Não Deixe o Cometa se Tornar a Frustração do Século!

O cometa C/2023 A3 (Tsuchinshan-ATLAS) é realmente um dos cometas mais brilhantes das últimas décadas. Como uma vantagem adicional para observadores no hemisfério sul, a passagem pelo periélio, o ponto da órbita do cometa mais próximo ao Sol, ocorreu com o cometa ao Sul da eclíptica – o plano da órbita terrestre – nos garantindo uma visão privilegiada no período de maior brilho do cometa.

Cometa C/2023 A3 (Tsuchinshan-ATLAS) exibindo uma longa cauda na constelação de Leão, fotografado em uma região afastada da poluição luminosa em São José dos Campos (SP). [imagem: Wandeclayt M./Projeto Céu Profundo]

A imagem que abre esta postagem foi capturada na madrugada de 02 de outubro, em São José dos Campos (SP), numa região afastada da zona urbana da cidade. Acordamos às 3 da manhã e nos deslocamos até às margens da rodovia Carvalho Pinto, para evitar a contaminação das luzes da cidade na imagem. Esse esforço garantiu que a longa cauda do cometa fosse registrada quase que preenchendo todo o campo da imagem, com uma objetiva de 85 mm.

Uma imagem inegavelmente deslumbrante, não? Mas todo esse esplendor que tem deixado eufórica a comunidade da astrofotografia está muito longe do que pode ser contemplado a olho nu.

Na verdade, encontrar o cometa tão baixo no horizonte e mergulhado nos primeiros raios do amanhecer é uma tarefa desafiadora. E se você espera uma imagem tão contrastada e brilhante quanto as que você certamente tem visto publicadas, a única coisa que vai encontrar é frustração.

Então não Vou Ver o Cometa?

Há algumas dicas para melhorar sua experiência ao observar um cometa. A primeira vale pra qualquer tipo de observação de objetos tênues no céu: afaste-se da poluição luminosa! As luzes da cidade mascaram os objetos menos luminosos ou mais difusos.

E mesmo que você se afaste em direção a áreas rurais ou zonas nas periferias da cidade, evite ter luzes fortes na vizinhança, especialmente luzes que você possa ver diretamente. Olhar para telas também vai prejudicar sua adaptação à escuridão, então deixe seu celular no bolso se quiser manter suas pupilas dilatadas.

Outro obstáculo a ser contornado é a baixa elevação do cometa sobre o horizonte. É preciso procurar locais com vista desobstruída na direção do cometa. De preferência locais que permitam ver pelo menos a partir de 5º acima do horizonte.

Mas a Iluminação Atrapalha Tanto Assim?

Na imagem abaixo é possível perceber o impacto da poluição luminosa. O brilho do céu, causado pela excessiva e mal direcionada iluminação da cidade, oculta estrelas e diminui a visibilidade do cometa. A rede de observadores de cometas COBS estima magnitude próxima a 1.5 no momento da foto.

Em um local escuro e com o cometa alto no céu, isso significaria um objeto muito brilhante! Mas no meio da cidade e com o objeto baixo, observado através de uma camada muito mais espessa da atmosfera (com o agravante da presença da fumaça das queimadas) o cometa é apenas marginalmente percebido a olho nu. E as luzes da cidade são refletidas e espalhadas pelas partículas em suspensão, deixando o céu excessivamente brilhante!

Nessas condições, o “Cometa do Século” fica reduzido a pouco mais que uma sutil manchinha que parece sumir quando olhamos diretamente para ela.

Cometa C/2023 A3 (Tsuchinshan-ATLAS) fotografado sobre a cidade de São José dos Campos (SP). O cometa está a menos de 10º acima do horizonte, imerso na poluição luminosa. Apesar de exibir bom contraste e brilho na imagem, o cometa não era facilmente perceptível a olho nu. [imagem: Wandeclayt M./Projeto Céu Profundo].

É preciso também saber exatamente para onde olhar! Você pode se orientar pelo mapa abaixo, ou consultar diagramas mais detalhados como os fornecidos pelo site TheSkyLive.

E com Instrumentos?

O brilho do cometa evoluiu bem após a passagem pelo periélio, mas isso não garante que ele seja facilmente perceptível a olho nu, principalmente de dentro de áreas urbanas. Mas telescópios não são os melhores instrumentos para a observação de cometas. Com os grandes aumentos e pequenos campos proporcionados pelos telescópios, vemos apenas a região ao redor do núcleo do cometa. Se você quer uma visão mais ampla, binóculos são os instrumentos ideais. Binóculos com 50 mm de abertura e 7 aumentos (identificados como 7×50) são uma boa escolha: são leves, produzem imagens luminosas e com grande campo e são relativamente baratos.

Curva de luz do cometa C/2023 A3, medida por observadores da rede COBS.

Tudo Vale a Pena (Se a Alma Não é Pequena).

Mas merecendo o título “Cometa do Século”ou não, faça um esforço para observar com seus próprios olhos o C/2023 A3 e qualquer outro cometa que esteja acessível de sua latitude. São eventos raros e cada cometa é único! Cada um destes visitantes dos confins do Sistema Solar evolui de maneiras distintas, podendo desenvolver uma ou mais caudas, com diferentes geometrias, comprimentos brilhos e composição. Sua evolução também pode ser bastante dinâmica exibindo grandes variações de brilho e erupções ou mesmo podendo se fragmentar.

E mesmo que os cometas não sejam realmente os faróis ofuscantes que os títulos das manchetes ou os posts em redes sociais querem nos fazer crer sejam, vale a pena o esforço de buscar locais e condições melhores para observar essas “manchinhas”. Pode ser uma jornada realmente trabalhosa, mas garantimos que são grandes as chances de a experiência se tão recompensadora que você sentir a tentação de se juntar definitivamente à turma da caça aos cometas!

