nárea estelar, uma vez que novos e mo\nde doutorado matriculados nos progra\ndernos telescópios, instalados em sítios\nmas de pós-graduação;\nmuito mais adequados, passaram a dar\n- Novas contratações de profissionais\napoio muito mais efetivo à astronomia\ntêm sido feitas, principalmente em uni-\n- Muitos estudantes deixaram de procurar\n- Novos grupos de pesquisa vêm se for-\nDistribuição dos artigos publicados pela astronomia brasileira no ano de 2008, por especialidade: Área\nAstronomia estelar óptica e infravermelha\tCosmologia teórica\tAstronomia extragaláctica óptica e infravermelha\tFísica de asteroides\tAstrofísica estelar teórica\tEvolução química de sistemas estelares\tAstronomia dinâmica\tRádioastronomia solar\tInstrumentação\tExoplanetas\tOutros\n63 38\t26\t12\t9\t9\t9\t7\t7\t6\t29\n28,8% 17,4% 11,9% 5,8% 4,3% 4,3% 4,3% 3,2% 3,2% 2,7% 13,2%\nmando em universidades nas quais não\ndoutorado. No entanto, outros grupos\nhavia astrônomos até recentemente, in-\nmenores também participam de progra-\nclusive universidades privadas;\nmas de pós-graduação, quase sempre\n- A descoberta da matéria escura tem mo-\nem conjunto com os programas de Física.\ntivado um grande número de trabalhos\nSão no total 16 programas que oferecem\nna área de Cosmologia Teórica, que hoje já\nmestrado e 12 que oferecem doutorado\né a segunda área mais produtiva;\n- Outras áreas novas de pesquisa, como\nAs principais áreas de pesquisa são\na Física de Asteroides e Exoplanetas, têm\nAstronomia Estelar (óptica e infraverme\nmostrado produção significativa.\nlha), que produziu 30% dos artigos publicados em 2008; Cosmologia Teórica, com\nOs maiores grupos de pesquisa\n17%; e Astronomia Extragaláctica, com\nem Astronomia estão concentrados na\n13%. Algumas áreas tiveram desenvolvi-\nUSP e nas universidades federais, UFRGS,\nmento bastante recente, como Física de\nUFRJ e UFRN, assim como nos institutos\nAsteroides (6%) e Exoplanetas (3%). Essa\ndo MCT, no Observatório Nacional e no\núltima desenvolveu-se graças à partici-\nINPE. Todos eles mantêm programas de\npação do Brasil no satélite CoRoT.\npós-graduação em nível de mestrado e\nUSP ON INPE UFRJ(OV+IF) UFRGS UFRN UNESP(FEG+RC) CBPF LNA(+SOAR) UNIVAP UFMG UFSC UESC UNIFEI UNICSUL UFSM Un. Mackenzie UEFS UNIPAMPA UERN UNB UFPR UFABC Unochapecó UFPel UEL UNIFESP CTA UFF UERJ UCS UNINOVE UNIRIO UNIVASF UFJF UEPG UFMT UFSCar CEFET-SP UTFPR Fund.Sto. André Exterior (pós doutorado) Total geral\nCom bolsa PQ-1 17 8 7 1 7 2 2 1\nCom bolsa PQ-2 4 5 4 7 3 2 4 1 3 1 3 1 1 1 3\nSem bolsa PQ 16 14 13 11 3 3 5 1 8 5 3 1 4 2 6 2 1 5 3 3 3 1 1 2 2 2 2 2\nPós-doutor 18 5 4 1 3 1 4 1 4 1 1 1 2 1 1\nAlunos Ms+Dr 65 31 20 18 13 19 11 17 4 5 5 5 4\n1 1 1 1 1 1 1 1 1 135\nTotal 120 63 48 38 26 26 24 24 13 12 11 10 9 8 7 7 6 5 3 3 3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 506\nObs: Bolsa de produtividade em pesquisa do CNPq nível PQ-1 oferece bolsa + grant, renováveis a cada três anos; bolsa de nível PQ-2 não tem grant, e também é renovável a cada três anos.