Galáxia ‘cospe’ planetas a 48 milhões de km/h

Planetas com órbitas muito próximas a estrelas que são ejetadas da nossa galáxia podem ser “cuspidos” da Via Láctea a velocidades de até 48 milhões de quilômetros por hora (km/h).

“Fora os fótons e partículas como os raios cósmicos, esses planetas estão entre os objetos mais rápidos da galáxia”, afirma Avi Loeb, que está estudando o assunto. “Em termos de objetos sólidos e grandes, eles são os mais rápidos. Levariam 10 segundos para cruzar o diâmetro da Terra”.

Os pesquisadores criaram simulações para examinar o que aconteceria se cada estrela ejetada da galáxia tivesse pelo menos um planeta orbitando perto. Eles descobriram que cerca de 10% dos planetas poderia ser atirado junto com a estrela.

Uma estrela que for capturada por um buraco negro, que antes puxava gravitacionalmente outra estrela, também poderia ter seu planeta “ejetado”, e ele sairia “viajando” pela galáxia a enormes velocidades.

Eventualmente, esses planetas de hipervelocidade vão escapar da Via Láctea e viajar pelo espaço interestelar.

“Essa é a primeira vez que alguém fala sobre procurar por planetas ao redor de estrelas em hipervelocidade”, afirma Loeb. “Isso é possível usando grandes telescópios, mas os observatórios precisam colocar isso nos seus planos ainda”

Buracos negros famintos comem dois pratos de uma vez

Quase todas as galáxias conhecidas no universo abrigam em seu centro um buraco negro supermaciço. Eles têm aumentado sua massa, já milhões de vezes superior à do sol, desde o Big Bang. Mas como eles conseguem acumular tanta matéria?

Em um modelo simples de buraco negro, o modo de expandir a massa seria atraindo gás através de suas bordas. Este gás formaria, naturalmente, um disco espiralado ao redor do buraco negro.

Entretanto, por questões físicas gravitacionais, esse procedimento levaria trilhões de anos para acumular massa. Astrônomos da Universidade de Leicester (Inglaterra) defendem que a formação de um único disco gasoso seria inviável: os buracos negros precisam arrumar algum outro jeito de engolir matéria tão rapidamente.

Pensando nisso, os cientistas criaram um modelo que compreende não um, mas dois discos rotatórios à volta do buraco negro. Um deles, menor, estaria orbitando bem junto à borda do buraco negro, e o externo orbitaria por fora do primeiro.

Além de estarem em posições distintas, os discos orbitam em eixos opostos e ângulos diferentes. Dessa forma, o gás contido em ambas as “órbitas” tende a colidir, devido à força centrífuga. O buraco negro, por sua vez, aproveita essas colisões para “se alimentar”, engolindo matéria de ambos os discos.

Segundo as simulações computadorizadas dos astrônomos, o fato de haver dois discos aumenta em mais de mil vezes o potencial de atração de um buraco negro. São duas fontes fornecendo matéria para o buraco em escala exponencial. Falta determinar, no entanto, como exatamente tal matéria é direcionada para o interior do buraco. 

O que é vento supergaláctico?

Na constelação de Ursa Maior, a meros 12 milhões de anos-luz da Terra, encontra-se a galáxia Cigar (ou M82). De sua galáxia vizinha, a M81, partiu um estranho fenômeno que causou a perturbação retratada na imagem acima.

Os tons em vermelho brilhante mostram nada mais do que um filamento de gás expandido a partir da M81, que foi distorcido pelo que os cientistas chamam de “vento supergalático”.

Evidências recentes, baseadas nesta e em outras observações, indicam que as estrelas produzem, em conjunto, ventos provenientes de suas partículas. Sob determinadas condições cósmicas, este “conjunto de ventos” é direcionado ao mesmo local, formando uma corrente que tem força o bastante para alterar o estado de uma outra galáxia, como foi o caso.

