A história do universo: do caos para a complexidade

Nosso universo surgiu há 13,7 bilhões de anos a partir de um evento denominado Big Bang. E desde então, está evoluindo.

Milhões de anos após a origem do universo, as primeiras estrelas vieram a existir, em meio ao caos. O universo era simples e caótico. Reações físicas e químicas nessas estrelas primordiais enriqueceram o universo com novos elementos, permitindo posteriormente a formação de planetas e luas.

Nas condições exatas, a vida – que é a coisa mais complexa do universo, e ao mesmo tempo a mais frágil – pôde surgir. E desde que isso aconteceu, com a ajuda de desastres, a vida evoluiu.

Mas por que o universo funciona desse jeito? Como podemos estar aqui hoje? Como o caos deu origem a toda a complexidade que vemos atualmente? Descubra todas as respostas nessa excelente história do universo narrada pelo cientista David Christian.

O Universo – Espaçonave Terra (1ª Temp. Ep. 6)

Há 4,5 bilhões de anos na corrida de alta performance para se tornar um planeta, essa esfera azul-safira conquistou seu lugar. Mas foi uma competição caótica, e cheia de violentas colisões.

Depois de muita perseverança, a Terra se tornou um planeta muito especial – o único no sistema solar com oceanos, terra e vida complexa.

Apesar dos desastres modernos que o assolam, o planeta continua uma das criações mais deslumbrantes do universo. Vamos viajar à bordo da nave Terra nesse ótimo documentário exibido pelo History Channel, que você confere completo aqui.

O Universo – Os Segredos do Sol 

Uma esfera incandescente muito pequena comparada com a maioria das estrelas do universo. Esse é o nosso Sol, um dos elementos fundamentais para a vida aqui na Terra. Nascido há mais de 4 bilhões de anos atrás, o Sol é composto sobretudo por hidrogênio e hélio, e suas tempestades atingem milhões de quilômetros no espaço, afetando seriamente o nosso planeta.

Esse é o primeiro episódio da primeira temporada da série “O Universo”, lançada em 2007 e exibida pelo canal History Channel. Você pode assistir o documentário dublado completo abaixo. Se tiver uma boa conexão com a internet, recomendamos que o assista em 1080p (Full HD) e tela cheia, para uma melhor visualização.

Primeira “Terra alienígena” será descoberta em 2013, dizem cientistas

O primeiro planeta verdadeiramente parecido com a Terra será descoberto em 2013, uma épica descoberta que faria com que a humanidade reavaliasse seu lugar no universo.

Embora astrônomos tenham encontrado muitos exoplanetas ao longo dos últimos anos que apresentam uma ou duas características da Terra (como temperatura ou tamanho), nenhum planeta como o nosso foi descoberto ainda. Mas isso pode mudar em 2013, dizem os cientistas.

“Estamos muito confiantes que a primeira gêmea da Terra possa ser descoberta no ano que vem”, disse Abel Mendez, que dirige o Laboratório de Planetas Habitáveis, na Universidade de Porto Rico.

O primeiro exoplaneta descoberto orbitando uma estrela como o Sol foi descoberto em 1995. Desde então, astrônomos já viram mais de 800 mundos além do nosso sistema solar, e muitos  ainda aguardam confirmação.

O telescópio espacial Kepler, por exemplo, já observou mais de 2.300 planetas candidatos desde seu lançamento em março de 2009. Apenas 100 deles foram confirmados até o momento.

Os primeiros mundos alienígenas encontrados eram gigantes gasosos como Júpiter, pois são mais fáceis de serem detectados. Mas com o tempo, novos instrumentos foram lançados, e os caçadores de planetas aprimoraram suas técnicas, possibilitando a descoberta de planetas menores e mais distantes.

Planetas mais semelhantes com a Terra até agora descobertos

Nenhum dos planetas potencialmente habitáveis descobertos até agora (vídeo acima) são pequenos o suficiente para serem verdadeiros gêmeos da Terra. Planetas do tamanho do nosso só foram descobertos muito próximos à suas respectivas estrelas hospedeiras, inviabilizando a vida por causa da alta temperatura.

Mas para Mendez, é somente uma questão de tempo para que um planeta pequeno, rochoso e que esteja localizado na zona habitável de uma estrela como o Sol seja descoberto.

