12 | Maio | 2020 | Spacenews
3676: Northolt Branch Observatories
3674: Telescópios e sonda unem forças para investigar as profundezas da atmosfera de Júpiter
Canto superior esquerdo e canto inferior esquerdo (ampliação): Imagem pelo Hubble (visível) de luz solar reflectida das nuvens na atmosfera de Júpiter mostram características escuras dentro da Grande Mancha Vermelha;
Canto superior direito: Imagem infravermelha da mesma área obtida pelo Gemini que mostra calor emitido como energia infravermelha. As nuvens frias aparecem como regiões escuras, mas "clareiras" nas nuvens permitem que a emissão infravermelha brilhante escape das camadas mais quentes por baixo;
Canto inferior direito: composição em vários comprimentos de onda recorrendo a dados do Hubble e do Gemini que mostra luz visível a azul e radiação infravermelha a vermelho. As observações combinadas mostram que as áreas que são brilhantes no infravermelho são "clareiras" ou locais onde há menos cobertura de nuvens a bloquear o calor do interior.
A cada 53 dias, a Juno passa perto dos sistemas de tempestades, detectando sinais de rádio conhecidos como "sferics" e "assobios", que podem ser usados para mapear relâmpagos até mesmo no lado diurno do planeta ou em nuvens profundas onde os flashes não são de outra maneira visíveis.
Coincidindo com cada passagem, o Hubble e Gemini observam de longe, capturando imagens globais de alta resolução, essenciais para a interpretação das observações íntimas da Juno. "O radiómetro de micro-ondas da Juno investiga profundamente a atmosfera do planeta, detectando ondas de rádio de alta frequência que podem penetrar através das espessas camadas de nuvens. Os dados do Hubble e do Gemini podem dizer-nos quão espessas são as nuvens e a profundidade a que estamos a observar as nuvens," explicou Simon.
Ao mapear os relâmpagos detectados pela Juno em imagens ópticas do planeta capturadas pelo Hubble e imagens infravermelhas capturadas ao mesmo tempo pelo Gemini, a equipa de investigação conseguiu mostrar que os eventos de relâmpagos estão associados a uma combinação de estruturas de nuvens: nuvens profundas feitas de água, grandes torres convectivas provocadas pela ressurgência de ar húmido – essencialmente nuvens jovianas do tipo cúmulo-nimbo – e regiões limpas presumivelmente causadas pela inundação do ar mais seco fora das torres convectivas.
Embora as missões espaciais anteriores tenham descoberto muito sobre Júpiter, grande parte dos detalhes – incluindo a quantidade de água na atmosfera profunda, exactamente como o calor flui do interior e o que provoca certas cores e padrões nas nuvens – permanecem um mistério. O resultado combinado fornece informações sobre a dinâmica e sobre a estrutura tridimensional da atmosfera.
"É como uma espécie de 'abóbora iluminada'," disse Wong. "Vemos a luz infravermelha brilhante proveniente de áreas livres de nuvens, mas onde há nuvens, são bastante escuras no infravermelho."
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3672: Quando os planetas bebés derretem
Comecemos no início. Antes dos humanos, antes da Terra, antes até da existência de qualquer um dos planetas, havia planetas bebés – planetesimais. Coalescidos a partir de poeira expelida para fora pela nebulosa solar, estes corpos tinham apenas alguns quilómetros de diâmetro. Em pouco tempo agregaram-se devido à gravidade para formar os planetas rochosos na parte mais interior do Sistema Solar, deixando os primeiros detalhes sobre estes planetesimais à nossa imaginação.
Agora, um par de cientistas do Departamento de Ciências da Terra, Atmosféricas e Planetárias do MIT (Massachusetts Institute of Technology) revelou algumas informações importantes sobre esses planetesimais, recriando em laboratório os primeiros magmas que estes objectos podem ter produzido na infância do Sistema Solar. E ao que parece, existem evidências físicas destes magmas nos meteoritos, acrescentando validação às suas afirmações.
"Esta formação e diferenciação destes planetesimais é uma espécie de passo importante na forma como se produziram os planetas terrestres interiores, e estamos realmente a começar a desvendar essa história," diz o professor de Geologia Timothy Grove, autor principal do estudo, publicado numa trilogia de artigos científicos nas revistas Geochimica et Cosmochimica Acta e Meteoritics and Planetary Science.
"Teasers" de meteoritos
Até hoje, existem minúsculas evidências dos blocos de construção planetária do Sistema Solar em meteoritos, que se encaixam em duas categorias principais. Os condritos são feitos de material original e são do tipo mais comum. Os acondritos são oriundos de corpos parentes que sofreram algum tipo de modificação – e a compreensão destas modificações ajuda a explicar os processos que formam e "cultivam" planetas.
Graças a uma série de experiências desenhadas para corrigir erros em técnicas anteriores, Grove e o autor principal Max Collinet descobriram um novo ângulo. "O que nós ao início queríamos entender era mais sobre um pequeno grupo de meteoritos que é obscuro para muita gente," diz Collinet da sua investigação de doutoramento. "Mas quando fizemos estas experiências, percebemos que os derretimentos que produzimos têm muitas implicações para muitos outros elementos da formação planetária."