A área retratada na foto é gigantesca. Estes filamentos de hidrogênio em vermelho se estendem por dez mil anos-luz. Em um telescópio infravermelho, esta é galáxia mais brilhante que pode ser observada; basta focar na constelação de Ursa Maior

Mais um cometa tenta mergulhar no sol

Apenas três meses após um cometa tentar mergulhar no sol, outro viajante estrelar quis tentar a sorte com o gigante.

O novo cometa “Swan” está em rota de colisão com nossa estrela, e deveria entrar na atmosfera solar no fim do dia 14 de março. O mergulho do Swan segue o do cometa Lovejoy, em 15 de dezembro de 2011, que saiu com a cauda danificada, mas o corpo intacto.

As chances são piores para o cometa Swan. Ele foi descoberto no dia 8 desse mês, por caçadores de cometas. Como o Lovejoy, o Swan é conhecido como um cometa rasante Kreutz. Acredita-se que todos os membros dessa família – que recebem o nome devido a órbita perto do sol – sejam restos de um cometa gigante que se quebrou há muitos séculos. Eles receberam o nome após o astrônomo do século 19, Heinrich Kreutz, ter demonstrado a relação entre eles.

Mesmo que muitos cometas mergulhem no sol, o Lovejoy era de certo modo especial, e não apenas porque conseguiu sobreviver.

Primeiro de tudo, os astrônomos o descobriram no fim de novembro, o que deu tempo suficiente para preparar e documentar o encontro solar. Depois, o Lovejoy era incrivelmente luminoso. Em seu pico, seu brilho era praticamente o mesmo do planeta Vênus.

Esse é um caminho complicado para o Swan seguir, e as chances são de que o cometa não vá aguentar o tranco. Mas mesmo que ele suma, os pesquisadores dizem que ele terá seu momento de glória.

“Penso que esse será o segundo cometa mais brilhante do grupo Kreutz, desde os anos 70”, afirma o cientista solar, Karl Battams

Uma supernova e uma galáxia em uma única foto

A galáxia espiral barrada (uma galáxia espiral com uma banda central de estrelas brilhantes, que se estendem de um lado a outro) M95 tem cerca de 75.000 anos-luz de diâmetro, e é comparável em tamanho a nossa Via Láctea. É também uma das maiores galáxias do Grupo Leo I de galáxias.
Na verdade, a M95 faz parte de um trio de galáxias Leo, junto com as vizinhas M96 e M105, a cerca de 38 milhões de anos-luz da Terra.
Essa imagem cósmica colorida mostra um anel de formação de estrelas brilhante envolvendo o núcleo da galáxia M95. Ao redor, estão os braços espirais traçados por faixas de poeira, jovens aglomerados de estrelas azuis, e regiões formadoras de estrelas.
Seguindo ao longo do braço espiral desenrolando para baixo e para a direita, você logo vai chegar a mais recente supernova SN 2012aw da galáxia M95, descoberta em 16 de março e agora identificada como a explosão de uma estrela massiva.
Um bom alvo para pequenos telescópios, a supernova se destaca neste vídeo, que compara a imagem recente com uma imagem profunda de M95 sem a supernova feita em 2009

