As 11 grandes descobertas da astronomia de 2016

11) 4 mil planetas descobertos (e mais 9 sósias da Terra)

A missão Kepler da Nasa bateu recordes planetas descobertos este ano. O telescópio espacial encontrou o que parecem ser mais de 4 mil planetas orbitando estrelas fora do Sistema Solar – e alguns deles são bons candidatos à categoria de “planetas habitáveis”.

O telescópio espacial Kepler quebrou em maio de 2013. Mas ele já tinha visto tanta coisa que, três anos depois, a Nasa continua analisando o que ele viu ao espiar 150.000 estrelas da Via Láctea, entre as constelações de Libra e Cisne.  

Em 2016, foi possível confirmar a existência de 1.284 novos mundos. Praticamente todos esses planetas são meras bolas de gás, sem superfície. Mas nove deles entraram para o exclusivíssimo hall de “sósias” da Terra: planetas com características parecidas o suficiente com as nossas para que a vida possa surgir.

Desses nove, dois se destacam na busca por mundos que abriguem a vida. O Kepler-1638b tem uma órbita parecida com a da Terra e tem um Sol com temperatura similar a do nosso. Só que é bem grandão, 87% maior que a Terra. Já o outro (Kepler-1229b) é 40% maior – em termos planetários, quase do mesmo tamanho da Terra. Só que o sol ali é bastante diferente. O planeta gira em torno de uma anã vermelha, bem menor e mais fria que a nossa estrela. Não chegam a ser gêmeos terrestres, mas são parecidos o suficiente para ficarmos de olho.

10) Universo em expansão (ainda mais) acelerada

Que o universo está se expandido desde o Big Bang, sabemos faz tempo. Edwin Hubble, na década de 1920, percebeu que as galáxias se afastam com uma constante proporcional à sua distância. Mas as características dessa expansão ainda são misteriosas. Em 2011, por exemplo, o pesquisador Adam Riess, da Universidade Johns Hopkins, conseguiu demonstrar, observando supernovas, que essa expansão estava acelerando, pesquisa que lhe rendeu o Nobel de Física.

Este ano, o mesmo Riess anunciou que o universo estava expandido ainda mais rápido do que imaginávamos. Sua investigação tentou calcular uma estimativa mais precisa da Constante de Hubble, expressão matemática que fala sobre a velocidade de expansão do universo.

Para chegar a esse número certeiro, ele e sua equipe usaram o Hubble (o supertelescópio, não o astrônomo) para procurar galáxias que tivessem tanto estrelas pulsantes gigantes, chamadas Cefeidas, quando supernovas do tipo Ia. A luz desses dois fenômenos permitiu que eles fizessem uma previsão mais acertada da distância de 19 galáxias extremamente distantes.

Além disso, eles observaram o comportamento da luz. Por conta da expansão do espaço, ondas de luz muito distantes acabam “esticadas” – e quanto mais esticadas ficam, mais avermelhada essa luz fica. O fenômeno é chamado de redshift (desvio para o vermelho) e permite que os entendam a velocidade de distanciamento do objeto (nesse caso, das galáxias) que emitiram aquela luz.

Usando todos esses métodos ao mesmo tempo, o time de pesquisadores concluiu que a distância entre dois objetos no Universo dobra a cada 9,8 bilhões de anos, indicando uma expansão do universo que é de 5% a 9% mais veloz do que os cálculos anteriores.

9) Oxigênio em Marte

Detectamos oxigênio livre em Marte depois de quase 40 anos sem achar sinal desse elemento por lá. O equipamento que fez a descoberta foi o SOFIA: um jato que consegue voar acima de boa parte da atmosfera, carregando um telescópio que faz observações com raios infravermelhos.

O oxigênio foi encontrado em uma das camadas externas da atmosfera marciana, chamada de mesosfera. Não foi encontrado em forma de gás, como estamos acostumados na Terra, e sim na forma de oxigênio atômico. São átomos individuais do elemento, uma forma bem menos estável de oxigênio que o O2 que respiramos.