Isto inclui a origem do tipo mais abundante de meteorito acondrito, denominado eucrito, supostamente proveniente de Vesta, o segundo maior corpo da cintura de asteróides. Isto porque, em 1970, um investigador do MIT descobriu que Vesta era feito do mesmo tipo de rocha basáltica. "Tínhamos todas estas lavas basálticas da superfície de Vesta, e basicamente toda a gente assumiu que é o que acontece quando derretemos estes corpos," explica Grove. Porém, recentemente, outros estudos derrubaram esta hipótese, deixando a questão: quais foram os primeiros derretimentos formados nos planetesimais?
"O que percebemos é que realmente não sabíamos qual era a composição daqueles primeiros magmas produzidos em qualquer planetesimal, muito menos naquele em que estávamos interessados – o corpo parente dos ureilitos," diz Collinet acerca dos resultados dos seus novos métodos experimentais.
Em estudos anteriores, usando um sistema experimental típico de "sistema aberto" que mantinha os baixos níveis de oxigénio esperados dentro de um planetesimal, muitos dos elementos alcalinos altamente reactivos – sódio e potássio – podiam escapar.
Groove e Collinet tiveram que trabalhar juntos para realizar as experiências usando um instrumento único no MIT que mantinha o sistema "fechado" e retinha todos os alcalinos. Preencheram uma pequena cápsula de metal com alguns milímetros quadrados com os mesmos elementos químicos que podem ter estado presentes num planetesimal e submeteram-nos a condições de baixo oxigénio, temperaturas de fusão de rochas e pressões esperadas nos interiores de corpos relativamente pequenos. Assim que essas condições foram alcançadas, o magma da amostra foi congelado – conforme registado nos seus métodos – ao "bater" na máquina com uma chave inglesa para garantir que a sua cápsula se fragmentava, caindo rapidamente para a temperatura ambiente.
"Não fazíamos ideia de que iríamos produzir estas coisas. Foi completamente imprevisto," realça Grove. Este material era um granito rico em alcalinos – uma composição de cor clara e rica em sílica, como podemos ver num balcão de cozinha, no extremo oposto do espectro de rochas basálticas pobres em alcalinos e pobres em sílica de Vesta – como aqueles formados a partir de lava.
"Collinet e Grove mostram que ideias anteriores sobre as composições das primeiras fusões do nosso Sistema Solar, há cerca de 4,6 mil milhões de anos, podem estar incorrectas porque o registo de processos iniciais foi obscurecido pela actividade geológica de tempos mais recentes," diz Cyrena Goodrich, cientista sénior do Instituto Lunar e Planetário da USRA (Universities Space Research Association), que não participou na investigação. "Estes resultados terão aplicações numa ampla gama de tópicos da geologia e das ciências planetárias e vão influenciar substancialmente trabalhos futuros."
"Agora temos outro caminho," diz Grove. Com os derretimentos que hospedam muitos alcalinos, seria necessário apenas algum método de remoção do derretimento para deixar estes planetesimais residuais esgotados de potássio e sódio.
Devido à incapacidade de observar o que realmente aconteceu durante a formação do Sistema Solar, as surpresas expostas por este estudo são um passo significativo. "Trazemos novas pistas sobre como a nebulosa criou estes corpos," resume Collinet, que agora é pós-doutorado na Alemanha, trabalhando para entender as camadas por baixo da crosta exterior de Marte. A partir de uma cápsula minúscula num laboratório ou de uma amostra microscópica de um meteorito derretido, é possível revelar informações sobre o nascimento de um vasto planeta.
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3671: These lava tubes could be the safest place for explorers to live on Mars
SCIENCE/MARS
The Martian surface is a radiation hot zone. But these lava tubes might offer safety.
(Image: © NASA/JPL/MSSS/Marco Di Lorenzo/Ken Kremer)
Every part of Mars could kill you. Its surface is arid, starved of oxygen and blasted daily with unrelenting, unfiltered solar radiation. Any future Martian explorers will put their lives in peril when they embark. NASA has decades of experience hauling oxygen, food and water beyond Earth. But that last killer, the radiation, is a harder problem to tackle.
The precise effects of long-term exposure to sub-fatal doses of radiation like this aren't well understood, as Richard Kerr wrote for the news section of the journal Science in 2013. But 342 μSv/day is 25% higher than what the average astronauts experience on the ISS every day, where NASA typically limits exposures to just a couple months. Martian explorers might spend years on the Red Planet. And exposure to such a high dose for years on end could pose a serious danger to everyone involved, the researchers said. (The maximum safe radiation dose, according to the United States Nuclear Regulatory Commission is 620 millirem, or 6,200 μSv, per year. At 342 μSv/day, Martian explorers would experience that much radiation in just 19 days.)
An image shows aerial views of a pit crater chain hiding a lava tube in New Mexico (top) and a similar formation on Mars (bottom). (Image credit: Paris et al./arXiv)
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