Radiotelescópio ALMA está pronto para iniciar fase científica

                   

Alma do deserto

A primeira antena europeia para o Radiotelescópio ALMA acaba de chegar ao Local de Operações da Rede, o "sítio alto" do Observatório, no planalto do Chajnantor, a uma altitude de 5.000 metros nos Andes Chilenos

O Alma (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) será um radiotelescópio móvel, formado por diversas antenas que podem ser rearranjadas desde configurações super compactas, todas comprimidas em um espaço de 150 metros, até configurações nas quais as antenas se espalham por uma área de 15 quilômetros quadrados.

Antena móvel

A antena, construída pelo Consórcio Europeu AEM, contratado pelo ESO, foi entregue ao observatório em Abril na Infraestrutura de Suporte às Operações (OSF, sigla em inglês paraOperations Support Facility), depois de seis meses de testes. O OSF está a uma altitude de 2.900 metros no sopé dos Andes chilenos.

Neste local, a antena foi equipada com detectores extremamente sensíveis, resfriados por hélio líquido, e toda a eletrônica necessária.

Agora, um dos enormes veículos de transporte ao serviço do ALMA levou-a 28 km mais longe, pela estrada árida do deserto, até o Local de Operações da Rede.

"É fantástico ver a primeira antena ALMA europeia chegar ao Chajnantor. É a partir deste planalto inóspito que estas obras-primas da tecnologia serão utilizadas para estudar o cosmos," comemorou Stefano Stanghelliti, diretor do projeto ALMA no ESO.

Ciência do Alma

As primeiras observações científicas do ALMA estão previstas ainda para este ano.

Apesar do ALMA se encontrar em construção, a rede de 16 antenas que estará disponível será já melhor que todos os outros telescópios deste tipo.

Astrônomos de todo o mundo submeteram quase 1.000 propostas para as observações científicas iniciais. Esta quantidade de propostas é cerca de nove vezes o número de observações que se espera para esta primeira fase, o que demonstra o entusiasmo dos investigadores pelo ALMA, mesmo nesta fase inicial.

A localização elevada do planalto dá as condições extremamente secas vitais para a observação nos comprimentos de onda do milímetro e do submilímetro, uma vez que os sinais fracos que nos chegam do espaço são facilmente absorvidos pela atmosfera terrestre.

Embora o Chajnantor seja perfeito para o ALMA, a altitude extremamente elevada e a falta de oxigênio torna-o muito menos agradável para os visitantes humanos. Apesar de existir um edifício técnico no Chajnantor - que é, na realidade, um dos edifícios de altitude mais elevada já construído no mundo - as pessoas que trabalham no ALMA fazem o máximo possível do seu trabalho a uma altitude inferior, no OSF, de onde o telescópio é operado remotamente.

Consórcio internacional

Quando a construção estiver completa em 2013, o ALMA contará com um total de 66 antenas de última geração, que trabalharão em uníssono como um único telescópio muito potente, observando na radiação milimétrica e submilimétrica.

O ALMA ajudará os astrônomos a estudar a origem dos planetas, estrelas, galáxias e do próprio Universo, ao observar gás molecular e poeira fria na Via Láctea e para além dela, assim como a radiação residual do Big Bang.

O ALMA, uma infraestrutura internacional astronômica, é uma parceria entre a Europa, América do Norte e Leste Asiático, em cooperação com a República do Chile. A construção e operação do ALMA é feita pelo ESO, National Radio Astronomy Observatory (NRAO) e pelo Observatório Nacional do Japão (NAOJ). OJoint ALMA Observatory (JAO) fornece uma liderança unificada e a direção da construção, comissionamento e operação do ALMA.

Vinte e cinco antenas ALMA europeias, incluindo esta, serão fornecidas pelo ESO. O ALMA terá igualmente 25 antenas fornecidas pela América do Norte e 16 fornecidas pelo Leste Asiático.

Rotação da galáxia pode explicar disparidade entre matéria e antimatéria

Violação da paridade de  carga

Um físico da Universidade de Warwick, no Reino Unido, produziu uma solução de dimensões galácticas para explicar um dos mais desafiadores quebra-cabeças da física atual.