Conheça o asteroide gigante que se parece com um planeta

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Ele tem um enorme diâmetro de 530 quilômetros (cerca de um quarto da lua), uma superfície dominada por crateras e uma série de características rochosas que lembram a Terra. Por estes motivos, astrônomos ainda se perguntam se devem mesmo classificar o asteroide Vesta (segundo maior asterioide conhecido) neste grupo de corpos espaciais.
Descoberto em 1807, o asteroide Vesta só passou a ser estudado mais aprofundadamente duzentos anos depois, quando a NASA lançou ao espaço a sonda Dawn. Em julho do ano passado, o veículo entrou na órbita do Vesta, e ficará por um ano fazendo a exploração do asteroide.
Os astrônomos têm razões para acreditar que o Vesta pode estar em uma “fase de transição” para se tornar um protoplaneta (um planeta ainda em fase de formação, geologicamente falando). A composição superficial do asteroide, conforme apuraram os cientistas, está em fase de mudanças.
Um dos critérios adotados para esta asserção é a topografia. Em planetas como a Terra, a topografia representa apenas 1% do raio. Isso significa que a cratera mais profunda mede duzentas vezes menos do que o diâmetro do planeta. Na maioria dos asteroides, que têm formato irregular, as crateras medem 40% do raio, ou mais. No Vesta, a topografia representa apenas 15%; ou seja, estaria mais para planeta do que para asteroide.
Outros indícios geológicos apontam nesta direção. A partir de um estudo da sua superfície, os astrônomos acreditam que o Vesta possa ter experimentado colisões com outros componentes do espaço em um passado recente. Além disso, há evidências de que já possa ter havido atividade vulcânica no asteroide, algo que definitivamente o colocaria como um futuro planeta.
A sonda Dawn deve ficar ao redor do Vesta até julho deste ano. De lá, partirá para o único “asteroide” de tamanho maior do que ele: o planeta anão Ceres, onde a nave deve chegar em abril de 2015.

Foto: o magnífico sol e sua região ativa vistos da Terra

O que são essas manchas no sol, na parte superior direita do astro? Elas representam a Região Ativa 1429.
Ao longo das últimas duas semanas, uma das regiões mais energéticas de manchas solares dos últimos anos – a RA 1429 – atravessou o sol.
Ela arrancou várias chamas solares e ejeções de massa coronal do sol desde que chegou ao redor da borda do astro-rei, quase um mês atrás.
As partículas em movimento rápido destas explosões solares têm impactado a Terra, e foram responsáveis por muitas auroras coloridas vistas ao longo das últimas semanas.
Essa foto belíssima foi tirada em Mérida, na Espanha, mostrando árvores e pássaros em uma paisagem encantadora, cerca de uma semana atrás.
Como a RA 1429 continua a girar para a direita e em torno do sol – como visto da Terra -, o monitoramento da região será mantido por um dos satélites STEREO, que está orbitando o sol bem à frente da Terra.

Praticando arqueologia a partir do espaço

Milhares de possíveis cidades antigas foram descobertas por arqueólogos usando computadores para analisar imagens de satélites.

O pesquisador Jason Ur afirma já ter avistado nove mil pontos em potencial de antigos assentamentos humanos no norte da Síria, por exemplo.

Os computadores são usados para analisar as imagens em busca de descoloração do solo e barreiras no solo. Ur comenta que pesquisas nessas áreas, usando outros meios, levariam a vida inteira. Com a tecnologia, ocupações humanas de sete ou oito mil anos atrás ficam visíveis milhões de vezes mais rápido.

De acordo com Ur, a tecnologia removeu a subjetividade e permitiu que áreas muito maiores fossem analisadas. Os nove mil locais possíveis foram identificados em uma área de 23 mil quilômetros quadrados. Resta saber o que os céus reservaram para nós aqui na Terra quando as escavarmos. 

Hubble flagra quasares funcionando como lentes gravitacionais

O grande Telescópio Hubble, que está no espaço há mais de vinte anos (foi lançado em 1990), continua fazendo descobertas impressionantes. Recentemente, cientistas europeus puderam localizar quasares (focos de núcleo energético, que se comportam de maneira semelhante a um buraco negro) agindo como lentes gravitacionais em galáxias distantes – ou seja, quem vê essas galáxias, pensa que elas estão distorcidas por causa da imagem criada pelos quasares.

Cientistas de um instituto espacial da Suíça tomaram nota das distâncias entre galáxias, para então corresponder estes dados com as observações do satélite Hubble. Quando encontraram anomalias entre tais distâncias, perceberam que se tratava de uma “imagem artificial”, criada por um quasar que distorce a forma das galáxias atrás de seu campo de visão.