\nSiglas (41 instituições) USP - Univ. de São Paulo (SP) / ON - Observatório Nacional/MCT (RJ) / INPE - Inst. Nacional de Pesquisas Espaciais/ MCT (SP) / UFRJ - Univ. Fed. do R. de Janeiro (RJ) / UFRGS - Univ. Fed. do R. Grande do Sul (RS) / UFRN - Univ. Fed. do R. Grande do Norte (RN) / UNESP - Univ. Est. Paulista Júlio de Mesquita Filho (SP) / UNIFEI - Univ. Federal de Itajubá (MG) / LNA - Laboratório Nacional de Astrofísica/MCT (MG) / UNIVAP - Univ. do Vale do Paraíba (SP) / UFMG - Univ. Fed. de Minas Gerais (MG) / UESC - Univ. Est. de Santa Cruz (BA) / UFSC - Univ. Fed. de Sta. Catarina (SC) / UNICSUL Univ. Cruzeiro do Sul (SP) / UFSM - Univ. Fed. de Sta. Maria (RS) / Un. Mackenzie - Univ. Presbiteriana Mackenzie (SP) / UEFS - Univ. Est. de Feira de Santana (BA) / UERJ - Univ. Est. do R. de Janeiro (RJ) / UNIPAMPA - Univ. Fed. do Pampa (RS) / UERN - Univ. Est. do R. Grande do Norte (RN) / UNB - Univ. de Brasília (DF) / UEL - Univ. Est. de Londrina (PR) / CBPF - Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas/MCT (RJ) / UFPR - Univ. Fed. do Paraná (PR) / UFABC - Univ. Fed. do ABC (SP) / CTA - Comando-Geral de Tecnologia Aeroespacial/MD (SP) / Unochapecó - Univ. Comunitária Regional de Chapecó (SC) / UFPel - Univ. Fed. de Pelotas (RS) / UNIFESP - Univ. Fed. de São Paulo (SP) / UCS - Univ. de Caxias do Sul (RS) / UFF - Univ. Fed. Fluminense (RJ) / UNINOVE - Univ. 9 de Julho (SP) / UNIRIO - Univ. do Rio de Janeiro (RJ) / UNIVASF - Univ. Fed. do Vale do São Francisco (PE) / UFJF - Univ. Fed. de Juíz de Fora (MG) / UEPG - Univ. Est. de Ponta Grossa (PR) / UFMT - Univ. Fed. do Mato Grosso (MT) / UFSCar - Univ. Fed. de São Carlos (SP) / CEFET-SP - Centro Fed. de Ensino Tecn. de São Paulo (SP) / UTFPR - Univ. Tecnológica Federal do Paraná (PR) / Fund. Sto. André - Fundação Santo André (SP)\nEspectrógrafo de campo integral SIFS na sua fase final de montagem no Laboratório Nacional de Astrofísica (MCT). Este é o primeiro de três espec trógrafos de alta tecnologia que o Brasil está fornecendo ao telescópio SOAR. (Crédito: Bruno Castilho, LNA/MCT)\npela primeira vez, a construção efetiva Desenvolvimento de instrumentação\nde instrumentos modernos, de classe\nPretendemos concluir e comissionar os A Astronomia é uma ciência básica.\ntrês instrumentos em construção e ini-\nSua missão é nos dizer de onde viemos,\nciar mais um instrumento brasileiro nos\nonde estamos e para onde vamos. Seu\nobjetivo é, pois, fazer avançar a fronteira do conhecimento. No entanto, ao longo de toda a história, essa ciência avançou pari passu com o desenvolvimento tecnológico. Muitas vezes beneficiando-se\nO canhão de laser do módulo de óptica adaptativa do Gemini Norte permite corrigir as distorsões da turbulência atmosférica. (Crédito: Telescópios Gemini)\ndele, muitas vezes promovendo-o direta ou indiretamente. Exemplos disso são tantos que seria tedioso enumerá-los. Se o objetivo da ciência da Astronomia é fazer pesquisa básica, ela pode ser desenvolvida promovendo o desenvolvimento de instrumentação de ponta; dessa forma incentiva-se a cultura da ino vação tecnológica. Isso se dá pelo treinamento de cientistas e técnicos em tecnologias emergentes, necessárias para a pesquisa astronômica de ponta. A\ntelescópios Gemini e SOAR viabilizou,\nDa esquerda para a direita: Telescópios Subaru, Keck1 e Keck 2 (ao fundo), Gemini Norte (em primeiro plano) em noite de lua cheia, situados no topo do Mauna Kea (4250 m). Através de troca de tempo com o Gemini, o Brasil tem acesso aos outros três telescópios de classe de 8-10 metros. (Crédito: Telescópios Gemini)\ndesenvolvimentos de hardware têm perObservatórios virtuais\nmitido, a custos relativamente modestos, a aquisição, o processamento e o armaze-\nO século XXI iniciou-se com uma\nnamento de centenas de terabytes de da-\nverdadeira explosão de dados científicos\ndos, os sistemas de software necessários\nem forma digital que está produzindo\npara a manipulação desses dados ainda\numa revolução na Astronomia. Devido\ndeixam muito a desejar. Esse é um pro\na vários empreendimentos de grande\nblema reconhecido por todas as comu-\nporte, uma imensa quantidade de dados\nnidades científicas e vários projetos de\ndigitais de excelente qualidade, obtidos\ngrande porte foram iniciados no sentido\ntanto do solo quanto do espaço, ficaram\nde encontrar soluções. No âmbito da co-\ndisponíveis. E isso é só o começo.