Mesmo assim, é uma descoberta importante: o oxigênio atômico afeta muito o comportamento de outros gases. A atmosfera de Marte tem uma história sofrida, mas é basicamente um pneu que furou (graças ao impacto de ventos solares) e começou a vazar ar para todos os lados, até se tornar pobre e gelada. O oxigênio pode ser uma pista para entender que gases permanecem por lá e quais continuam escapando, dando um retrato mais preciso sobre a trágica camada de ar do Planeta Vermelho.

8) Uma galáxia muito, muito distante

Foi um ano de quebra de recordes, e não só de planetas descobertos. O Hubble (ele de novo) conseguiu nos levar mais longe que nunca no universo. Ele descobriu a galáxia mais remota que já observamos na história, a GN-z11. Para chegar até ela, o telescópio teve que olhar a 13,4 bilhões de anos-luz de distância.

Para ter ideia de quão impressionante é este feito, é bom lembrar que olhar para muito longe no espaço também é viajar no tempo. O que enxergamos da GN-z11 agora é a luz que foi emitida 13,4 bilhões de anos atrás – apenas 400 milhões de anos depois do Big Bang. Ou seja: basicamente nada em termos cosmológicos.

7) Um Universo abarrotado

Um novo modelo matemático mostrou que estávamos subestimando a população do Universo: as galáxias podem ser pelo menos 10 vezes mais numerosas do que esperávamos.

A primeira vez que surgiu uma previsão realista do número de galáxias foi no fim dos anos 90. Ele mesmo, o Hubble, registrou imagens de objetos distantes e de luz muito tênue, que os astrônomos descobriram ser um tipo mais “discreto” de galáxia. Elas eram tão numerosas que a estimativa de galáxias no universo observável ficava entre 100 e 200 bilhões.

Era muito pouco: a nova estimativa é que existam, no mínimo, 2 trilhões de galáxias. O novo cálculo é baseado em uma ideia bastante recente sobre os tipos de galáxias existentes no Universo. As galáxias que conhecemos são as maiores e mais brilhantes, porque elas são muito mais fáceis de detectar. Mas, segundo o novo modelo, elas seriam também as mais raras do Universo – representariam no máximo 10% de todas as galáxias espalhadas pelo espaço.

Assim, o novo cálculo foi baseado no princípio de que o tamanho de uma galáxia é diretamente proporcional à sua raridade. O modelo matemático extrapolou as poucas galáxias pequenas e quase sem brilho que conseguimos ver para calcular o número de galáxias que ainda são invisíveis. Se olhássemos todas as galáxias num gráfico dividido por tamanho, as mais massivas seriam as menos numerosas. O grosso da população universal seria de galáxias extremamente distantes e discretas, com bem menos luz, muito comuns, principalmente no início do Universo. 

6) Nova teoria de formação da Lua

Tá vendo aquela Lua que brilha lá no céu? Que ela está lá todo mundo sabe, presa por interação gravitacional à órbita da Terra. Mas 2016 trouxe pistas sobre a origem do nosso satélite. E tem tudo a ver com um acidente de trânsito.

No início do Sistema Solar, a Terra teria dado uma leve esbarradinha numa massa planetária do tamanho de Marte, que sofreu influência de Vênus e acabou invadindo a nossa órbita. A lataria solta da batida teria formado a Lua.

Só que fomos muito mais barbeiros do que o esperado: usando dados das missões Apollo 12, 15 e 17, pesquisadores da UCLA concluíram que não foi batidinha leve coisa nenhuma: a Terra e o objeto (que os astrônomos hoje chamam de Theia) sofreram foi uma colisão frontal violentíssima.

Isso porque eles analisaram rochas lunares e terrestres e mostraram que elas são mais parecidas que o esperado. Uma esbarradinha faria com que a Lua fosse composta majoritariamente de detritos de Theia – mas a composição das rochas lunares mostra que a Terra precisa ter perdido bem mais matéria no acidente.