Embora seja muito maior que as estrelas e grande o bastante para influenciar uma galáxia, um quasar nada mais é do que um objeto no espaço. Trata-se de um objeto muito mais luminoso do que a soma da luz das estrelas na qual eles se encontram. Por isso, eles “escondem” a galáxia na qual estão.

Dessa forma, o próximo desafio dos cientistas é conseguir determinar a massa e outros dados astrofísicos sobre as galáxias que hospedam os quasares. Esta missão é difícil justamente devido ao fato de que a grandeza dos quasares compete com a de suas próprias galáxias

Como seria viajar por um buraco de minhoca espacial?

Seria a viagem da sua vida: passar por um buraco de minhoca espacial para sair perto de Plutão ou em uma galáxia a milhões de anos-luz. Agora você pode ver como seria essa jornada através do tempo e do espaço, graças a animação do astrofísico Andrew Hamilton, da Universidade do Colorado.
Primeiro, você chega perto do horizonte de um buraco negro. Quando estiver perto, você pode ver um flash infinitamente energético que vai conter a imagem de toda a história do universo. Em um buraco negro de verdade, você seria vaporizado pela força gravitacional (mas digamos que, somente nesse caso, você teria super poderes e não seria vaporizado).
Conforme você sai do buraco negro, entra em um buraco de minhoca, onde o fluxo espacial muda, acelerando para trás. Ele termina na entrada de um buraco branco, que é uma versão do buraco negro com o tempo invertido. Ao invés de entrar, o espaço sai a uma velocidade maior do que a da luz. Logo você vai experimentar outro flash de radiação, dessa vez contendo uma imagem de todo o futuro do universo.
Se movendo através do buraco branco, você vê um terceiro flash de luz, conforme atinge o horizonte fora dele. Dessa vez, um novo universo aparece, contendo a imagem de todo o seu passado. Conforme a câmera se move, você pode ver o brilho branco de onde saiu, e uma imagem do antigo universo. Incrível, não? Será que um dia seremos capazes disso?

Desvendando os maiores mistérios de Mercúrio

O planeta Mercúrio é coadjuvante no sistema solar. Nem tão badalado quanto o vizinho Marte ou Saturno e seus aneis, Mercúrio possui ainda um empecilho geográfico que o impede de ser mais conhecido por nós: em virtude de ser o planeta mais próximo do sol, tem sido difícil estudá-lo ao longo dos séculos.

Telescópios têm de lidar com o brilho do sol, enquanto as sondas espaciais – puxadas pela gravidade do sol – precisam gastar muito combustível para retardar sua velocidade e conseguir mais dados do que uma simples fotografia borrada. Tudo isso contribui para que tenhamos várias dúvidas sobre esse planeta.

Porém, o estabelecimento da nave Messenger no planeta, em março deste ano, pode ajudar a responder alguns desses mistérios. Confira:

Alta densidade
Mercúrio é o segundo planeta mais denso do sistema solar, apenas um pouco atrás da Terra. Os cientistas acreditam que Mercúrio tenha um núcleo gigante, o correspondente a dois terços de sua massa. Na Terra, o núcleo corresponde a apenas um terço.

De acordo com Sean Solomon, principal investigador da missão Messenger, a origem da densidade é antiga. “Colisões entre corpos rochosos no início da história do sistema solar provavelmente derrubaram algumas das camadas externas menos densas de Mercúrio, deixando apenas o material pesado”, explica. Análises químicas feitas pelo Messenger da superfície de Mercúrio – que serão divulgadas em breve – deve confirmar (ou não) essa teoria.

Proteção magnética
Além da Terra, Mercúrio é o único outro planeta do sistema solar de interior rochoso a ter um forte campo magnético (embora possua apenas cerca de 1% da força de Terra). A existência de um campo magnético não é uma questão trivial planetária – o nosso nos protege contra a radiação prejudicial do sol. Solomon descreve o campo magnético da Terra como “o nosso guarda-chuva contra a radiação”, sem o qual seria muito difícil o desenvolvimento ou a manutenção da vida.