\nmunidade astronômica, o nome genérico\nO acesso e a manipulação do volu me dos dados já armazenados desde pelo\ndessa solução é o Observatório Virtual (VO, do acrônimo em inglês).\nmenos as últimas duas décadas tornou-\nNuma primeira aproximação, um\nse um desafio para os pesquisadores que\nVO é um sistema, acessado pela Internet,\nprecisam analisar seus próprios dados\nque provê ampla conexão entre dados ar-\nexperimentais e/ou buscar por outros,\nquivados e também ferramentas de ext-\nem arquivos e bancos de dados espalha-\nração e garimpagem de dados e, de ma-\ndos na rede. Se, por um lado, os contínuos\nneira geral, de redução de complexidade.\nAtualmente esse projeto encontra-se em\nmês, que é baseada no período das fases\nfranco desenvolvimento, sendo coorde-\nda Lua, causadas pela órbita da Lua em\nnado internacionalmente pela IVOA (In-\ntorno da Terra; e do ano, período da ór-\nternational Virtual Observatory Alliance).\nbita aparente do Sol em torno da Terra,\nO Brasil tornou-se membro do IVOA por\ncausada pela órbita da Terra em torno\nmeio da rede BRAVO (Brazilian Virtual Ob-\ndo Sol. A Astronomia, por isso, é matéria\nservatory) em 2009.\ndos níveis fundamental e médio, estando incluída na Lei de Diretrizes e Bases\nEnsino e divulgação da Astronomia\nda Educação, no Plano Nacional da Educação, no Programa de Formação Con-\nA Astronomia no primeiro e segundo graus\ntinuada de Professores, nos Parâmetros Curriculares Nacionais e nas propostas\nAstronomia envolve uma combi-\nnação de ciência, tecnologia e cultura e é\nA Astronomia consta dos cur-\numa ferramenta poderosa para despertar\nrículos escolares do ensino fundamen-\no interesse em Física, Química, Biologia e\ntal na temática Terra e universo, já que\nMatemática, inspirando os jovens às car-\no céu e o universo podem ser usados\nreiras científicas e tecnológicas. Mais do\npara despertar a imaginação e mostrar\nque isso, mostra ao cidadão de onde vie\nque o método científico pode ser usado\nmos, onde estamos e para onde vamos.\nmesmo para coisas que não podemos\nAstronomia é a base para se ad-\ntocar. Mas há poucas iniciativas de\nquirir uma noção sobre onde nos situa-\ndisseminação de conceitos em Astro-\nmos no universo, assim como para a\nnomia nesse nível de ensino. Possivel-\ncompreensão dos fenômenos naturais,\nmente porque a formação de docentes\ncomo a duração do dia, que representa o\nde ciências constitui um gargalo grave,\nperíodo de rotação da Terra; a duração do\ndevido à dissociação entre sua forma-\nO fascínio pelos astros se expressa no rosto desta jovem, que, como outros 2,3 milhões de brasileiros, acorreram aos 16 mil eventos ofe recidos ao longo do Ano Internacional das Astronomia (2009). Esse gigantesco programa de divulgação científica foi oferecido por 160 grupos de astrônomos amadores e 80 instituições universitárias, planetários e centros de ciência. (Crédito: Centro de Estudos Astronômicos de Alagoas – Maceió)\nção básica e a diversidade de áreas a\ngrande número de estudantes.\nensinar. No caso do ensino de ciências, o\nA Sociedade Astronômica Brasi\nbaixo número de especialistas atuando\nleira tem oferecido oficinas para pro-\nno magistério faz as escolas aproveita-\nfessores de nível fundamental e médio.