Calendário Astronômico – O Céu de Agosto/2024

Calendário Astronômico

Efemérides foram computadas usando as bibliotecas astropy e astroquery em Python e o software Occult v4.

    Data e Hora   | Evento

    2024-08-01 02 | Lua mais ao norte (28.5°)
    2024-08-02 19 | Pollux 1.8°N da Lua
    2024-08-04 04 | Mercúrio estacionário
    2024-08-04 08 | LUA NOVA
    2024-08-04 14 | Marte 4.9°N de Aldebarã
    2024-08-05 02 | Vênus 1.0°N de Regulus
    2024-08-05 18 | Regulus 2.7°S da Lua
    2024-08-05 20 | Vênus 1.6°S da Lua
    2024-08-07 23 | Mercúrio 5.8°S de Vênus
    2024-08-08 21 | Lua no apogeu
    2024-08-10 07 | Spica 0.6°S da Lua Ocultação(*)
    2024-08-11/12 | Pico da chuva de meteoros Perseídeos (ZHR > 50)
    2024-08-12 12 | QUARTO CRESCENTE
    2024-08-14 02 | Antares 0.0°N da Lua Ocultação(*)
    2024-08-14 12 | Marte 0.3°N de Júpiter
    2024-08-14 12 | Mercúrio 5.2°S de Regulus
    2024-08-15 16 | Lua mais ao sul (-28.5°)
    2024-08-17 19 | Plutão 1.5°N da Lua
    2024-08-18 22 | Mercúrio em conjunção inferior
    2024-08-19 15 | LUA CHEIA
    2024-08-20 23 | Saturno 0.4°S da Lua Ocultação(**)
    2024-08-21 02 | Lua no perigeu
    2024-08-21 18 | Netuno 0.6°S da Lua Ocultação(*)
    2024-08-25 19 | Urano 4.3°S da Lua
    2024-08-26 06 | QUARTO MINGUANTE
    2024-08-27 08 | Júpiter 5.6°S da Lua
    2024-08-27 20 | Marte 5.3°S da Lua
    2024-08-27 21 | Mercúrio estacionário
    2024-08-28 07 | Lua mais ao norte (28.6°)
    2024-08-30 01 | Pollux 1.7°N da Lua

(*) Evento não visível do Brasil.
(**) Evento visível de parte do Brasil. Ver mapa.

Os planetas em Agosto/2024

Mercúrio inicia agosto visível no horizonte oeste logo após o pôr do Sol, mas a partir do dia 4 (Mercúrio estacionário) volta a se aproximar do Sol e atinge a conjunção inferior (quando o planeta encontra-se à frente do Sol, para um observador na Terra) no dia 19.


A combinação dos movimentos orbitais de Mercúrio e da Terra faz com que o pequeno planeta aparente estar se movendo no sentido oposto ao seu movimento real durante a maior parte do mês de agosto.

Este movimento retrógrado é apenas um efeito de perspectiva: o movimento orbital real de Mercúrio corresponde à linha azul no gráfico à esquerda na imagem abaixo. A linha verde corresponde ao movimento da Terra.

Marte e Júpiter

Marte e Júpiter protagonizam um belo encontro no dia 14/08, com os dois planetas se aproximando o suficiente para aparecerem juntos na ocular do telescópio. Abaixo, na imagem simulada do software Stellarium vemos o campo de uma ocular de 26mm num telescópio Schmidt-Cassegrain de 203 mm de diâmetro com relação focal f/10.

Conjunção Marte-Júpiter em 14 de agosto. Simulação da visão através de telescópio Schmidt-Cassegrain de 203 mm de diâmetro f/10, com ocular de 26 mm (com campo aparente de 52º). [Céu Profundo/Stellarium]

Saturno

Saturno volta timidamente ao céu da primeira metade da noite e é o palco dois grandes eventos: primeiro uma desafiadora observação na madrugada do dia 01/08: o trânsito do satélite Titã em frente ao disco do planeta. (os diagramas gerados pelo software Occult 4 estão no final deste post.

O segundo evento relevante para Saturno em agosto é uma ocultação do planeta pela Lua, na noite de 20 para 21 de agosto. Na América do Sul, a ocultação é visível na região em cinza no mapa abaixo, o que inclui a região Norte e partes das regiões Nordeste e Centro-Oeste.

Perseídeos

A chuva de meteoros mais popular do hemisfério norte, formada por restos do cometa 109P/Swift-Tuttle, inevitavelmente invadirá os sites de notícias com títulos chamativos. Mas é bom controlar as expectativas: para observadores no hemisfério sul esta não é uma chuva muito promissora.

O radiante ( o ponto do céu de onde a trajetória dos meteoros parece irradiar) ao norte da constelação de Perseu fica muito baixo no horizonte norte para observadores no hemisfério austral. Feita essa advertência, passar a noite sob um céu estrelado caçando meteoros é sempre uma boa experiência.

Não espere ver o mesmo número de meteoros que um observador na Europa ou na América do Norte, mas encontre um local afastado da poluição luminosa e recline-se em uma cadeira de praia o outra superfície que permita ter uma ampla visão do céu. O pico da atividade da chuva ocorre na madrugada de 11 para 12 de agosto.

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Trânsito de Titã sobre o disco de Saturno. Entrada 2024-08-01 2h (GMT-3).
Trânsito de Titã sobre o disco de Saturno. Saída 2024-08-01 5h (GMT-3).