E a solução ainda deixa uma porta aberta para explicar o enigma do "desaparecimento" da antimatéria que deve ter sido criada no surgimento do nosso Universo.

Os físicos adorariam um universo bem-comportado, onde as leis da física fossem tão universais que cada partícula e sua antipartícula se comportassem da mesma maneira.

No entanto, nos últimos anos, observações experimentais de partículas conhecidas como kaons e mésons B revelaram diferenças significativas na forma como a matéria e a antimatéria decaem.

Esta "violação da paridade de carga", ou "violação de CP", é uma anomalia inconveniente para alguns pesquisadores, mas é um fenômeno útil para outros, já que pode abrir o caminho para uma explicação de por que mais matéria do que antimatéria parece ter sobrevivido ao nascimento do nosso universo.

Arrastamento do espaço-tempo em escala galáctica

Agora, o Dr. Mark Hadley, acredita ter encontrado uma explicação testável para a aparente violação da paridade de carga, uma explicação que não apenas preserva a paridade, mas também torna a violação da paridade de carga uma explicação ainda mais plausível para a divisão entre matéria e antimatéria.

O Dr. Hadley sugere que os pesquisadores têm negligenciado o impacto significativo da rotação da nossa galáxia no padrão de quebra das partículas atômicas.

"Segundo os pontos de vista aceitos na física de partículas, a natureza é fundamentalmente assimétrica. Existe uma clara assimetria da esquerda para a direita nas interações fracas e uma violação de CP bem menor em sistemas Kaon, que têm sido medidos, mas nunca explicados.

"Esta pesquisa sugere que os resultados experimentais em nossos laboratórios são uma consequência da rotação galáctica torcendo nosso espaço-tempo local.

"Se isso se mostrar correto, então a natureza seria, afinal de contas, fundamentalmente simétrica. Esta previsão radical é testável com os dados que já foram coletados no CERN [LHC] e [no experimento] BaBar, bastando olhar os resultados que foram distorcidos no sentido que a galáxia gira," explica o Dr. Hadley.

Dilatação do tempo

Parece ser fácil negligenciar o efeito de algo tão grande quanto uma galáxia, porque o que parece mais óbvio para nós é o campo gravitacional local da Terra ou do Sol, sendo ambos muito mais facilmente perceptíveis do que o efeito gravitacional que nossa galáxia como um todo exerce sobre nós.

No entanto, o Dr. Hadley acredita que o que é mais importante neste caso é um efeito gerado pelo giro de tal corpo tão maciço.

A velocidade e o momento angular do giro de um corpo tão maciço quanto nossa galáxia cria um "arrastamento" sobre o espaço e o tempo locais, torcendo o formato desse tempo-espaço e criando efeitos de dilatação do tempo.

A rotação da nossa galáxia tem um efeito de torção no nosso espaço local que é um milhão de vezes mais forte do que a causada pela rotação da Terra.

Decaimento

Quando a violação de CP foi observada no decaimento dos mésons B, a diferença fundamental observada entre a dissolução das versões de matéria e de antimatéria da mesma partícula é uma variação nas diferentes taxas de decaimento.

Curiosamente, embora os pesquisadores observem essa larga variação no padrão das taxas de decaimento, quando as taxas de decaimento individuais são somadas elas aumentam o total tanto para as versões de matéria quanto de antimatéria da mesma partícula.

O Dr. Hadley acredita que o efeito de arrastamento de toda a galáxia sobre o tempo-espaço local explica todas essas observações.

Versões de matéria e antimatéria da mesma partícula vão manter exatamente a mesma estrutura, exceto quando elas forem imagens espelhadas umas das outras. Não é sem sentido esperar que o decaimento dessas partículas também comece como uma imagem espelhada exata uma da outra.

No entanto, não é assim que ele termina. O decaimento pode começar como uma imagem espelhada exata, mas o efeito de arrastamento induzido pela rotação da galáxia é significativo o suficiente para fazer com que as diferentes estruturas em cada partícula experimentem diferentes níveis de dilatação do tempo e, portanto, decaiam de formas diferentes.

