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domingo, 10 de outubro de 2010

Telescópio infravermelho revela o segredo do Unicórnio


Outra Vista

Uma nova imagem obtida em infravermelho pelo telescópio de rastreio VISTA, do ESO (Observatório Europeu do Sul) revela uma paisagem extraordinária de tentáculos de gás brilhantes, nuvens escuras e estrelas jovens na constelação do Unicórnio (Monoceros).

Esta região de formação estelar, conhecida como Unicórnio R2, encontra-se envolta em uma imensa nuvem escura.

Quando observada no visível, esta região encontra-se praticamente toda obscurecida por poeira interestelar. Mas, no infravermelho, ela se mostrou espectacular.

Na constelação do Unicórnio, no interior de uma nuvem escura de grande massa, rica em moléculas e poeira, encontra-se uma ativa maternidade estelar.

Embora, quando se olha para o céu, esta nuvem pareça próxima da mais conhecidaNebulosa de Órion, na realidade ela encontra-se quase duas vezes mais afastada da Terra, a uma distância de cerca de 2.700 anos-luz.

O segredo do Unicórnio

No visível, podemos observar uma bela coleção de nebulosas de reflexão, formadas quando a radiação azulada de um grupo de estrelas quentes de grande massa é dispersa por partes das camadas exteriores escuras da nuvem molecular.

No entanto, a maioria das estrelas que nascem permanecem escondidas, uma vez que as espessas camadas de poeira interestelar absorvem fortemente a sua radiação ultravioleta e visível.

Nesta nova imagem, obtida em infravermelho a partir do Observatório do Paranal do ESO, no norte do Chile, o telescópio VISTA (acrônimo do inglês Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy) penetra a escura cortina de poeira e revela com um detalhe surpreendente as dobras, voltas e filamentos, esculpidos na matéria interestelar poeirenta pelos intensos ventos de partículas e radiação emitidos pelas estrelas quentes jovens.

"A primeira vez que vi esta imagem fiquei surpreendido por ser possível observar tão claramente todos as correntes de poeira em torno do enxame Unicórnio R2, assim como os jatos provenientes dos objetos jovens profundamente incorporados na poeira. Estas imagens do VISTA revelam uma enorme quantidade de detalhes excitantes," diz Jim Emerson, do Queen Mary, Universidade de Londres e líder do consórcio VISTA.

Hidrogênio molecular

A nova imagem foi criada através de várias exposições obtidas em três regiões diferentes do espectro, no infravermelho próximo. Em nuvens moleculares como a Unicórnio R2, as baixas temperaturas e as densidades relativamente altas permitem que as moléculas se formem, tais como o hidrogênio que, em certas condições, emite intensamente no infravermelho próximo. Muitas das estruturas vermelhas e rosas que aparecem na imagem devem-se provavelmente ao brilho do hidrogênio molecular que é emitido pelas estrelas jovens.

A região Unicórnio R2 possui um núcleo denso com, no máximo, dois anos-luz de extensão, o qual se encontra repleto de estrelas jovens de grande massa, possuindo igualmente um enxame de fontes infravermelhas brilhantes, que são geralmente estrelas de grande massa recém-nascidas e que, por isso, estão ainda rodeadas pelos discos de poeira. Esta região encontra-se no centro da imagem, onde podemos observar uma maior concentração de estrelas e onde as estruturas avermelhadas proeminentes indicam muito provavelmente emissão de hidrogênio molecular.

A nuvem brilhante na parte mais à direita no centro da imagem é a NGC 2170, a nebulosa de reflexão mais brilhante desta região. Em radiação visível, a nebulosa assemelha-se a ilhas azuis brilhantes num oceano escuro, enquanto no infravermelho é possível ver que o seu interior contém fábricas estelares onde centenas de estrelas de grande massa estão se formando em um ritmo muito rápido. A NGC 2170 pode ser observada através de um pequeno telescópio e foi descoberta por William Herschel em 1784.

As estrelas formam-se em um processo que dura tipicamente alguns milhões de anos e que se processa no interior de enormes nuvens de gás e poeira interestelar, com centenas de anos-luz de dimensão - veja Novo fenômeno astronômico lança luz sobre o nascimento das estrelas.

Como a poeira interestelar é opaca à radiação visível, observações no infravermelho e em radiofrequência são cruciais no sentido de compreendermos os primeiros estágios da formação estelar.

Telescópio Vista

Com o seu enorme campo de visão, espelho grande e câmara sensível, o VISTA é o telescópio ideal para obter imagens profundas de grande qualidade no infravermelho, principalmente de grandes áreas do céu, tais como a região Unicórnio R2.

A largura do campo de visão do VISTA é equivalente a cerca de 80 anos-luz a esta distância. Uma vez que a poeira é bastante transparente nos comprimentos de onda do infravermelho, muitas estrelas que não se consegue observar em imagens no visível tornam-se aparentes no infravermelho. A estrela de maior massa dentre as observadas na imagem tem menos de dez milhões de anos de idade.

Ao mapear o céu austral de modo sistemático, o VISTA irá coletar cerca de 300 gigabytes de dados por noite, fornecendo uma enorme quantidade de informação relativa àquelas regiões que serão estudadas posteriormente em mais detalhe pelo Telescópio VLT (Very Large Telescope), Telescópio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) e, no futuro, o European Extremely Large Telescope (E-ELT), que será o maior telescópio do mundo.