Flagramos uma erupção solar! E seu tamanho é assustador!

Violência não é a resposta. Violência é a pergunta! E quando estamos falando de erupções solares a resposta é sim!

Erupções, flares e ejeções coronais de massa são violentos eventos produzidos por nosso Sol e que disparam um canhão de partículas eletricamente carregadas que se espalham pelo meio interplanetário e chegam a atingir a Terra, interagindo com nossa magnetosfera e produzindo efeitos como as belas auroras ou como inconvenientes interferências na ionosfera terrestre que afetam a propagação de sinais eletromagnéticos de comunicação e navegação.

Erupção registrado no limbo solar pelo satélite SDO da NASA.

Para falar com propriedade sobre as erupções e outros fenômenos solares, chamamos um reforço à altura da grandiosidade do evento: Dra. Claudia Medeiros, do canal Mais Que Raios, que complementa:

“Erupções solares costumam estar associadas também com as ejeções de massa coronal. Nessas espetaculares emissões, material solar relativamente mais frio que o entorno é liberado para o espaço com uma velocidade alta e pode se propagar em direção a Terra. Felizmente, apesar de imensa, essa estrutura se dissipa ao longo do caminho mas não sem antes deixar sua energia e campo magnético atuarem no espaço próximo e nesse caso, incluindo a Terra.”

Mas apesar destes eventos se tornarem mais frequentes à medida que o Sol se aproxima do máximo de atividade em um ciclo que se repete a cada 11 anos, flagrar ao telescópio uma grande erupção não é algo muito comum.

Mas eis que no dia 24 de dezembro ganhamos um presente inesperado de Natal! O presente chegou através de um telescópio especial para observação solar, equipado com um filtro que deixa passar apenas uma pequena fração de luz vermelha emitida por átomos de hidrogênio. Essa emissão, que chamamos de H-alfa, nos permite visualizar filamentos e protuberâncias ao observar o Sol. E na imagem acima, feita apressadamente pra não perder o registro do evento, flagramos uma gigantesca erupção no limbo solar!

A imagem foi feita com uma câmera DSLR (que não é o equipamento mais adequado para esse registro mas era o que permitiria uma captura mais rápida) e é uma combinação de poucos frames, com ajustes ligeiramente diferentes para capturar o máximo possível da estrutura. Infelizmente, quando montamos um arranjo com equipamento mais adequado, a estrutura já havia se desfeito, mas além do registro rápido com a DSLR, ficaram as lembranças de uma imagem muito mais rica visível diretamente na ocular do telescópio.

Mas queríamos ver em detalhes e ter uma ideia mais precisa das dimensões dessa colossal erupção! E para isso podemos sempre contar com o Solar Dynamics Observatory (SDO)! Um observatório solar orbital, equipado com câmeras que registram o Sol continuamente em imagens no ultravioleta. Sabendo o horário e data do evento, é possível pesquisar na base de dados pública do SDO e acessar imagens em diferentes comprimentos de onda para visualizar com excelente resolução erupções, flares e ejeções de massa!

O gigantismo da erupção salta aos olhos quando vemos o tamanho da Terra representado nas imagens para comparação. A imponente estrutura se ergue por mais de 250 mil km antes de se romper.

A dra. Claudia complementa:

“Apesar de ter acontecido no limbo, o que nos dá a possibilidade de, por contraste, medir suas dimensões que, conforme medido pelo Céu Profundo, atingiu mais de 250 mil Km, não foi possível observar a região ativa que deu origem a sua existência. Passados alguns dias pudemos observar a chance de ela estar associada a uma região ativa enumerada pela NOAA AR3534. Essa região está caminhando para o centro do disco solar e pode ser ainda protagonista de novas erupções solares, flares e até mesmo CME.

E tudo isso porque regiões ativas são coleções de manchas solares no Sol. Essas manchas solares possuem um campo magnético distorcido pela rotação do Sol e acabam por afetar o transporte de calor da zona convectiva, deixando ela mais fria que o entorno. Quando essas linhas de campo magnético se esticam, podem promover uma reconexão magnética liberando energia na forma de radiação, partículas e carregando propriedades do plasma solar para o meio interplanetário. Felizmente podemos observar esse fenômeno acontecendo pois eles emitem luz em diversos comprimentos de ondas, basta ter o equipamento certo ou aproveitar as ferramentas disponíveis na internet com os dados medidos das sondas espaciais.”

E a melhor parte é que essas imagens e dados estão disponíveis para pesquisadores profissionais e cientistas cidadãos e se você quer também ficar de olho na atividade do Sol, as imagens do Solar Dynamics Observatory podem ser encontradas no portal https://sdo.gsfc.nasa.gov/. Acesse, pesquise e se divirta e não esqueça de compartilhar conosco seus flagras dos violentos, mas sempre belos, eventos registrados nas imagens do SDO.

A Polêmica do Sol Esburacado!

O Sol observado no ultravioleta extremo, no canal de 193 Angstroms do instrumento AIA do telescópio SDO entre os dias 8 e 10 de dezembro de 2023. [NASA/SDO/AIA].

Dizer que um “buraco” surgiu no Sol, como vimos em muitos posts, ou mesmo chamar de “cratera” como vimos em uma matéria do jornal o Globo reproduzida no G1 pode gerar um pouco de confusão em quem lê (Ganhando o selo “Céu Profundo – Não é bem Assim!”).

Não é bem assim!