\nrem professores dos mais variados con-\nDesde 2009, têm sido realizados Encon-\nteúdos para atuar na área.\ntros Regionais de Astronomia (EREA)\nA Olimpíada Brasileira de As-\nque culminarão com um congresso na-\ntronomia, organizada pela Sociedade\ncional que objetiva oferec er aos órgãos\nAstronômica Brasileira, já atinge mais\ngovernamentais (MEC) ações para me\nde dez mil escolas do País, 75 mil pro-\nlhorar a formação dos professores de\nfessores e 860 mil estudantes, e tem\nciências em Astronomia e a qualidade\nsido uma ferramenta importante para\ndo conteúdo dos livros no ensino fun-\ndifundir material didático e interesse\ndamental. No ensino médio, temas de\npela astronomia a todos os cantos do\nAstronomia já são contemp lados par-\npaís. As atividades do Ano Internacio-\ncialmente na Física, mas precisam ser\nnal de Astronomia em 2009, comemo-\nmodernizados. Nesse nível de ensino,\nrando os 400 anos do uso do telescópio\né possível usar o céu como um vasto\npor Galileu, permitiu um acesso sem\nconjunto de laboratórios de Física: ci\nprecedente da população a telescópios,\nnemática e dinâmica, termod inâmica,\npalestras, notícias e eventos astronômi-\nfísica nuclear, relatividade. Algumas\ncos. Mas a forma de ensino de Astro-\nuniversidades, como a USP, têm pro-\nnomia que atinge a maior parcela da\ngrama de pré-iniciação científica, em\npopulação se dá nos planetários dis-\nque estudantes do segundo grau são\ntribuídos pelo país, que, embora ainda\ntutorados por astrônomos profissio\nsejam poucos, em vista da extensão\nnais, preservando vocações para a car-\ndo país, atendem regularmente a um\nquímicos que são a base da vida. FinalGraduação e pós-graduação em Astro-\nmente, a Astronomia é um dos promo-\ntores do desenvolvimento de tecnologia avançada, de sensores ópticos, de raios\nPor que fazer um curso de Astro-\nX a ondas de rádio, de computadores ve-\nnomia? O encanto da Astronomia conti-\nlozes, de eletrônica e óptica sofisticada e\nnua a seduzir e fascinar não só os jovens,\nmesmo de engenharia de ponta.\nmas toda a população. Além da licencia-\nNo Brasil, a grande maioria dos\ntura, que forma os professores do ensino\npesquisadores em Astronomia e As-\nmédio e fundamental, cursos de Astro-\ntrofísica fizeram bacharelado em Física, e\nnomia no ensino superior são ótimas\ndepois a pós-graduação, mestrado e dou-\npreparações para carreiras científicas e\ntorado em Astronomia. A UFRJ oferece\ntecnológicas. Existe ainda a pesquisa em\ncurso de graduação em Astronomia há\nAstronomia. O objetivo dos astrônomos é\nmais de 50 anos. A USP iniciou o bachare-\nutilizar o universo como laboratório, de-\nlado específico no ano de 2009 e a UFRGS\nduzindo de sua observação as leis físicas\nestá iniciando o dela.\nque poderão ser utilizadas em atividades\nNo âmbito da pós-graduação\nmuito práticas, como prever as marés, es-\nem Astronomia, os primeiros cursos\ntudar a queda de asteroides sobre a Terra,\nforam dados no Instituto Tecnológico da\nentender como funcionam reatores nu-\nAeronáutica, na Universidade Mackenzie\ncleares e analisar o aquecimento da at-\ne no Instituto Astronômico e Geofísico da\nmosfera por efeito estufa, causado pela\nUSP, entre 1969 e 1971. Foram seguidos\npoluição. São atividades necessárias para\npelo curso da Universidade Federal do\na sobrevivência e o desenvolvimento da\nRio Grande do Sul e, mais tarde, do Ob-\nespécie humana. Além