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O que é a Escala de Planck e como isso se relaciona à ciência?

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A física moderna é repleta de conceitos fascinantes que desafiam nossa compreensão do Universo. Um desses conceitos é a Escala de Planck, uma referência fundamental na física teórica.

Essa escala define os menores valores possíveis para grandezas físicas como comprimento, tempo e energia, estabelecendo um limite além do qual as leis da física clássica deixam de fazer sentido.

Criada a partir das constantes fundamentais da natureza, como a constante de Planck, a velocidade da luz e a constante gravitacional, a Escala de Planck marca a fronteira entre a mecânica quântica e a relatividade geral.

Mas por que essa escala é tão importante? Como ela influencia as pesquisas em cosmologia, física de partículas e teoria das cordas? Entenda o conceito da Escala de Planck, seu impacto na ciência e os desafios que ela impõe à compreensão da realidade.

O que é a Escala de Planck?

A Escala de Planck é um conjunto de valores físicos obtidos a partir de constantes fundamentais do Universo. Essas constantes incluem:

  • Constante de Planck (h): regula as interações quânticas.
  • Velocidade da luz (c): define o limite máximo para a propagação da informação.
  • Constante gravitacional (G): mede a intensidade da gravidade.

A partir dessas constantes, foram definidos parâmetros mínimos para diferentes grandezas físicas:

  • Comprimento de Planck: cerca de 1,616 x 10⁻³⁵ metros.
  • Tempo de Planck: aproximadamente 5,39 x 10⁻⁴⁴ segundos.
  • Energia de Planck: em torno de 1,22 x 10¹⁹ GeV.
Átomo/Sergey Nivens/Shutterstock

Esses valores representam limites fundamentais. Se tentarmos medir algo menor que o comprimento de Planck ou mais rápido que o tempo de Planck, as equações da física deixam de funcionar. Esse é o território onde a gravidade quântica, ainda não compreendida completamente, precisa ser considerada.

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A relação entre a Escala de Planck e a física quântica

A mecânica quântica descreve o comportamento das partículas subatômicas, enquanto a relatividade geral trata da gravidade e do cosmos em grande escala. No entanto, essas duas teorias não se encaixam bem quando tentamos aplicá-las simultaneamente. A Escala de Planck representa justamente o ponto onde essas discrepâncias se tornam evidentes.

Quando tentamos observar partículas em escalas menores que o comprimento de Planck, a influência da gravidade se torna tão intensa que distorce o espaço-tempo de maneira imprevisível. Isso sugere que uma nova teoria – chamada de gravidade quântica – é necessária para descrever esses fenômenos.

A Escala de Planck e o Big Bang

A Escala de Planck é crucial para entender os primeiros instantes do universo. Logo após o Big Bang, o Universo era incrivelmente quente e denso, com condições extremas que só podem ser descritas em termos quânticos. Esse período, conhecido como tempo de Planck, ocorreu em menos de 10⁻⁴³ segundos após o Big Bang.

Teoria do Big Bang continua sendo a mais aceita para a origem do Universo. Imagem: Quality Stock Arts – Shutterstock

Os físicos acreditam que, nesse momento, todas as forças fundamentais (gravidade, eletromagnetismo, força nuclear forte e fraca) eram unificadas. No entanto, as teorias atuais não conseguem descrever precisamente o que aconteceu nesse intervalo de tempo. A busca por uma teoria que combine a mecânica quântica com a gravidade é essencial para avançarmos na compreensão do cosmos.

A teoria das cordas e a Escala de Planck

Uma das abordagens mais promissoras para unificar a gravidade e a mecânica quântica é a teoria das cordas. Essa teoria propõe que as partículas fundamentais não são pontos, mas sim pequenas cordas vibrantes. As diferentes vibrações dessas cordas determinam as propriedades das partículas, como massa e carga.

Na teoria das cordas, a Escala de Planck define o tamanho das cordas fundamentais. Isso significa que, para testar experimentalmente essa teoria, precisaríamos de tecnologias extremamente avançadas, capazes de observar fenômenos na ordem de 10⁻³⁵ metros – algo ainda fora do alcance dos experimentos atuais.

Desafios e futuras pesquisas

A Escala de Planck é um dos maiores desafios da física teórica. Para compreendê-la melhor, os cientistas buscam:

  • Detectar evidências da gravidade quântica: experimentos como o LIGO e o Observatório de Ondas Gravitacionais tentam identificar efeitos quânticos na estrutura do espaço-tempo.
  • Explorar buracos negros: regiões do universo onde as leis da física são levadas ao extremo.
  • Desenvolver novos aceleradores de partículas: equipamentos mais potentes que o Grande Colisor de Hádrons (LHC) poderiam fornecer pistas sobre a física além do Modelo Padrão.