O Sol não tem uma superfície sólida como a Terra ou Lua. E portanto não se formam crateras no Sol. O que costumamos considerar como sua superfície é a camada que chamamos de ‘fotosfera’. A fotosfera é relativamente fria (menos de 6000 graus C) se a compararmos com seu núcleo, que atinge 15 milhões de graus.
Não tivemos nenhum buraco na fotosfera do Sol. O que vimos nas imagens foi uma falha nas camadas exteriores do Sol, a Coroa (ou Corona), que é uma região pouco densa mas muito quente (excedendo 1 milhão de graus) e que se eleva bem acima da fotosfera.

Não é bem assim: O Globo publicou uma boa matéria sobre o buraco coronal, mas usar o termo “cratera’ no título causa confusão (ninguém chama o buraco na camada de ozônio da Terra de cratera!). [imagem: reprodução/O Globo/NASA/SDO/AIA]

Nas últimas imagens capturadas pelo observatório espacial SDO, da NASA, a coroa aparece mais calma, mas é possível ver buracos coronais nas imagens em 193Å (esse é o comprimento de onda da luz registrada na imagem e fica na faixa do ultravioleta extremo) e muitas manchas na fotosfera nas imagens do instrumento HMI.

As câmeras do SDO registram imagens em preto e branco, mas para cada filtro utilizado as imagens recebem cores distintas.

Manchas solares. Regiões mais frias na fotosfera do Sol entre os dias 8 e 10 de dezembro de 2023. [NASA/SDO/HMI]

O SDO é um dos telescópios que monitora constantemente o Sol e nos ajuda a prever a chegada de partículas carregadas eletricamente ocasionalmente ejetadas pelo Sol em nossa direção. Essas partículas interagem com a atmosfera e com o campo magnético terrestre, podendo provocar interferência nas comunicações, no funcionamento de satélites e até em redes de transmissão de energia, sobretudo em altas latitudes, mais próximas dos polos magnéticos da Terra. Mas não são motivo para preocupação generalizada.

O Sol, visto no canal de 171Å do instrumento AIA do telescópio SDO. [NASA/SDO/AIA]
O Sol, visto no canal de 304Å do instrumento AIA do telescópio SDO.

imagens [NASA/SDO – HMI e AIA]

Calendário Astronômico: Despeça-se de 2023 observando estas joias!

Dezembro dá as boas vindas ao verão! É a estação dominada por Órion, com seu cintilante cinturão! O cinturão de Órion – também conhecido como as Três Marias – são um asterismo facilmente reconhecível nas noites de dezembro. Visível de todo o Brasil, a constelação abriga um dos mais brilhantes objetos de céu profundo: M42, a Grande Nebulosa de Órion! É tempo de tentar identificá-la a olho nu e de apontar os telescópios para essa vasta região de formação estelar! Um efervescente berçário de estrelas ao alcance de qualquer pequeno telescópio.

A constelação de Órion reina no céu de verão. [imagem: Wandeclayt M./@ceuprofundo]
Uma visão levemente desfocada da constelação de Órion realça as cores das estrelas mais brilhantes da constelação e da magnífica nebulosa M42.

Órion é também uma constelação rica em cores! Na imagem acima, levemente desfocada, toda a gama de matizes da constelação fica evidenciada! As estrelas Alnitak, Alnilam e Mintaka, que formam o cinturão de Órion (as Três Marias) são azuladas. Betelgeuse exibe um laranja intenso. Rigel tem um brilho intenso mas pálido. E a nebulosa de Órion resplandece com o vermelho do hidrogênio muito quente que predomina em sua composição.

A norte de Órion outras joias brilham na constelação do Touro! O aglomerado aberto M45 – As Plêiades – também é um objeto famoso com diversos nomes populares: sete irmãs, “sete estrelo”, crucifixo. Na imagem abaixo as Plêiades aparecem em excelente companhia: em conjunção com Vênus em 23 de abril de 2023.

Vênus em conjunção com as Plêiades em 23 de abril de 2023.

Sistema Solar.

Vocês devem imaginar o quanto é trabalhoso compilar os eventos astronômicos do mês para criar uma publicação como esta. Fases da Lua, conjunções entre a Lua e estrelas e planetas, atividade de chuvas de meteoros e outros eventos.
E some a isso a escassez de mão de obra aqui no Céu Profundo: todo o trabalho é feito de forma voluntária e não remunerada.
É esse tipo de situação que motiva alguém a gastar alguma energia buscando formas de automatizar e simplificar tarefas. Foi assim que decidimos fazer um hiato nas publicações das efemérides mensais até que tivéssemos um script em linguagem Python capaz de gerar a maior parte desses dados de maneira automática. E aqui estamos nós! Publicando nosso primeiro post mensal com efemérides geradas utilizando a biblioteca AstroPy.

Além dos dados fornecidos automaticamente pelo script, acrescentamos a configuração dos satélites de Júpiter para todo o mês e o aspecto dos anéis de Saturno, obtidos usando as ferramentas do Planetary Data System e o picos das chuvas de meteoro ativas listadas no calendário da International Meteor Organization (IMO).

Calendário Astronômico - Dezembro/2023
Horários BRT (UTC-3)

2023-12-04 11:00:00 - Mercúrio em máxima elongação: 23.00º leste.
2023-12-04 15:41:00 - Lua no Apogeu (404306.55 km).
2023-12-05 02:50:00 - Lua Minguante.
2023-12-09 11:00:00 - Lua a 3.3º de Vênus.
2023-12-12 07:00:00 - Lua a 3.5º de Marte.
2023-12-12 21:07:00 - Lua Nova.
2023-12-13 a 14     - Pico de atividade da chuva de meteoros Geminídeos.
2023-12-14 02:00:00 - Lua a 4.4º de Mercúrio.
2023-12-16 15:46:00 - Lua no Perigeu (367929.81 km).
2023-12-17 21:00:00 - Lua a 2.3º de Saturno.
2023-12-19 15:40:00 - Lua Crescente.
2023-12-22 08:13:00 - Solstício de Verão (Hemisfério Sul).
2023-12-22 10:00:00 - Lua a 2.4º de Júpiter.
2023-12-22 13:00:00 - Mercúrio em conjunção inferior.
2023-12-26 21:13:00 - Lua Cheia.
2024-01-03 00:39:00 - Terra no Periélio (147100624.62 km).
2024-01-12 12:00:00 - Mercúrio em máxima elongação: 25.34º oeste.