Os investigadores acreditam que o campo magnético de Mercúrio é gerado pelo mesmo processo que o da Terra. A sonda Messenger irá mapear a geometria do campo em detalhes, o que deve ajudar os cientistas a precisar a sua origem.

Mercúrio congelado?
O tórrido planeta não é o último lugar onde você pensaria em procurar gelo, certo? Pois algumas crateras nos polos de Mercúrio parecem discordar. Elas estão em uma sombra permanente, onde a temperatura pode chegar a menos 170 graus Celsius.

“Essas armadilhas congeladas e profundas podem conter muito mais gelo do que os depósitos encontrados na lua”, compara Solomon. Isso significa que, no sistema solar, a água está em toda parte, pelo menos como molécula”, diz.

Atmosfera renovável
Embora seja o menor planeta e, portanto, possua pouca gravidade, Mercúrio tem uma atmosfera, ainda que não muito consolidada. O que é ainda mais estranho é o fato de que os gases que compõem essa atmosfera estão escapando do planeta.

“De alguma forma, o ambiente de Mercúrio tem de ser constantemente renovado”, explica Solomon. Os cientistas acreditam que o material capturado a partir do “vento solar”, a corrente de partículas que saem do sol, contribui para esse fenômeno, bem como a poeira levantada pelo impacto de micrometeoritos.

Causa do Juízo Final?
Mercúrio já tem a órbita mais excêntrica (meio oval, em termos astronômicos) de todos os planetas do nosso sistema solar. Simulações computacionais recentes mostram que, ao longo de alguns bilhões de anos, essa órbita pode se tornar ainda mais excêntrica e Mercúrio teria 1% de chance de colidir com Vênus ou com o sol.

Mais preocupante que isso é a probabilidade de a órbita caótica de Mercúrio perturbar as órbitas dos planetas de tal forma que Mercúrio, Vênus ou Marte podem colidir contra a Terra – um cataclismo de proporções verdadeiramente apocalípticas

Sonda da NASA mostra imagens de uma misteriosa cauda de Mercúrio

Os cometas não são os únicos objetos do sistema solar que tem um rabo: a missão STEREO, da NASA, detectou uma cauda de gás brilhante se esticando para fora do planeta Mercúrio. Ele é cercado por uma camada suspensa de gás muito fino, e a radiação do sol empurra a cauda dos átomos dessa camada por mais de 1,61 milhões de quilômetros.

Os dois satélites envolvidos na missão STEREO foram projetados para observar a atmosfera do sol a partir de posições na órbita da Terra que seguem na frente e por trás do nosso planeta. Ian Musgrave, um pesquisador australiano, estava olhando o banco de dados e imagens on-line da STEREO, quando notou que as imagens gravadas também mostravam as emissões da cauda de Mercúrio.


Quando ele comentou com cientistas do Centro da Universidade de Boston de Física Astronômica o que tinha visto, os profissionais ficaram intrigados. Segundo eles, esse é mais um dos vários casos de detecções por ambos os satélites da STEREO: o “rabo” não é exatamente novo. Alguns anos atrás, astrônomos da Universidade de Boston usaram observações terrenas para mapear a extensão da cauda de uma distância de 2,41 milhões de quilômetros, guiados pela luz emitida por átomos de sódio.
Mas, mesmo assim, eles sabiam que o sódio não era o principal componente do material da cauda. As leituras da STEREO confirmam que outros elementos estão envolvidos. A detecção feita pela missão é interessante porque os níveis de brilho parecem ser forte demais para serem de sódio.