A Escala de Planck representa a fronteira entre o conhecido e o desconhecido na física. Ela nos mostra que existem limites para nossa capacidade de medir e entender a realidade com as teorias atuais. Com o avanço da ciência, novas descobertas podem revelar segredos fundamentais do Universo, aproximando-nos cada vez mais da teoria unificada que os físicos tanto buscam.

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Onde termina a Terra e começa o espaço?

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A humanidade sempre olhou para o céu com curiosidade, tentando entender onde a atmosfera terrestre acaba e o espaço sideral começa. Essa questão, que envolve ciência, tecnologia e até mesmo disputas políticas, é essencial para áreas como a astronomia, a exploração espacial e a aviação.

Mas afinal, onde começa espaço Terra? Há um limite preciso que separa nosso planeta do vasto universo? Para a ciência, definir essa fronteira não é simples. A Terra não possui uma “barreira” física que delimita o fim de sua atmosfera.

Em vez disso, sua camada gasosa se torna gradualmente mais rarefeita à medida que se afasta da superfície.

No entanto, por convenção, a linha de Kármán, situada a 100 km acima do nível do mar, é amplamente aceita como o ponto onde o espaço começa. Esse critério, porém, não é unânime e há outras definições que competem com essa ideia. 

Onde termina a Terra e começa o espaço?

A transição entre a atmosfera terrestre e o espaço não é abrupta, mas sim um processo gradual. Diferentes definições foram adotadas ao longo do tempo para tentar estabelecer um limite claro entre os dois. Veja algumas das principais abordagens para definir essa fronteira.

A linha de Kármán: a convenção mais aceita

A linha de Kármán, situada a 100 km acima do nível do mar, é a definição mais amplamente utilizada para determinar onde começa o espaço.

Objeto flutuando no espaço (Divulgação: Rocket Lab)

Esse conceito foi introduzido pelo engenheiro e físico húngaro Theodore von Kármán, que calculou que a partir dessa altitude a densidade atmosférica se torna tão baixa que um avião não consegue mais gerar sustentação suficiente para voar. Acima desse ponto, apenas foguetes conseguem operar de maneira eficiente.

Organizações como a Federação Aeronáutica Internacional (FAI) adotam essa definição para classificar astronautas e delimitar recordes de voo espacial. No entanto, algumas entidades, como a Força Aérea dos Estados Unidos (USAF), utilizam um critério diferente.

Os 80 km da USAF e NASA

Para as forças armadas e algumas agências espaciais dos EUA, a fronteira do espaço começa a 80 km de altitude.

A NASA e a Força Aérea concedem o título de astronauta a pilotos que ultrapassam essa marca, o que gerou discussões em missões espaciais suborbitais realizadas por empresas privadas, como a Blue Origin e a Virgin Galactic.

Essa diferença na definição pode influenciar até mesmo a regulamentação de voos comerciais espaciais.

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A exosfera: a visão científica da transição

Além das convenções estabelecidas, a ciência considera que a atmosfera da Terra se estende muito além dos 100 km.

A última camada atmosférica, chamada exosfera, pode alcançar até 10.000 km de altitude antes de se dissipar completamente no espaço interestelar. Nesta região, as partículas de gás são extremamente raras e podem viajar grandes distâncias sem colidir entre si.

Embora a exosfera ainda faça parte da Terra do ponto de vista atmosférico, ela já está praticamente no vácuo.

A magnetosfera e a influência gravitacional

Outro critério para definir onde termina a Terra e começa o espaço leva em conta a influência do campo gravitacional e magnético do planeta.

Ilustração da Terra vista do espaço, com destaque para a atmosfera
Ilustração digital mostra a visão da Terra direto do espaço sideral (Reprodução: Dima Zel/Shutterstock)

A magnetosfera, que se estende por milhares de quilômetros além da superfície, protege a Terra de partículas solares e cósmicas. Já a esfera de Hill, que marca o ponto em que a gravidade da Terra perde força em relação ao Sol, se encontra a aproximadamente 1,5 milhão de quilômetros de distância.

Considerando essa perspectiva, poderíamos dizer que o “espaço” só começa realmente muito além do que os limites tradicionalmente aceitos.

A importância da definição para a exploração espacial

Estabelecer onde começa o espaço tem implicações práticas e políticas. O reconhecimento de astronautas, a regulamentação de voos espaciais comerciais e até mesmo acordos internacionais sobre soberania aérea dependem dessa definição.

À medida que empresas privadas ampliam sua presença na exploração espacial, essas discussões se tornam ainda mais relevantes.

Embora a linha de Kármán continue sendo o padrão mais aceito, as diferentes abordagens demonstram que a resposta para onde começa espaço Terra depende do contexto.

Se considerarmos apenas critérios físicos, a transição da atmosfera para o espaço é gradual e pode se estender por milhares de quilômetros. Mas, para fins práticos e operacionais, 100 km ainda são a referência principal.