Os Planetas – Dezembro/2023

Vênus segue visível nas madrugadas e Mercúrio após uma máxima elongação a leste em 4 de dezembro mergulha em direção ao Sol e emerge a oeste, atingindo máxima elongação em 12 de janeiro. Saturno e Júpiter são visíveis durante todo o mês. A imagem abaixo mostra o deslocamento aparente do Sol e dos planetas no céu durante o mês de dezembro (clique na imagem para ampliar).

Planetas em Dezembro/2023
Movimento aparente dos planetas no céu em dezembro de 2023. A linha tracejada azul representa a Eclíptica. A trajetória de cada planeta é indicada por uma linha contínua. A seta indica a direção do movimento dos planetas e está posicionada nas coordenadas do planeta na noite de 31/dez. Gráfico gerado utilizando as bibliotecas Matplotlib e Astropy. [Wandeclayt M./Ceu Profundo]

Satélites de Júpiter

Use o diagrama abaixo para identificar ao telescópio os satélites galileanos de Júpiter.

Anéis de Saturno

O script ainda precisa de muitos ajustes e otimizações, mas já realiza suas funções básicas de maneira satisfatória e estamos felizes em compartilhar seus primeiros resultados!
Se a curiosidade bateu e você quer dar uma conferida em nossa programação orientada a gambiarras, o notebook python pode ser acessado no Google Colab.

Fontes de Dados Externas:
Visualização dos Satélites de Júpiter e Anéis de Saturno: https://pds-rings.seti.org/tools/
Chuvas de Meteoros: https://www.imo.net/resources/calendar/

Telescópio Solar orbital da NASA observa cometa Nishimura

Cometa C/2023 P1 (Nishimura)
imageado pelo instrumento Heliospheric Imager
do observatório STEREO A no dia 23/09/2023.

O cometa Nishimura poderia ter dado um espetáculo nas últimas semanas, se não fosse sua posição desagradavelmente desfavorável para a observação no céu após sua passagem pelo periélio. Desde então sua elongação – ângulo de separção entre o cometa e o Sol – não excedeu os 14°. Isso significa que, mesmo o observador mais bem posicionado na superfície, vai ter o cometa a menos de 15° sobre o horizonte no momento do pôr do Sol e no crepúsculo astronômico (quando o Sol está entre 12° e 18° abaixo do horizonte) já não vai ser possível observar o Nishimura.

Mas não é fácil nos fazer desistir! Se não conseguimos observá-lo da superfície, vamos vasculhar os dados de um dos observatórios solares orbitais da NASA para encontrar o arredio cometa.

Cometa C/2023 P1 (Nishimura) – Animação com dados do observatório espacial STEREO A

A missão STEREO (Solar TErrestrial RElations Observatory) usa duas espaçonaves, uma à frente da Terra em sua órbita e outra atrás, para realizar observações estereoscópicas para o estudo do Sol e de suas Ejeções Coronais de Massa. Os dados de observações das STEREO, assim como os de todas as missões financiadas pela NASA, são acessíveis ao público a partir de bases de dados gratuitas e abertas.

Buscando as imagens recentes através do portal STEREO Science Center encontramos o cometa Nishimura no campo do instrumento Heliospheric Imager da STEREO A. Montando uma animação com as imagens recuperadas, podemos ver o cometa cruzando o campo, com direito a uma conjunção com o planeta Marte (é apenas um efeito de perspectiva, já que na verdade Marte está muito mais distante que o cometa).

Utilizamos dados até o dia 26/09, mas você pode seguir buscando dados mais atuais da STEREO para continuar de olho no tímido Nishimura enquanto não conseguimos imagens com nossos telescópios em Terra.

O cometa da estação! Adicione o cometa Nishimura ao Stellarium

Descoberto em agosto pelo astrônomo Hideo Nishimura, o cometa C/2023 P1 é o cometa mais brilhante a cruzar o céu até este ponto de 2023. Infelizmente isso não quer dizer que será fácil visualizá-lo a olho nu. Após o periélio em 14/09, o cometa permanece a menos de 15º do Sol pelas próximas semanas, muito baixo sobre o horizonte e ofuscado pelo crepúsculo. É uma observação desafiadora.

De qualquer forma, é preciso saber exatamente onde procurar o cometa dia após dia, já que com a proximidade do periélio sua posição varia rapidamente. A ferramenta mais prática e versátil para rastrear esse movimento é o planetário virtual Stellarium (disponível em https://stellarium.org/), um software livre e gratuito que permite a simulação do céu para qualquer posição da superfície terrestre (ou mesmo da superfície de outros planetas) na data e horário solicitados.

Neste guia, mostramos um passo a passo de como adicionar o cometa C/2023 P1 (Nishimura) à base de dados de objetos do Stellarium, facilitando sua vida na hora de buscar no céu esse discreto viajante interplanetário.

1. Configurações

Acesse a janela de configuração no menu lateral ou através da tecla [F2] do Stellarium.

2. Plugins/Complementos

Através da aba Plugins (1), acesse o Editor do Sistema Solar (2) e clique em “Configurar”(3).