Já faz um tempo que os astrônomos sabem que o planeta Mercúrio tem algumas características em comum com os cometas, embora suas composições sejam muito diferentes. Porém, os cientistas ainda não sabem direito do que essa causa é formada.
Agora, eles estão tentando descobrir todas as possibilidades para a composição química da cauda, um trabalho que vai exigir um aperfeiçoamento das observações da missão STEREO. Segundo os astrônomos, a combinação dos dados anteriores baseados em terra, com os dados novos da missão, é uma forma interessante de aprender o máximo possível sobre as fontes e destinos de gases de escape de Mercúrio.

Foto espacial – como a Terra e a Lua são vistas de Mercúrio?

Você já imaginou como um ET pode avistar nosso planeta? Bom, por enquanto achamos que não há vida em Mercúrio, mas se algum dia descobrirmos que é possível existir aliens que sobrevivam àquele tipo de calor, confira como eles veriam a Terra e a Lua. Essa foto foi tirada pela sonda espacial MESSENGER , que capturou essa foto durante a aproximação mais rente da Terra com o Sol, cerca de três meses atrás. A sonda não estava exatamente em Mercúrio, mas em uma localização similar – então a vista do nosso planeta seria bem parecida. . Caso você não tenha deduzido, a Terra e a Lua são os dois pontos brilhantes mais para a esquerda da foto. Vistas de Mercúrio, elas sempre se parecerão essas duas esferas refletindo a luz do Sol – sem nenhuma fase crescente ou decrescente já que, na perspectiva de Mercúrio, nenhum astro faz sombra nelas.

Os maiores mistérios do cinturão de asteroides

Entre as órbitas de Marte e do distante Júpiter existem centenas de milhares de corpos rochosos conhecidos como o cinturão de asteroides.

Muitos sistemas solares devem conter cinturões como esse, que em filmes de ficção científica normalmente são apresentados como rochas que não permitiriam a mínima locomoção para qualquer astronauta. Pode ser assim em outros sistemas, mas no nosso os corpos rochosos estão bem distantes uns dos outros.

A sonda Dawn vai investigar o segundo maior corpo do cinturão, o Vesta. Em 2015, ela deve continuar em órbita no maior objeto celeste, o Ceres – responsável por quase um terço da massa do cinturão de asteróides, sendo maior do que Plutão.

Dawn é a primeira sonda a orbitar um corpo celeste – quem dirá dois – no cinturão de asteróides. Com isso, alguns mistérios do cinturão estão sendo desvendados. Confira quais:

Origem dos asteróides separados
A teoria mais aceita sobre as rochas esparsas em nosso cinturão é que isso teria sido resultado da interferência gravitacional dos grandes planetas vizinhos. Com as futuras descobertas e aprendizado das localizações dos cinturões de asteroides em outros sistemas solares, será possível confirmar a teoria.

Secos e molhados
Vesta e Ceres são relativamente próximos, mas são muito diferentes. Essencialmente, Vesta é “seco”, enquanto Ceres é “molhado”. O primeiro corpo celeste é parecido com a lua e com a Terra, com núcleo de ferro. Ceres, por sua vez, está mais parecido com água e gelo.

Os cientistas acreditam que a razão por trás das composições contrastantes tem a ver com quando os corpos foram formados. Vesta teria sido formado apenas alguns milhões de anos antes de Ceres, o suficiente para se tornar quente e seco. Ceres, por sua vez, foi refrigerado por fora.

Muita Vesta, pouco Ceres
Se Vesta, como sugere a teoria, se formou antes de Ceres, isso pode explicar o mistério de por que há tão poucos asteroides do tipo de Vesta no cinturão. A maioria dos casos conhecidos parecem ter vindo do próprio Vesta, tendo sido arrancados por uma colisão muito tempo atrás.

A colisão teria resultado em uma explosão, lançou alguns fragmentos do asteroide para a Terra – cerca de 20 meteoritos (rochas espaciais que sobrevivem na passagem pela atmosfera terrestre por todo o caminho até o chão) foram encontrados.