disso, foram pro-\nservatório Nacional, no Rio de Janeiro, da\nduzidos nas estrelas todos os elementos\nUniversidade Federal de Minas Gerais e\nda Universidade Federal do Rio Grande\nfundamental e médio nesta área. A\ndo Norte. Atualmente 14 programas já\nAstronomia é ensinada nas cadeiras\nforneceram titulação e novos programas\nde Geografia e Ciências no ensino fun-\ndamental, mas ainda são poucos os\nÉ importante realçar que um\nprofessores de Geografia que tiveram\nprofissional de Astronomia só entra real-\ncursos de Astronomia na sua gradua\nmente no mercado de trabalho após obter\nção. Mesmo no ensino médio, onde os\no doutorado. Durante os últimos anos da\nparâmetros curriculares exigem vários\ngraduação e durante toda a pós-gradu\nconhecimentos de Astronomia e licen-\nação, a grande maioria dos estudantes\nciatura em física, ainda há muitos cur-\nrecebe bolsa das agências financiadoras\nsos de licenciatura sem cursos específi-\nbrasileiras CNPq, CAPES e FAPESP, esta úl-\ncos de Astronomia.\ntima em São Paulo.\nÀ falta de formação específica dos\nOs astrônomos profissionais tra-\nprofessores, soma-se a ausência de mate-\nbalham nos institutos de pesquisa\nrial didático em astronomia, e há muitas\ndo Ministério de Ciência e Tecnolo-\nfalhas nos livros didáticos. Iniciativas de\ngia: INPE, ON, LNA, CBPF e nas univer-\ncursos de extensão têm sido realizadas\nsidades. Uma parcela ainda pequena\npela USP, pelo INPE e pela UFRGS, assim\ntrabalha em empresas privadas, como\ncomo cursos a distância pelo ON. Cursos\nEmbratel, mas a grande capacitação em\nespecíficos de mestrado profissionali-\ninformática que eles aprendem tem le-\nzante em ensino de astronomia, a exem-\nvado alguns para a área de computação\nplo do que já ocorre na UFRGS, também\nseriam bem-vindos. Os Encontros de\nUma das grandes deficiências\nEnsino de Astronomia (EREAs e ENEAs)\nno ensino de Astronomia é a falta de\nsão um fórum importante para formular\nformação dos professores do ensino\numa política de ensino de Astronomia na\nOs programas de pós-graduação na Astronomia brasileira, o número de concluintes no período 2005/2007+2008 e o número de alunos matriculados em 2009.\nNota CAPES IAG-USP\nAlunos matri culados em 2009 M/D 23/42\nObs.: A UNICSUL (São Paulo), UESC (Ilhéus) e UERN (Mossoró) iniciaram os programas de pós-gra duação recentemente e não formaram ninguém até 2008.\nformação de professores de Ciências e na\nao grande público, realizada pelos clubes\nestruturação dos tópicos a serem ensina-\nlocais e frequentemente atuando em par\ndos no primeiro e segundo graus.\nceria com planetários e universidades. Na última década, organizados em uma rede\nnacional de observação amadora (REA), os amadores têm tido também papel ati-\nO Brasil possui alguns milhares de\nvo na obtenção de dados observacionais\nastrônomos amadores, em quase duzen-\npotencialmente utilizáveis em trabalhos\ntos clubes e associações regionais em to-\nposteriores de pesquisa por instituições\ndos os estados. Esses números são muito\nprofissionais. Dezenas de asteroides, de\npróximos aos de países da Europa Oci-\nzesseis supernovas e um cometa foram\ndental e Ásia. Suas principais atividades\ndescobertos por amadores brasileiros.\nse agrupam em duas áreas. A mais tradi-\nDesde 1998, a comunidade amadora rea\ncional é a da divulgação da astronomia\nliza encontros nacionais anuais (ENAST),\nA observação dos astros atrai pessoas de todas as idades e faixas sociais. É importante que os cidadãos de todo o país possam explorar, desde cedo, suas ligações com o Universo. (Crédito: Astronomia no Pantanal – grupo da UFMT)\nsempre em cidades distintas e abertos à\nmente pela população e pela imprensa,\nparticipação de estudantes e do público\ncom o apoio do MCT e do CNPq.