3. Importar Elementos Orbitais

Na aba Solar System (Sistema Solar), clique em “Import orbital elements in MPC Format…”

4. Pesquisa online.

Na aba “Online search” pesquise pelo “C/2023 P1”

5. Adicionando objetos.

Selecione as opções indicadas pelas duas setas no alto. Em seguida clique no botão “Add objects” (seta inferior).

6. Pesquisando na base de dados atualizada.

Acesse a Janela de Busca pela barra lateral ou pela tecla (F3).
Pesquise o C/2023 P1 (Nishimura).
Pronto! Se tudo correu bem, o cometa C/2023 P1 (Nishimura) será exibido no seu céu! Ou pelo menos no céu simulado do Stellarium.

Os Dois Anéis de Quaoar.

Quando falamos em anéis em objetos do Sistema Solar você imediatamente lembrará dos exuberantes anéis de Saturno, ou talvez dos mais discretos, mas ainda assim impressionantes, anéis em torno dos gigantes Júpiter, Urano e Netuno revelados em imagens capturadas no infravermelho.

Mas três pequenos corpos do Sistema Solar, através de campanhas observacionais com protagonismo de pesquisadores e instituições brasileiros, revelaram na última década inesperados sistemas anéis a sua volta. E a última dessas descobertas foi anunciada em primeira mão pelo astrônomo Felipe Braga-Ribas em uma das lives do ciclo Abril pra Astronomia, promovido pela Sociedade Astronômica do Recife (SAR) e pelo Projeto Céu Profundo: um tênue segundo anel foi detectado em torno do objeto transnetuniano (50000) Quaoar!

A jornada de descoberta de anéis em torno de pequenos corpos começa com Chariklo, um asteroide da classe dos Centauros, que teve seu anel anunciado em um trabalho de Felipe Braga-Ribas (UTFPR) e colaboradores em 2014 – seguido pelo anúncio em 2015 do anel do planeta anão Haumea, em trabalho liderado por J. L. Ortiz (Instituto de Astrofisica de Andalucía). Mais recentemente, vimos o anúncio de um primeiro anel no objeto trasnetuniano (50000) Quaoar em trabalho publicado em 2023 por Bruno Morgado (UFRJ) e colaboradores, com dados de observações realizadas entre 2018 e 2021.

Mas se a detecção de anéis em pequenos corpos do Sistema Solar já é um resultado surpreendente que evidencia o poder das técnicas observacionais e computacionais envolvidas no processo, a surpresa, o espanto e o orgulho pela ciência brasileira dobra com o anúncio da descoberta de um segundo anel em torno de Quaoar!

Em um artigo aceito para publicação no periódico Astronomy & Astrophysics Letters (já disponível no ArXiv), Chrystian Pereira (Observatório Nacional) e colaboradores anunciam que durante observações de uma ocultação estelar por Quaoar em agosto de 2022, além da confirmação do primeiro anel já observado, os dados apontaram a existência de um segundo anel envolvendo o pequeno e distante corpo.

Quem é Quaoar?

Orbitando o Sol além da órbita de Netuno, a uma distância média que é 43 vezes maior que o raio da órbita da Terra, Quaoar é um pequeno objeto de diâmetro estimado em torno de 1100 km. Seu primeiro anel, batizado de Q1R foi descoberto em observações realizadas entre 2018 e 2021.

Suas pequenas dimensões (aproximadamente um terço do diâmetro da Lua) e sua grande distância tornam impossível fazer imagens que possam resolver detalhes de sua superfície ou mesmo definir sua forma, por isso, são usados métodos indiretos – mas muito precisos – para determinar sua geometria.

Como são realizadas as observações?

Pra deixar bem claro o tamanho do desafio: visto da Terra, Quaoar tem o diâmetro aparente de uma moeda de um real a 154 km distância. Então observações diretas não são uma opção. Mas os pesquisadores envolvidos no trabalho são capazes de computar com grande precisão sua órbita e prever quando e onde é possível observar o trânsito desse objeto em frente a uma estrela, ocultando-a. Esse pequeno e breve eclipse é capaz de nos revelar detalhes da geometria do corpo eclipsante e de quebra fornecer informações sobre a presença ou não de uma atmosfera ou de sua composição.

Representação dos resultados para o formato de Quaoar (no centro) e para a detecção dos anéis Q1R (externo) e Q2R (interno). A órbita do anel Q1R combina dados das observações recentes e das realizadas entre 2018 e 2021, publicadas por Bruno Morgado e colaboradores. A elipse verde marca a posição esperada para o limite de Roche considerando partículas de densidade 0,4 g/cm3 . A existência de anéis além do limite de Roche é inesperada e a influência de efeitos de ressonância com a rotação do corpo central e com a órbita do Weywot (um pequeno satélite de Quaoar) é considerada. A seta indica o movimento da estrela ocultada em relação a Quaoar. [créditos: C.L. Pereira e colaboradores]

Mas assim como um eclipse solar total só é visível ao longo da estreita faixa sobre a superfície terrestre onde a sombra da Lua é diretamente projetada pelo Sol, a observação de ocultações estelares por planetas ou pequenos corpos do Sistema Solar também exige que os observadores estejam posicionados no lugar e na hora certos para essa desafiadora observação. Determinar estas posições e instantes com precisão é o primeiro, mas não o único, desafio para a realização destas observações.