Mas nenhum meteorito parece ter se originado de Ceres. Isso porque mesmo que pedaços de gelo se desprendessem de Ceres, eles se desintegrariam com o calor na entrada da atmosfera da Terra.

A sonda Dawn irá estudar a superfície de Ceres para avaliar essa hipótese. Outra teoria para os meteoritos de Vesta terem chegado por aqui e os de Ceres não é a gravidade de Júpiter, que ajudaria no bombardeamento de muito mais estilhaços de Vesta em nosso caminho.

Portadores da vida e da morte?
Durante o planejamento da missão Dawn, alguns cientistas expressaram preocupação sobre o envio da sonda para Ceres, pois ele seria um interessante objeto de astrobiologia. Como ele tem água e uma boa temperatura sob a superfície, é possível que a missão pudesse contamiar o asteroide.

Com essas condições, seria possível alguma manifestação de vida em Ceres, e esse é um dos estudos que a futura missão da NASA pretende realizar. Se existir vida em algum asteroide do cinturão, eles poderiam responder até pela origem da vida na Terra, já que a teoria da panspermia sugere que a vida não começou aqui, mas que foram desenvolvidas em outros lugares, sendo entregues a Terra a parir de um meteorito.

Asteroides tem tido um grande impacto sobre a vida na Terra. Um acabou com os dinossauros do nosso planeta e outro pode ter dado origem a água na Terra. Asteroides não são ruins nem bons, mas trazem mudanças significativas para o nosso planeta.

Vídeo: a serpente de mercúrio

Essa demonstração de vídeo é uma simples reação química. O produto usado no começo é tiocianato de mercúrio, que quando é queimado expande, produzindo as estranhas formas. Perigo: não tente fazer isso em casa, pois todos os produtos com mercúrio são tóxicos.

O mercúrio aquecido reage com o oxigênio, crescendo e formando a “serpente”. Isso também libera vapor de mercúrio. Já que o processo não emite faíscas ou explode, é chamado de intumescente. O mercúrio é um produto prejudicial, por isso a maioria dos fogos comuns usam reações com outros químicos, como bicarbonato de sódio e cinzas, para criar o mesmo efeito

Pela primeira vez, átomos são fotografados formando uma molécula

Pesquisadores conseguiram fotografar, pela primeira vez, dois átomos se ligando. A chave para o experimento foi o uso da energia de apenas um elétron como “flash” para iluminar a reação.

A equipe usou pulsos de laser ultrarrápidos para tirar um elétron fora de sua órbita natural em um dos átomos, no exato momento em que os dois átomos estavam se ligando. Quando o elétron retornou pra seu lugar, ele emitiu um sinal de energia que passou pela molécula recém formada, assim como um flash de câmera.

O pesquisador líder do estudo, Louis DiMauro, comenta que o feito marca o primeiro passo para não apenas observar reações químicas, mas também controlá-las em escala atômica.

“Através desses experimentos, nós descobrimos que podemos controlar a trajetória do elétron quando ele volta para a molécula, ajustando a orientação do laser que tira ele do lugar”, comenta DiMauro. “O próximo passo é ver se podemos acertar um elétron da forma correta para controlar a reação química”.

Uma técnica de imagens mais comum envolve acertar a molécula com um raio de elétrons, bombardeando-a com milhões deles por segundo. Os pesquisadores consideram a novidade melhor, com melhores desenvolvimentos teóricos.

“Se atirarmos em um raio de elétrons de fora da molécula, há apenas certa probabilidade de que um deles vai sair dela”, explica o pesquisador Cosmin Blaga. “Mas nesse caso, quando usamos o laser para acertar um elétron de dentro da molécula, nós temos 100% de probabilidade de que ele vai voltar para ela”.

A técnica, chamada de difração de elétron induzida por laser (DEIL), é usada comumente no estudo de materiais sólidos. É a primeira vez que alguém a usa para estudar uma molécula única se formando.