A variação geral dos diferentes níveis de dilatação do tempo, contudo, fica na média quando cada partícula no decaimento é levada em conta - a violação de CP desaparece e a paridade é conservada.

Teoria testável

A beleza desta teoria é que ela também pode ser testada: há previsões que podem ser feitas feitas a partir da teoria e testadas experimentalmente.

A enorme variedade de dados que já existe, que mostram a aparente violação de CP em alguns decaimentos, pode ser re-examinada para ver se há um padrão que está alinhado com a rotação da galáxia.

O artigo do Dr. Hadley somente trata de como o arrastamento do espaço-tempo em escala galáctica poderia explicar as observações experimentais da aparente violação de CP.

Entretanto, a explicação também deixa aberta a porta para aqueles teóricos que acreditam que a violação de CP seria uma ferramenta útil para explicar a separação entre matéria e antimatéria no nascimento do nosso Universo, e o subsequente predomínio aparente da matéria.

De fato, o arrastamento do espaço-tempo em escala galáctica pode até mesmo deixar a porta ainda mais larga: as estruturas primitivas do universo, talvez as mais antigas, podem ter tido massa e giro suficientes para gerar efeitos de arrastamento que poderiam ter tido um efeito significativo na distribuição da matéria e da antimatéria.

Intrigante:Radar filma pessoas através das paredes

Este é o protótipo da antena do radar, que os cientistas planejam reduzir para colocar em um automóvel. [Imagem: MIT Lincoln Laboratory]

Pesquisadores do MIT, nos Estados Unidos, desenvolveram um novo sistema de radar que consegue enxergar através das paredes.

O equipamento opera com aquisição de dados e processamento de imagens em tempo real, o que significa que ele gera um filme das pessoas se movendo por detrás de um muro de concreto.

Radar pessoal

O sistema demonstrou a capacidade de capturar imagens de boa qualidade com uma velocidade de 10 quadros por segundo, através de blocos de 10 centímetros e de 20 centímetros de espessura, bem como de concreto, com o equipamento localizado a cerca de seis metros de distância da parede.

"Nós estimamos o alcance máximo em aproximadamente 20 metros quando se olha através de uma parede de concreto de 20 centímetros," disse o Dr. Gregory Charvat, um dos desenvolvedores do radar.

O sistema diminui o tempo de coleta de dados através de uma parede de 1,9 segundo obtido anteriormente para menos de 100 milissegundos.

O sistema explora um fenômeno bem conhecido: embora não seja possível ver através das paredes usando a luz visível, é possível disparar comprimentos de onda maiores sobre uma uma parede e coletar um fraco sinal de dispersão que é representativo do que está por trás da parede.

Filme por trás das paredes

A qualidade da imagem é suficientemente alta para definir vários seres humanos por trás de uma parede.

As pessoas foram visualizadas através dos três tipos de parede testadas estando em movimento ou paradas - o mais totalmente paradas que conseguiram, o que incluiu segurar a respiração.

Como os seres humanos de fato não conseguem ficar absolutamente imóveis, movendo-se ligeiramente por mais que tentem ficar parados, o sistema de radar detecta os pequenos movimentos usando técnicas chamadas de processamento coerente de radar.

Agora os pesquisadores estão trabalhando para melhorar o processamento de imagens de modo que a tela do radar mostre imagens mais facilmente interpretáveis do que as "bolhas" que são vistas neste primeiro protótipo.

Charvat diz que o projeto para o futuro inclui planos para montar o sistema em um veículo e testá-lo em uma grande variedade de paredes e nas estruturas urbanas mais comuns.

Incrível:Supernova produz poeira suficiente para formar 200.000 terras

No Universo primitivo havia uma grande quantidade de supernovas, pelo que esta teoria poderia ajudar a compreender as primeiras etapas da evolução do Universo. [Imagem: ESA]

Pó para 200.000 terras

O telescópio espacial Herschel, da ESA, descobriu que grandes explosões estelares podem dar origem a uma quantidade de pó interestelar muito maior do que se imaginava.