\nleigo. Assim como na maioria dos países\nO Ano Internacional da Astrono-\ndesenvolvidos, a tendência de colabo-\nmia em 2009, coordenado pela União\nração entre a comunidade amadora e a\nAstronômica Internacional (IAU), consti-\nprofissional tem sido incrementada nos\ntuiu-se no maior evento de divulgação\núltimos anos, notadamente com a reali\ncientífica da história. O Brasil teve grande\nzação do Ano Internacional da Astrono-\ndestaque no Ano Internacional, tendo\nmia em 2009.\nrealizado 16 mil eventos de divulgação, dos quais participaram 2,3 milhões de\nDivulgação da Astronomia\npessoas. Essa atividade foi conduzida por uma rede de 229 Nós Locais, distribuí-\nA divulgação da Astronomia com-\ndos por todos os estados brasileiros, so-\nplementa os espaços não formais de edu-\nmando duas mil pessoas. Os Nós da Rede\ncação. Ela se dá por meio de de sessões\ncongregam astrônomos amadores (160\nde planetários, observações telescópicas\nclubes), astrônomos profissionais, educa-\nabertas ao público, artigos em jornais,\ndores e jovens amantes da ciência.\nrevistas e filmes em TVs. Ela atinge uma\nO enorme interesse despertado no\npopulação numerosa que, em sua maior\npúblico certamente resultará num au-\nparte, não frequenta mais a escola. Essa\nmento de demanda por informações e no\natividade é importante por promover uma\nengajamento de mais jovens na carreira\neducação científica e transmitir aos ci-\ncientífica. Para dar conta dessa tarefa, os\ndadãos informações sobre o uso de recur-\nNós Locais formaram a Rede Brasileira de\nsos provenientes de seus impostos. Essa\nAstronomia (RBA), que continuará a he\natividade vem crescendo constantemente\nrança do Ano Internacional da Astrono-\nno Brasil e tem sido recebida calorosa-\nEssa obra foi impressa nas oficinas da gráfica Yangraf, com miolo em papel couché 115g, capa dura empastada em papel couché 150g, diagramada em tipologia The Sans por Vania Vieira, para Odysseus Editora no ano de 2010, com tiragem de 45.000 exemplares.\nNeste livro você vai ler textos sobre pesquisas atuais em Astronomia, escritos por pesquisadores da área, refraseados em linguagem jornalística. As informação são atualíssimas, mas a linguagem é compreensível por não iniciados. A cobertura de temas não é e nem pode ser completa num pequeno livro, dado que a Astronomia é vastíssima. Ela representa a visão de alguns pesquisadores, formada a partir de seus postos, na fronteira da pesquisa. Ela mostra também como a área se estrutura no Brasil, em termos de empregos, formação de pessoal e atividade de divulgação. A primeira edição é de 40 mil exemplares, distribuídos gratuitamente, principalmente para escolas públicas. A Astronomia brasileira tem uma história de sucesso nos últimos 40 anos, reconhecida internacionalmente. Graças ao apoio das agências de fomento à pesquisa, federais e estaduais, ela continuará crescendo na próxima década. Temos pouco mais de duas centenas de cientistas na área e esse número precisa aumentar bastante para o Brasil fazer jus às suas aspirações de país desenvolvido.\n9 788578 760151\nFascínio do universo - Allure of the universe\nToda Obra aqui veículada foi encontrada na Internet, a proposta é colocar toda a literatura Brasileira em um só lugar, para que todo leitor...