Segundo essa nova explicação, Theia foi totalmente destruída, mas algo sobrou para contar a história. As “ferragens” soltas dela se misturaram às da Terra para formar a Lua e o restante se grudou ao nosso planeta também. Entre mortos e feridos todos, de alguma forma, sobreviveram.

5) Saúde dos astronautas

O astronauta Scott Kelly voltou à Terra depois de passar um ano na Estação Espacial Internacional. Kelly, o recordista de dias consecutivos passados no espaço, foi cobaia dessa missão tão longa para que a ciência possa entender melhor quais os efeitos do espaço sobre o corpo humano.

Kelly vai ser acompanhado até o fim da vida com esse propósito. Seu irmão gêmeo, Mark (outro ex-astronauta) serve de controle, para entender se as mudanças na saúde de Scott são fruto da microgravidade espacial ou de predisposição genética.

Por enquanto, o que sabemos é que Scott perdeu muita massa óssea e muscular no seu tempo extraterrestre. Seus exames vão ajudar os cientistas a entender porque – a teoria atual é que a falta de gravidade faz com que nosso corpo faça menos “exercício” natural e a circulação se concentre mais na parte superior do corpo, sem a força que puxa o sangue para baixo.

Com isso, as veias e artérias da perna ficam mais frágeis. Outros líquidos também se concentram em lugares errados, como o cefalorraquidiano, que envolve o cérebro e a medula espinhal. Ele pode se acumular tanto a ponto de esmagar os globos oculares – por isso, muitos astronautas que passaram um tempo considerável no espaço acabam com problemas de visão.

Os cientistas pretendem tratar todos esses problemas agora que Kelly está de volta – e com isso construir soluções que possamos usar em viagens para Marte, por exemplo, em que os astronautas não terão laboratórios e hospitais à disposição.

4) Um olhar profundo para Júpiter

“Momento da verdade” era o apelido da missão Juno, a sonda que viajou por cinco anos e 3.390 milhões de quilômetros para chegar a Júpiter. A nave chegou à orbita do planeta neste ano e está coletando dados essenciais para compreendermos melhor o mais misterioso dos planetas do Sistema Solar.

Chegar à órbita de Júpiter foi um dos maiores feitos espaciais dos últimos tempos, porque exigia uma proteção e uma precisão inéditas nas missões de exploração. Júpiter extremamente radioativo, e Juno precisou se tornar uma espécie de bunker espacial para proteger sensores e transmissores. Além disso, foi preciso bater recordes de velocidade para chegar até lá e depois desacelerar o suficiente para chegar perto do planeta (você pode conferir os detalhes dessa aventura aqui). A chegada de Juno ao Gigante gasoso, porém, é só o começo.A espaçonave vai dar a volta ao redor de Júpiter 37 vezes, coletando dados por cerca de um ano e meio. A cada quinze dias, Juno vai dar um “mergulho” na superfície das nuvens que cercam o planeta. Quando a missão for considerada completa, os cientistas da Nasa esperam ter informações suficientes para entender como outros grandes planetas gasosos funcionam (e, com sorte, descobrir mais sobre a origem do Sistema Solar).

3) Proxima b

Em 2016, também encontramos a Nova Terra – ou pelo menos, a candidata mais realista a esse título. Proxima b é um planeta com tamanho e temperatura próximos às da Terra – e está perto suficiente para uma exploração mais aprofundada.

O planeta está bem mais próximo da sua estrela que a gente – mas não tem problema. Proxima b orbita Proxima Centauri, uma anã vermelha, estrela mais fria e menor que o Sol. O resultado dessa combinação distância-calor é que sua superfície ele provavelmente tem agradáveis temperaturas de 30°C, um bom sinal de que o planeta pode conter água líquida, essencial para a vida. Além disso, daqui a Proxima b são apenas 4,2 anos-luz de distância, uma ponte aérea em termos astronômicos.