Juntamente com as nuvens de gás, este pó forma a matéria-prima com que se formarão novas estrelas, planetas e, em última análise,a vida.

Esta descoberta pode ajudar a resolver um dos principais enigmas da formação do Universo.

Os astrônomos conseguiram estimar a quantidade de pó a partir do brilho dos restos de uma supernova.

Surpreendentemente, verificou-se que havia mil vezes mais poeira do que se pensava que podia resultar de uma explosão com estas características - o suficiente para dar origem a cerca de 200.000 planetas do tamanho da Terra.

Origem do pó interestelar 

Compreender a origem do pó interestelar é uma questão chave no estudo doUniverso. Os átomos mais pesados, tais como o carbono, o silício, o oxigênio ou o ferro, não foram produzidos durante o Big Bang, pelo que a sua origem deve estar relacionada com algum fenômeno posterior.

Apesar de estes átomos constituírem apenas uma pequena fração da massa do Universo e do nosso Sistema Solar, eles são os principais componentes dos planetas rochosos como a Terra e da vida em si: grande parte dos átomos do nosso corpo fez parte, em algum momento, do pó interestelar.

No entanto, ainda não se compreende bem como é que se gera este pó, principalmente no Universo primitivo.

Mas agora há uma pista. As teorias atuais sugerem que grande parte do pó interestelar é gerado através da condensação dos gases quentes expelidos pelas gigantes vermelhas que podemos observar no Universo atual, de forma semelhante à formação da fuligem numa chaminé.

No entanto, este tipo de estrela não existia no Universo primitivo, apesar de haver grandes quantidades de pó.

Com o Herschel ficou demonstrado que as supernovas também podem ser uma ótima fonte de pó interestelar. Os grãos de pó poderiam ser o resultado da condensação dos resíduos gasosos da explosão, durante o arrefecimento provocado pela expansão.


Resto de supernovas

No Universo primitivo havia uma grande quantidade de supernovas, pelo que esta teoria poderia ajudar a compreender as primeiras etapas da evolução do Universo.

"Estas observações são a primeira prova direta de que as supernovas podem gerar o pó interestelar que detectamos nas galáxias mais jovens", explica Göran Pilbratt, cientista do Projeto Herschel, da ESA. "É um resultado muito importante, que demonstra uma vez mais as vantagens de contar com uma janela aberta para o Universo."

Supernova 1987A

Esta descoberta foi feita enquanto o Herschel estudava a radiação da poeira fria na Grande Nuvem de Magalhães, uma pequena galáxia próxima da Via Láctea. A poeira fria emite radiação na banda do infravermelho distante, o que torna o Herschel, concebido para estudar esta banda de frequências, o telescópio perfeito para detectar a sua presença.

O Herschel observou uma fonte de radiação infravermelha na supernova 1987A, uma explosão estelar detectada na Terra pela primeira vez em Fevereiro de 1987, e a mais próxima do nosso planeta nos últimos 400 anos.

Desde então, os astrônomos têm estudado os resquícios da explosão, à medida que a onda da supernova atravessa a galáxia. As imagens obtidas pelo Herschel são as primeiras observações claras da SN1987A em infravermelho distante. Aí pode detectar-se a presença de grãos de pó a cerca de -250°C, emitindo 200 vezes mais energia que o nosso Sol.

"Os restos da supernova são muito mais brilhantes no infravermelho do que esperávamos", nota Mikako Matsuura, da Universidade College London, autor principal do artigo que apresenta esta descoberta.

O futuro começou: Papel Solar - células solares são impressas em papel.

Depois que a Nasa lançar Super painéis solares para a sonda espacial Juno, agora os pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), nos Estados Unidos, cria o Papel solar. veja vais desse assunto abaixo:

Fabricar células solares diretamente em papel ou tecido, de um modo simples e rápido.

Tudo isto está sendo possível graças ao desenvolvimento das chamadas tintas eletrônicas, que não são exatamente tintas, mas soluções de partículas capazes de desempenhar a função desejada.