A imagem abaixo mostra a localização de observatórios posicionados na faixa de visibilidade da ocultação. Os pontos laranja representam estações onde o céu estava nublado durante a ocultação, os pontos pretos representam as estações onde a ocultação foi observada com sucesso e o ponto vermelho marca a estação onde a observação não detectou a ocultação. A linha sólida representa o limite da sombra de Quaoar e as linhas pontilhadas delimitam o contorno dos aneis Q1R e Q2R.

Posição dos observatórios envolvidos na aquisição de dados da ocultação da estrela Gaia DR3 4098214367441486592 pelo objeto trasnetuniano Quaoar [créditos: C. L. Pereira e colaboradores]

Limites na sensibilidade dos instrumentos e meteorologia desfavorável são o grande obstáculo para uma observação que exige grande precisão e sensibilidade instrumental. Por sorte, a faixa de ocultação cobria também o arquipélago do Havaí, um dos melhores sítios para observação astronômica do hemisfério norte e lar dos observatórios Gemini Norte, de 8.1m de abertura e CFHT (Canada-France-Hawaii Telescope) de 3.6m. Estes telescópios de grande abertura e com instrumentos de grande sensibilidade foram capazes de resolver a presença do tênue segundo anel de Quaoar.

E quais os resultados?

Os telescópios apontados para a estrela Gaia DR3 4098214367441486592 esperavam ver o brilho da estrela ser atenuado pela passagem de Quaoar, da mesma forma que a passagem da Lua eclipsa o brilho do Sol em um eclipse solar.

Comparando a variação do brilho da estrela em observações realizadas em diferentes posições é possível traçar o contorno do objeto eclipsante. Mais duas breves quedas no fluxo luminoso eram esperadas antes e após a ocultação pelo corpo central, causadas pelo já conhecido anel Q1R, envolvendo Quaoar a uma distância média de 4100km. A surpresa veio de outra sutil queda de fluxo encontrada nos dados numa posição intermediária entre Quaoar e o anel Q1R.

Dados do observatório Gemini Norte no infravermelho próximo (filtro z’) mostram as variações no fluxo luminoso medido da estrela e de Quaoar. A queda profunda na parte central do gráfico corresponde ao intervalo em que Quaoar eclipsou a estrela e as pequenas reduções de fluxo observadas pouco antes e pouco depois da ocultação revelam a presença dos anéis. [créditos: C.L. Pereira e colaboradores]

Esta sutil, mas perceptível, queda no fluxo antes e depois da ocultação principal é suficiente para revelar a presença de um segundo anel, orbitando Quaoar a 2500 km de distância.

As curvas de luz obtidas com os telescópios Gemini Norte e CFHT são coerentes com a existência de um segundo anel em torno de Quaoar. [créditos: C. L. Pereira e colaboradores].
O conjunto de dados dos observatórios que realizaram com sucesso a observação da ocultação estelar por Quaoar revela também a diferença de desempenho dos grandes telescópios Gemini Norte e CFHT no monte Mauna Kea no Havaí.

A análise dos dados da observação permitem não apenas caracterizar Quaoar e seus anéis, mas abre também as portas para discutir a existência destas estruturas numa região além do limite de Roche clássico, onde se esperaria que essas partículas se aglutinassem formando um satélite. Efeitos de ressonância com o período de rotação de Quaoar e com seu pequeno satélite Weywot e a ocorrência de colisões mais elásticas entre as partículas dos anéis são fatores que podem contribuir para a existência e longevidade de anéis além do limite de Roche e o sucesso nos métodos usados em sua detecção podem significar que outros sistemas similares possam ser encontrados em futuras observações. E esperamos que mais uma vez a presença e o protagonismo brasileiro sigam fazendo a diferença.

Cadê a Fosfina?

Imagem de Vênus, com espectro sobreposto, mostrando linhas de absorção do ozônio (O3) na atmosfera da terrestre e sem indicação da presença de fosfina (PH3). – [Imagem produzida por Wandeclayt M. com dados da espaçonave Messenger, durante seu segundo sobrevoo a Vênus em junho de 2007. A imagem é uma composição colorida RGB utilizando os canais de 433.2nm, 579.9nm e 748.7n do instrumento MDIS, capturados quando a nave passava a 66 mil km do planeta].

Em 2021, o anúncio da detecção de traços do gás fosfina (PH3) na atmosfera do planeta Vênus, apontada por dados do rádio observatório ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), causou euforia na comunidade científica.

Antenas do radio observatório ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) no norte do Chile. Com dados desde observatório, um grupo publicou em 2021 a descoberta de uma abundância acima da esperada de moléculas de fosfina na atmosfera de Vênus. [imagem: ESO/B. Tafreshi]

A abundância de fosfina reportada inicialmente (20 partes por bilhão) era anormalmente alta e sua origem não poderia ser facilmente explicada por processos conhecidos. A euforia vem do fato da fosfina ser um biomarcador – uma molécula que pode estar associada ao metabolismo de seres vivos – que na Terra é formada por matéria orgânica em decomposição, e seu excesso, se confirmado, poderia significar a presença de vida na atmosfera de Vênus. Uma hipótese ousada que precisaria de dados muitos robustos para suportá-la.

O trabalho de Martin Cordiner, do Goddard Space Flight Center, e colaboradores, aceito para publicação no periódico Geophysical Research Letters.

Mas os dados robustos não vieram. Após a divulgação do resultado, uma recalibração dos dados do ALMA levou a uma estimativa muito mais modesta: de 1 a 7 partes de fosfina por bilhão. Algo muito mais condizente com processos naturais, como atividade vulcânica e outros processos que não envolvem metabolismo de seres vivos.