Para quem não se envergonha de imaginar um futuro sci-fi, vale acrescentar que a estrela deles vai ter uma vida mais longa que o Sol, que só deve durar mais uns 7 bilhões de anos, então Proxima b pode acabar sendo um bom Plano B para a humanidade. Se o planeta for tudo o que parece ser, já pode fazer o cadastro dos seus tataranetos para o Minha Casa, Minha Vida de lá

2) O nono planeta

A hipótese de que o Sistema Solar pode abrigar um Nono Planeta (sem ser, é claro, Plutão) é cultivada há tempos na astronomia. Isso porque, no cinturão de Kuiper, pra lá de Netuno, existe um grupo de objetos que tem um comportamento muito esquisito. Pela distância em que eles estão de grandes corpos celestes, seus movimentos deveriam ser muito mais aleatórios. Mas suas órbitas todas apontam para a mesma direção e ainda são inclinadas no mesmo ângulo, em relação aos oito planetas do Sistema Solar. 

A explicação mais simples seria a existência de outro objeto muito massivo, que exercesse influência gravitacional sobre esses objetos rebeldes. Pesquisadores do Instituto Tecnológico da Califórnia (CalTech) encontraram, em janeiro, fortes evidências de que essa figura mítica realmente existe.

Os cientistas não observaram este planeta ainda, mas basearam seus cálculos matemáticos e simulações cosmológicas em tudo que sabemos sobre a região do cinturão de Kuiper. Os resultados indicam consistentemente que há algo ali, com uma órbita extremamente alongada que contorna os extremos do Sistema Solar. Ele estaria 20 vezes mais longe do Sol que Netuno e teria 10 vezes mais massa que a Terra-  tamanho grande suficiente para que não existam dúvidas de que é é, de fato, um planeta (foi mal, Plutão).

1) Ondas Gravitacionais

Em novembro de 1915 Einstein apresentava ao mundo sua Teoria Geral da Relatividade. Seus insights sobre o Universo mudaram a física para sempre, mas levou um século para que uma de suas ideias fossem finalmente observada no mundo real.

A descoberta homérica deste ano fez exatamente isso: tirou Einstein do papel. O LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) confirmou, pela primeira vez na história, a existência de ondas gravitacionais.

A existência hipotética desse fenômeno tão procurado se baseada na ideia de que todas as forças que conhecemos se manifestam através de algum tipo de onda. É só pensar no eletromagnetismo, que tem ondas de vários tipos – inclusive a luz.

Suspeitava-se que grandes concentrações de massa se movimentando em alta velocidade resultariam em ondas gravitacionais, deformando a própria estrutura do espaço-tempo. Um cataclisma digno dessas condições era a colisão entre dois buracos negros – e foi assim que finalmente conseguimos encontrar essas ondas tão furtivas. 

O encontro desses dois buracos negros teria acontecido a um bilhão de anos-luz daqui, mas só teria chegado à Terra em setembro de 2015. Bem a tempo inclusive: o LIGO tinha acabado de lançar um equipamento com um poder de detecção nunca visto antes. Seus dois laboratórios nos EUA tinham feixes de laser completamente isolados e uma série de equipamentos, calibrados segundo a Teoria da Relatividade para detectar qualquer interferência.

Como ondas gravitacionais deformam o espaço, seu efeito muda o comprimento do raio laser, alternando o padrão de interferência detectado pelos aparelhos. Os dois laboratórios do LIGO observaram, ao mesmo tempo, interferências de padrões idênticos nos seus lasers – e, só para garantir, ficaram 5 meses analisando os dados até anunciarem, em fevereiro deste ano, que as ondas gravitacionais são muito mais que ficção.

E parece que pegamos o jeito, porque, em junho, veio o anúncio de uma segunda detecção desse fenômeno, indicando que finalmente estamos aprendendo a “falar a língua” desse fenômeno. que pode nos ajudar a desvendar o Big Bang e um dos maiores mistérios do Universo, a matéria escura. O potencial das onda gravitacionais é tão grande que não é possível falar das maiores descobertas científicas em 2016 sem mencioná-las: muita coisa deu errado esse ano, mas a festa de aniversário dos 101 da Teoria da Relatividade não poderia ser mais animada.

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