Com um espelho primário de 4,1 metros, o VISTA é o maior telescópio de rastreio do mundo, equipado com a maior câmara infravermelha montada em um telescópio, com 67 milhões de pixels.

Sua missão é mapear o céu, tendo começado suas operações no início de 2010. Situado num pico próximo do Cerro Paranal, no norte do Chile, o VISTA partilha das mesmas condições de observação excepcionais. Devido à excelente qualidade do céu nesta região do deserto do Atacama, o Cerro Armazones, uma das zonas mais secas na Terra, situado a apenas cerca de 20 km do Cerro Paranal, foi recentemente selecionado como local do futuro E-ELT.

sábado, 9 de outubro de 2010

NASA diz ter criado "unobtainium" para novo telescópio espacial


Unobtainium

A NASA anunciou ter fabricado uma espécie de unobtainium, um material não-natural ultra resistente, e que será usado para a construção do telescópio espacial James Webb.

A palavra unobtainium ficou famosa com o filme Avatar, denominando o mineral extraído da lua Pandora. A palavra é uma espécie de trocadilho, significando algo que não se pode obter, devidamente latinizado, para lembrar o nome de alguns elementos químicos.

Chassi do telescópio

Como a necessidade gera a inovação, os engenheiros do Centro de Voos Espaciais Goddard tiveram que se virar quando receberam a encomenda para fabricar o esqueleto principal do telescópio James Webb.

Assim como um chassi suporta o motor e os demais componentes de um carro, o Módulo Integrado de Instrumentos Científicos (ISIM: Integrated Science Instrument Module), vai sustentar quatro instrumentos extremamente sensíveis, equipamentos eletrônicos e outros sistemas do próximo telescópio espacial.

Os cientistas projetaram o ISIM para suportar condições que nenhum material conhecido poderia oferecer. Assim, trabalhando literalmente a partir do zero, os engenheiros da NASA tiveram que criar um material compósito nunca antes fabricado.

Alinhamento perfeito

Para verificar se tiveram sucesso, o quadro foi testado durante 26 dias em uma câmara criogênica usada para simular as condições do espaço que o telescópio terá que suportar em sua órbita a 1,5 milhão de quilômetros da Terra.

Na verdade a estrutura sobreviveu a uma temperatura bem mais baixa do que o necessário, alcançando 27 Kelvin (-246 graus Celsius), mais frio do que a superfície de Plutão.

"Esta é a primeira grande estrutura espacial, colada e feita de compósito, a ser exposta a um ambiente tão severo," disse Jim Pontius, engenheiro-chefe do projeto.

A estrutura deve ser extremamente estável para que os instrumentos científicos, que ficarão fixadas nela, permaneçam perfeitamente alinhados e recebam a luz captada pelo telescópio de 6,5 metros. Se a estrutura encolher ou sofrer qualquer distorção não prevista, devido ao frio, os instrumentos saem da posição e não conseguem mais coletar os dados.

Enquanto a tolerância prevista, muito mais rígida do que a que foi exigida quando da construção do Telescópio Espacial Hubble, era de 500 micrômetros, o quadro encolheu apenas 170 micrômetros, provando que o unobtainium fabricado pelos engenheiros superou largamente as expectativas.

Obtendo o unobtainium

NASA criou
Se tudo correr dentro do previsto, o telescópio espacial James Webb será lançado em 2014. [Imagem: NASA]

O primeiro desafio enfrentados pela equipe foi identificar um material estrutural capaz de garantir o alinhamento preciso dos instrumentos, ser estável e ainda sobreviver às forças gravitacionais extremas experimentadas durante o lançamento.

Uma pesquisa exaustiva na literatura técnica, em busca de um possível candidato, não resultou em nada, deixando a equipe com uma única alternativa - desenvolver um material totalmente novo, que foi prontamente chamado de unobtainium, um termo de resto usado há décadas pelos engenheiros para se referir a algo inexistente ou impossível de obter com a técnica atual.

Usando modelos matemáticos, a equipe descobriu que, com a combinação de dois materiais compósitos conhecidos, era possível criar um composto de fibra de carbono e resina de éster-cianato que seria ideal para fabricar os tubos quadrados da estrutura, que medem 75 milímetros de diâmetro.

Mas restava um problema: como unir os tubos. De volta aos modelos matemáticos, a equipe descobriu que poderia unir as peças utilizando uma combinação de encaixes de liga de níquel, clipes e placas de compósito com formatos precisos, devidamente coladas com um processo que também teve que ser desenvolvido.

Embora a opinião dos modelos matemáticos tenha sido um má notícia em termos de engenharia - porque diferentes materiais reagem diferentemente a mudanças de temperatura - o resultado mostrou que o sistema de junção distribuiu perfeitamente as cargas, mantendo a estabilidade do quadro.

Mais testes

O ISIM agora será usado para testar outros sistemas do telescópio James Webb, incluindo a estrutura dos 18 segmentos do espelho primário. Cada sistema será montado na estrutura e tudo será novamente mergulhado no tanque criogênico, para que cada segmento possa ser aprovado antes da montagem final do telescópio.

Se tudo correr dentro do previsto, o telescópio espacial James Webb será lançado em 2014.

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