Cuidadosas observações realizadas em seguida, pelo recém aposentado telescópio infravermelho SOFIA – um telescópio de 2.7m de diâmetro operando embarcado em um Boeing 747 modificado da NASA – deram origem a um trabalho publicado por Martin Cordiner do Centro Espacial Goddard, e colaboradores, estabelecendo um limite superior para a abundância de fosfina venusiana: a substância não foi detectada, e caso ela esteja presente na atmosfera do planeta, não deve exceder as 0.8 partes por bilhão na faixa entre 75 e 110 km de altitude.

SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy) – Um telescópio infravermelho de 2,7m de diâmetro (2,5m de diâmetro útil), aerotransportado em um Boeing 747 adaptado. Uma cooperação entre as agências espaciais dos EUA (NASA) e Alemanha (DLR).

Durante sua vida útil, o observatório SOFIA operou em uma condição privilegiada: voando entre 38000 e 44000 pés de altitude, seu telescópio se colocava acima de 99% da atmosfera terrestre e de seus efeitos na absorção da reveladora radiação infravermelha. Sua mobilidade também era uma grande vantagem, permitindo observar eventos transientes como eclipses e trânsitos de objetos do Sistema Solar, mesmo quando esses só fossem visíveis sobre o oceano ou outras regiões onde não há observatórios.

Os dados do SOFIA vão na direção do que muitos esperavam e reforça a ideia de que o resultado publicado em 2021 foi fruto de dados mal calibrados. Este é um processo comum na ciência: um trabalho pode chegar em conclusões incorretas por falhas em seus métodos ou em seu conjunto de dados, mas análises e novas observações posteriores podem mostrar essas inconsistências e corrigir esses resultados.

Lua: Mares, oceanos e baías numa superfície desértica.

A face visível da Lua é marcada por vastas planícies escuras que contrastam com o terreno mais claro e mais acidentado do restante da superfície lunar. Apesar de não haver água no estado líquido na superfície da Lua, essas regiões recebem o nome de oceanos, mares, lagos e baías.

O mares lunares são na verdade um deserto seco e correspondem a regiões inundadas pelo basalto originado na atividade vulcânica lunar (https://doi.org/10.1029/2000JE001244) no período compreendido entre 4 e 1,1 bilhões de anos atrás(aqui é bom lembrar que no português brasileiro 1 bilhão equivale a 1.000.000.000).

A face visível da Lua (imagem da esquerda) e seu lado oculto (à direita) em mosaico composto por imagens da Lunar Reconnaissance Orbiter [crédito: NASA]

Por se tratar de regiões mais jovens do terreno, os mares exibem menos crateras de impacto que as regiões mais antigas e elevadas. Além disso, os mares possuem albedo mais baixo, refletindo menos luz e parecendo mais escuros, destacando-se – mesmo a olho nu – contra o terreno mais claro.

Os primeiros mapas a nomear acidentes do relevo lunar datam do século XVII e já registravam as planícies basálticas como mares e oceanos. Os mapas de Langrenus (1645), Hevelius (1647) e Riccioli (1651) traziam denominações distintas para os mares e para as demais formações da topografia da Lua. O sistema adotado por Riccioli é o que mais se aproxima da nomenclatura moderna, padronizada pela União Astronômica Internacional a partir da aprovação do mapa e catálogo Named Lunar Formations compilado por Mary Blagg e Karl Müller e publicado em 1935.

Mapa da Lua publicado em 1645 por Michael von Langren, o primeiro a atribuir nomes a formações da topografia lunar.
Mapa da Lua de Johanes Hevelius, publicado em 1647 na obra Selenographia.
Mapa lunar desenhado por Grimaldi e publicado por Giovanni Battista Riccioli no Almagestum Novum em 1651 [ETH-Bibliothek Zürich ]

O atlas de Blagg e Müller foi um primeiro passo na universalização da nomenclatura lunar, mas o aumento da resolução das fotografias lunares capturadas em telescópios terrestres e o mapeamento do lado oculto da Lua por espaçonaves exigiu sucessivas atualizaçoes nos mapas lunares nas décadas seguintes. Um curioso episódio seguiu o envio das primeiras imagens da face oculta da Lua pela sonda soviética Luna 3. Os cientistas soviéticos batizaram uma das raras planícies basálticas naquele lado da Lua de Mare Moscoviense, quebrando a tradição de nomear mares com nomes relacionados a àgua (Mar das Chuvas, Oceano das Tempestades…) ou a estados de espírito (Mar da Tranquilidade, Mar da Serenidade…) para o desconforto dos mais apegados à nomenclatura histórica.

A Assembleia Geral da União Astronômica Internacional (IAU General Assembly) de 1961 estabeleceu que além das regras em voga, ficasse estabelecido que: “Grandes áreas escuras são designadas por denominações em latim referentes a estados de espírito. Estes nomes são associados, de acordo com as regras de declinação e grafia do latim, aos substantivos apropriados: Oceanus, Mare, Lacus, Palus or Sinus. (As exceções Mare Humboldianum e Mare Smythii são mantidas, por estarem consagradas pelo uso). “

“Large dark areas are designated in Latin denominations calling up psychic states of minds. These names are associated, according to the Latin declination ruIes and spelling, to one of the appropriate substantives: Oceanus, Mare, Lacus, Palus or Sinus. (The exceptions, Mare Humboldianum and Mare Smythii, are preserved, due to long usage).” [XIth General Assembly. Berkeley, USA 1961]

A solução para o impasse soviético veio daí! Reza a lenda que o astrônomo Aldouin Dollfus, muito diplomaticamente, estabeleceu que o nome Mare Moscoviense estava de acordo com a regra, porque Moscou é um “estado de espírito”.

Mapa topográfico da Lua criado a partir de dados da sonda chinesa Chang-E1.