Deposição de vapor


O trabalho do MIT é um pouco mais complexo do que a impressão jato de tinta ou laser, mas também está dando resultados mais robustos.


O processo de impressão usa vapor - e não líquidos ou pó - em um processo que ocorre em temperaturas abaixo de 120 ºC - uma temperatura bastante amena em comparação com a fabricação de uma célula solar fotovoltaica tradicional, que emprega temperaturas elevadas e elementos corrosivos.





O rendimento das células solares impressas ainda é baixo - em torno de 1% - mas suficiente para alimentar pequenos aparelhos portáteis e sensores ambientais. [Imagem: Patrick Gillooly/MIT]




Nessas condições mais amenas, é possível empregar materiais como papéis não tratados, tecidos ou plástico como substratos para imprimir as células.


São aplicadas cinco camadas de materiais, que são depositados sobre o papel em etapas sucessivas. Uma máscara, também feita de papel, é usada para formar os padrões das células solares.


O processo ainda exige uma câmara a vácuo, para evitar a contaminação por poeira ou outras impurezas, o que diminuiria o rendimento das células solares.


Papel fotoelétrico


Terminada a "impressão", basta ligar os eletrodos e colocar o "papel fotoelétrico" sob a luz para que ele comece a gerar energia.


Em uma das demonstrações, um avião de papel foi construído com a folha fotoelétrica e começou a gerar energia tão logo acabou de ser dobrado. Em outra, as células solares foram impressas sobre uma fina folha de plástico PET, que foi dobrada e desdobrada mil vezes, sem perder a funcionalidade.


O rendimento das células solares impressas ainda é baixo - em torno de 1% - mas suficiente para alimentar pequenos aparelhos portáteis e sensores ambientais. Os pesquisadores afirmam que estão trabalhando nesse quesito, ajustando os materiais aplicados na técnica de deposição por vapor para melhoria da eficiência.


"Nós demonstramos a robustez dessa tecnologia. Acreditamos que poderemos fabricar células solares em larga escala capazes de atingir desempenhos recordes em termos de watts por quilo [de material]," disse Vladimir Bulovic, um dos autores da pesquisa.

Este é o objetivo de pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), nos Estados Unidos.


Eles já construíram diversos protótipos funcionais, com alguns mantendo o funcionamento depois de diversos meses e muitas dobraduras.


Impressão de circuitos eletrônicos


Há uma forte tendência no sentido de trazer os circuitos eletrônicos para mais próximo ao que as pessoas usam no dia-a-dia, o que inclui sobretudo papel e e tecido das roupas, mas também plásticos, sobretudo folhas flexíveis, que possam ser enroladas e dobradas.
Antenas capazes de capturar a energia do ar e até umacaneta capaz de desenhar circuitos eletrônicos foram demonstrados nos últimos dias. Células solares impressas por jato de tinta também já foram demonstradas experimentalmente por diversos grupos.

NASA mostra super painéis solares da sonda espacial Juno

Esta será a primeira vez na história que uma nave espacial usará energia solar tão longe no espaço - Júpiter é cinco vezes mais distante do Sol do que a Terra.[Imagem: NASA/JPL-Caltech/KSC]

Sonda solar

Os três enormes painéis solares que fornecerão energia para a sonda espacial Juno durante sua missão a Júpiter viram seus últimos fótons de luz antes de sua missão.

Depois de testados, eles foram dobrados e já estão prontos para serem colocados no foguete de lançamento.

Da próxima vez que esses três enormes painéis solares forem novamente estendidos, a sonda Juno estará se distanciando da Terra a uma velocidade de sete quilômetros por segundo.

Esta será a primeira vez na história que uma nave espacial usará energia solar tão longe no espaço - Júpiter é cinco vezes mais distante do Sol do que a Terra.

Sol distante

Para aproveitar a luz de um Sol tão distante, foi necessário construir painéis solares do tamanho de uma carreta - eles medem 8,9 metros de comprimento por 2,7 metros de largura.