As moléculas que os pesquisadores escolheram para estudar são simples: dois átomos de nitrogênio para formar nitrogênio molecular, o N2, e então repetiram o estudo com dois átomos de oxigênio para formar oxigênio molecular, o O2. Os dois são gases atmosféricos comuns, e os cientistas já sabem todos os detalhes sobre suas formações, então essas reações básicas são bons casos de teste para a técnica.

Em cada caso, os pesquisadores acertaram a molécula em formação com pulsos de laser de 50 femtosegundos, ou quadrilhões de segundo, de duração.

O resultado é a primeira imagem 3D já captada desse tipo de reação. “No fim, queremos realmente entender como as reações químicas acontecem”, dizem os cientistas.

“Você pode usar esse estudo para átomos individuais”, adiciona DiMauro. “Mas é seguro dizer que não vai aprender nada de novo do ponto de vista da física atômica. O maior impacto para a ciência será quando estudarmos as reações em moléculas complexas, como as proteínas”.

Átomo de antimatéria medido pela primeira vez

Cientistas fizeram a primeira medição de um átomo de antimatéria. Apesar de não ser muito precisa, essa medição representa o primeiro passo para estudar esse tipo de átomo em detalhes, o que é necessário para entender porque o universo é feito de opostos, matéria e antimatéria.

Pensa-se que todas as partículas de matéria têm parceiras de antimatéria, com a mesma massa, mas carga oposta. Quando os pares se encontram, eles se aniquilam e viram energia pura.

Os cientistas pensam que o universo era composto por partes iguais de matéria e antimatéria quando ocorreu o Big Bang, há aproximadamente 13,7 bilhões de anos. Mas conforme o tempo passou, a maior parte dessas partículas se aniquilou, deixando para trás uma base de matéria que virou as estrelas e as galáxias de hoje. Mas porque a matéria venceu esse duelo cósmico ainda é um mistério.

Armadilha da antimatéria
Em um estudo anterior, físicos do laboratório CERN conseguiram prender átomos de anti-hidrogênio por vários minutos, usando campos magnéticos para mantê-los suspensos.

Um átomo de anti-hidrogênio é análogo ao hidrogênio, o mais simples entre os elementos. Assim como o hidrogênio é composto de um próton e um elétron, o anti é composto de um antipróton e um pósitron (o parceiro de antimatéria do elétron).

Na nova pesquisa, os físicos descobriram que podiam aplicar raios de luzes microondas em uma frequência específica nos átomos de anti-hidrogênio, modificando seu spin (seu giro). Isso faz com que a orientação magnética da partícula mude, e sua “prisão magnética” dela deixa de existir.

Ou seja, o anti-átomo fica livre para voar e acertar as paredes da armadilha, que é feita de matéria. Quando ele colide com um átomo, é aniquilado, criando um evento que os cientistas conseguem detectar.

“Nós fizemos uma medição”, comenta Jeffrey Hangst, cientista do experimento. “Em matéria de precisão, não é tão perfeita, mas é única já feita com a antimatéria”.

O experimento prova que é possível mudar as propriedades internas do anti-átomo ao aplicar luz nele. Esse é o primeiro passo para aplicar um método de medição chamado espectroscopia, que envolve canalizar a luz em uma frequência muito específica para que ela excite os pósitrons do anti-átomo até um nível maior de energia.

Após essa passagem, o pósitron vai voltar à sua posição e emitir a energia extra, permitindo aos cientistas fazer a medição.

Espectro da antimatéria

A teoria mais aceita sobre as partículas é o Modelo Padrão. “Nós sabemos que algo está faltando. Nós sabemos que não entendemos tudo sobre a antimatéria porque não podemos explicar o que aconteceu com ela depois do Big Bang”, explica Hangst.

A melhor hipótese dos cientistas é de que as duas partículas se comportam de maneira diferente, por exemplo, decaindo em níveis diferentes. A medição pode ajudar nisso