Provavelmente existem muitas Terras alienígenas na nossa galáxia esperando para serem descobertas. Há aproximadamente 200 bilhões de estrelas na Via Láctea, que hospedam pelo menos 50 bilhões de planetas. É de se esperar muitos deles tenham vida ou sejam capazes de abrigá-la. Algumas estimativas sugerem que existam pelos menos 5 milhões de planetas habitáveis na Via Láctea. [Space]

Descobrindo novos mundos através de auroras alienígenas

Muitos exoplanetas já foram descobertos até agora, através de seu trânsito na frente de sua estrela hospedeira, causando uma alteração no brilho dela. Essa alteração é detectada pelos telescópios, e a cada 3 trânsitos, pesquisadores conseguem identificar um exoplaneta. Mas através dessa técnica, nem todos os dados de um planeta podem ser obtidos.

Agora, astrônomos pensam que auroras alienígenas podem aumentar ainda mais a nossa compreensão sobre os exoplanetas. Ninguém jamais viu a luz de uma aurora de um exoplaneta – mesmo daqueles que orbitam estrelas próximas ao sistema solar. A luz é muito fraca para viajar enormes distâncias, mas as auroras têm outra característica: elas emitem ondas de rádio.

Detectar emissões de rádio a partir da aurora de um exoplaneta nos daria uma riqueza de informações que não está disponível a partir de técnicas convencionais. Além de revelar mundos anteriormente ocultos, os diferentes aspectos da emissão também pode permitir aos pesquisadores calcular o comprimento do dia de um exoplaneta e a força de seu campo magnético. Poderíamos até ter pistas sobre os processos internos que impulsionam o campo magnético, bem como a forma como o planeta interage com sua estrela-mãe e, possivelmente, se tem alguma lua.

Na Terra, as auroras boreais e austrais são resultado de elétrons acelerados pela colisão do vento solar com moléculas de gás na atmosfera superior, causando uma emissão de luz em um comprimento de onda característico. O oxigênio emite a familiar luz amarelo-esverdeada, nitrogênio emite um brilho vermelho ou azul, e por aí vai. Mas antes da colisão, os elétrons giram em torno das linhas do campo magnético do planeta e nesse processo emitem ondas de rádio.

Auroras já foram vistas em Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. E há boas razões para esperar que pelo menos alguns exoplanetas as tenham também.

De todas as auroras em nosso sistema solar, as de Júpiter são as mais brilhantes. Duas vezes mais massivo que todos os outros planetas juntos, Júpiter possui o mais forte campo magnético do sistema solar, explicando o motivo do gigante gasoso possuir as mais belas auroras conhecidas. Nós não podemos observá-las usando telescópios terrestres porque a luz da aurora de Júpiter é principalmente ultravioleta, que não penetra na atmosfera da Terra.

Foram as auroras, por sinal, que permitiram aos pesquisadores calcular a força do campo magnético do planeta Júpiter, antes mesmo da sonda Voyager confirmar a medição.

O rádio é ainda uma forma promissora de localizar e estudar exoplanetas, porque se um planeta tem um campo magnético, é capaz de emitir sinais de rádio que são mais fortes do que as da sua estrela.

Na faixa de freqüência baixa – em algumas dezenas de megahertz – as emissões de rádio de Júpiter são tão brilhantes como as do Sol, mas mesmo assim não seriam detectáveis se Júpiter estivesse tão longe quanto as estrelas mais próximas. Nem tudo está perdido, no entanto. Pesquisadores acreditam que alguns exoplanetas possam emitir ondas de rádio muito mais intensas do que as de Júpiter.

Por exemplo, a frequência com que uma aurora emite ondas de rádio depende da força do campo magnético de um planeta. Felizmente, esta emissão de rádio é irradiada para fora do campo magnético em feixes cônicos, que varrem em torno da órbita do planeta, como um farol. Esta varredura aparece como um pulso de ondas de rádio em um telescópio na Terra, o que nos permite calcular o período de rotação do planeta.

O sinal é também polarizado circularmente, o que significa que o seu campo elétrico roda à medida que o sinal viaja. Isso permite aos pesquisadores diferenciar entre os sinais planetários e a radiação da estrela, que não é polarizada porque é produzida por explosões de elétrons correndo através de sua atmosfera exterior. Se medirmos uma polarização elíptica ou circular, é muito provável que vieram do planeta, em vez da estrela.