E mesmo com toda sua área voltada em direção ao Sol, os três painéis somente conseguirão gerar energia suficiente para alimentar cinco lâmpadas comuns - cerca de 450 watts de eletricidade.

Se estivessem em órbita da Terra, produziriam entre 12 e 14 kilowatts de potência.

A janela de lançamento da sonda Juno começa em 5 de agosto e se estenderá até 26 de agosto de 2011.

Sonda Rosetta entra em hibernação no espaço profundo

Hibernação espacial

Foi dado ontem o último comando, que colocou a sonda caçadora de cometas Rosetta em hibernação no espaço profundo. Com praticamente todos os sistemas desligados, a sonda estará agora adormecida durante 31 meses, até acordar em 2014, no seu cometa de destino.

O procedimento de ontem marca o fim de uma primeira fase muito bem-sucedida na viagem de 10 anos da Rosetta e o início de um período escuro de hibernação durante o qual todos os instrumentos e quase todos os sistemas de controlo estarão em silêncio.

O sono profundo é necessário devido à enorme distância que a nave está do Sol, levando a que só uma fraca radiação solar atinja os seus painéis solares, o que não chega para a produção de energia elétrica necessária para alimentar os instrumentos da nave.

De agora a Janeiro de 2014, a Rosetta irá viajar sem assistência, em linhas curvas, por milhões de quilômetros de um frio e distante espaço, até ao seu encontro com o cometa 67-P/Churyumov-Gerasimenko.

Aquecimento mínimo

Apenas o computador e alguns aquecedores irão permanecer ativos. Estes serão controlados automaticamente, para garantir que a sonda não congele à medida que a sua órbita a leva na sua viagem de ida e volta dos 660 milhões de quilômetros do Sol até aos 790 milhões de quilômetros, entre agora e 2014.

"Enviamos o comando através da Estação de 70 metros da NASA, a Deep Space Network, em Camberra, na Austrália, garantindo que o sinal era transmitido com energia suficiente para atingir a Rosetta, que está agora a 549 milhões de quilômetros da Terra," disse o Diretor de Operações da ESA, Andrea Accomazzo.

"Iremos monitorar através da estação de 35 metros da ESA, em New Norcia, na Austrália, durante alguns dias, para verificar a ocorrência de problemas, mas não esperamos receber qualquer sinal de rádio antes de 2014. Agora a Rosetta está por sua conta," completou

Despertador automático

Em 20 de Janeiro de 2014, um temporizador irá acordar a nave adormecida, que irá então enviar um sinal para a Terra, anunciando o seu despertar.

Os controladores da missão irão passar várias semanas aquecendo gradualmente e reativando a nave, preparando-a para o encontro com o cometa em Julho de 2014.

Os controladores da missão, no Centro de Operações Espaciais, em Darmstadt, passaram grande parte do último ano preparando-se para a hibernação.

Um modo especial de hibernação foi desenvolvido para a nave pelos engenheiros da EADS Astrium, o principal contratante industrial que construiu a Rosetta, para permitir que esta sobrevivesse à longa distância do Sol, durante a sua viagem.

Todos os instrumentos científicos foram desligados no final de Março. Em Abril e Maio, com a Rosetta orbitando a mais de 600 milhões de quilômetros do Sol, foram feitos testes nos painéis solares para confirmar que estava disponível energia suficiente para a hibernação.

Girar para estabilizar

Depois de receber o comando, a Rosetta começou automaticamente a girar, o que irá estabilizá-la enquanto o controle de posição normal está desligado, durante a hibernação.

Depois do sinal de confirmação do sucesso do início do processo de hibernação, o contato via rádio foi perdido, conforme previsto.

"Com a passagem pelos asteróides Steins em 2008 e Lutetia em 2010, a Rosetta já conseguiu obter excelentes resultados científicos," diz Paolo Ferri, responsável pela Divisão de Operações Solares e Planetárias.

"O processo de hibernação é um passo necessário para que seja atingido o objetivo final. Aguardamos agora por 2014, altura em que a Rosetta irá tornar-se a primeira nave a seguir a vida de um cometa, enquanto este se aproxima do Sol," concluiu.