Procurando por exoplanetas por meio de sinais de rádio

O primeiro grupo a procurar exoplanetas usando rádio foi liderado por William Erickson, professor emérito da Universidade de Maryland, EUA. Inspirado pelo sucesso de sinais de rádio aurorais de Júpiter, em 1977, sua equipe procurou planetas em torno de estrelas próximas através de emissões de rádio de auroras alienígenas.  O grupo olhou para 22 estrelas, estimando que seu telescópio pudesse detectar uma explosão que fosse 1.000 vezes mais forte do que as fortes rajadas de Júpiter. Não deu em nada. Telescópios de rádio da época não eram sensíveis o suficiente para captar os sinais dessas fontes distantes.

Agora, 35 anos depois, o interesse em emissões de rádio aurorais veio novamente com o desenvolvimento de um novo radiotelescópio altamente sensível, chamado Low Frequency Array (LOFAR). É o maior radiotelescópio e mais sensível abaixo de 250 megahertz já projetado, que ainda está desenvolvimento.

Para encontrar um exoplaneta através de seus sinais de rádio, os cientistas têm considerado um planeta semelhante a Júpiter, porque a maioria dos exoplanetas encontrados até agora têm uma massa superior ou igual à do gigante gasoso. Há dois cenários possíveis para as fortes emissões de rádio.

Primeiro, o planeta orbita próximo à sua estrela-mãe e é fortemente fustigado pelo vento solar, que reconfigura o campo magnético do planeta, causando fortíssimas auroras cujos sinais de rádio seriam detectados na Terra.

A segunda opção é que as emissões de rádio são associadas à uma lua em órbita, como é o caso de Júpiter. Sua terceira maior lua, Io, é um mundo vulcânico, com erupções lançando gás ionizado para Júpiter a uma taxa de 1,000 kg por segundo. Ao contrário das auroras da Terra, que são causadas pelo Sol, em Júpiter é o gás ionizado o maior responsável pelas auroras.

De acordo com cálculos, conseguiríamos detectar por meio de rádio com a tecnologia atual um exoplaneta localizado a no máximo 150 anos-luz de distância, através de rádio.

Até agora não conseguimos detectar nenhuma emissão. Acredita-se que a principal razão para não detectar quaisquer sinais de rádio a partir desses planetas é que os instrumentos não podem detectar uma freqüência baixa o suficiente.

Por exemplo, Júpiter não emite ondas de rádio intensas acima de 40 megahertz, uma freqüência de corte que depende da força do campo magnético do planeta. Então, se você não olhar abaixo desta freqüência, não verá nada. A frequência mais baixa detectável atualmente é 50 megahertz.

O LOFAR será capaz de detectar os sinais de rádio abaixo de 10 megahertz, algo promissor. No entanto, a atmosfera terrestre bloqueia frequências inferiores a 10 megaherts. Para isso, seria preciso um radiotelescópio na órbita terrestre ou na Lua, por exemplo.

Pesquisadores estão confiantes de que com o novo instrumento, a técnica será bem-sucedida, e talvez possamos descobrir muitas novas propriedades de exoplanetas próximos, habitáveis ou não.

Os últimos instantes das sondas Ebb e Flow na Lua [vídeo]

Recentemente, a NASA divulgou os últimos instantes das sondas gêmeas Ebb e Flow, que se colidiram com o solo lunar no dia 17/12/12. O vídeo foi gravado 3 dias antes do impacto pelas câmeras da Ebb.

As sondas GRAIL permitiram aos pesquisadores entender melhor nosso satélite natural, sobretudo sua estrutura interna. Após cerca de um ano em funcionamento, elas caíram próximo ao polo norte da Lua, conforme o planejado.

Ebb e Flow eram duas irmãs inseparáveis, voando na órbita lunar sempre lado a lado. Elas empregaram um sistema gravitacional preciso para determinar a estrutura interna da Lua. Sem combustível, os comandantes da missão ordenaram que todos os instrumentos científicos fossem desligados, antes das sondas de se destruírem no solo lunar.

As sondas GRAIL permitiram aos cientistas concluir que as colisões de cometas e asteroides não somente tornaram a lua esburacada, mas causaram profundas fraturas em sua crosta. O mesmo pode ter acontecido em Marte, e a água existente na superfície do planeta pode ter descido para regiões mais profundas da crosta, onde pode estar agora.

Além disso, Ebb e Flow criaram um mapa gravitacional da Lua, permitindo aos cientistas entender a estrutura interna de nosso satélite. A crosta, por exemplo, é muito mais fina do que o imaginado.

Dados das sondas também permitiram aos pesquisadores confirmar a teoria de que a Lua se formou de um impacto com a Terra há bilhões de anos.