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Par de estrelas prestes a colidir resolve mistério de décadas da astronomia

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Uma pesquisa publicada sexta-feira (4) na revista Nature Astronomy confirma uma teoria importante da astrofísica: supernovas do Tipo Ia podem surgir da colisão de duas estrelas anãs brancas – remanescentes estelares que já esgotaram seu combustível.

Os cientistas observaram um sistema estelar a 150 anos-luz da Terra, formado por duas anãs brancas que orbitam uma à outra. Segundo cálculos, essas estrelas devem colidir dentro de 23 bilhões de anos, resultando em uma poderosa explosão.

Em poucas palavras:

  • Acaba de ser confirmada a teoria de que supernovas do Tipo Ia podem surgir da colisão de duas anãs brancas;
  • Um sistema com duas anãs brancas, a 150 anos-luz da Terra, foi identificado como candidato a essa colisão;
  • A explosão deve ocorrer dentro de bilhões de anos e terá brilho uniforme, útil para medir distâncias cósmicas;
  • Esse sistema vai ultrapassar o limite de Chandrasekhar, necessário para desencadear a supernova;
  • É o primeiro sistema com massa e tempo adequados para causar uma supernova do Tipo Ia detectado;
  • A descoberta explica por que esses sistemas são raros de observar, apesar das supernovas serem comuns;
  • O achado ajuda a entender a evolução estelar e melhora as medições sobre a expansão do Universo.

Essa explosão é conhecida como supernova do Tipo Ia. Essas supernovas têm brilho uniforme, o que as torna úteis para medir distâncias cósmicas com precisão. São, por isso, chamadas de “réguas do Universo”.

Conceito artístico de uma anã branca binária desencadeando uma supernova do Tipo Ia. Crédito: Universidade de Warwick / Mark Garlick

Atração gravitacional condena as estrelas à destruição

Até agora, havia apenas hipóteses de que colisões entre anãs brancas poderiam causar essas supernovas. Com essa descoberta, foi identificado o primeiro sistema que comprova essa teoria na prática.

O sistema foi batizado de WDJ181058.67+311940.94. As duas estrelas completam uma volta uma em torno da outra a cada 14 horas, o que indica uma proximidade extrema entre elas.

Com o tempo, a gravidade fará com que se aproximem ainda mais até colidirem. Quando isso ocorrer, a massa somada das estrelas ultrapassará o chamado “limite de Chandrasekhar”, desencadeando a supernova. Esse limite é de 1,4 vezes a massa do Sol. Quando uma anã branca excede esse valor, torna-se instável e explode. No caso desse sistema, a massa total é de 1,56 vezes a massa solar.

Simulação das etapas da evolução temporal da anã branca binária WDJ181058,67+311940,94 perto da fusão. Crédito: Munday et al., Nat. Astron., 2025

Segundo James Munday, astrofísico da Universidade de Warwick, esse é o primeiro sistema do tipo que atende aos critérios de massa e tempo para gerar uma supernova do Tipo Ia em escala comparável à idade do Universo.

“Encontramos um sistema que cumpre os dois critérios. E ele está próximo de nós, o que sugere que há muitos outros na galáxia esperando para ser descobertos”, explicou Munday ao site ScienceAlert.

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O que é uma anã branca?

Anã branca é o remanescente de uma estrela comum, como o Sol, após ela consumir seu combustível. A estrela libera suas camadas externas e seu núcleo colapsa, formando um objeto muito denso e quente.

Esses objetos têm massa semelhante à do Sol, mas são do tamanho da Terra. Embora não produzam mais energia, continuam brilhando por bilhões de anos. Cerca de 97% das estrelas do Universo terminarão como anãs brancas.

Muitas dessas estrelas estão em sistemas binários, onde duas anãs brancas orbitam juntas. A colisão entre elas pode gerar supernovas do Tipo Ia, desde que estejam suficientemente próximas e tenham massa suficiente.

Animação duas estrelas muito densas se fundindo e explodindo em uma supernova. Crédito: Observatório Europeu do Sul (ESO)

O problema é que, até então, os sistemas observados ou não tinham massa suficiente ou levariam mais tempo que a idade do Universo para colidir. Este novo sistema resolve essa lacuna.

A descoberta foi feita com dados do levantamento astronômico DBL (Deep Blue Survey), que analisa objetos no céu com alta precisão. Com base nesses dados, os cientistas identificaram o padrão orbital do sistema WDJ1810+3119.

Esse achado resolve uma antiga dúvida: se as supernovas do Tipo Ia são tão comuns, por que é tão raro encontrar seus sistemas de origem? Agora sabemos que eles existem, mas são difíceis de detectar.

Embora a explosão só vá acontecer daqui a bilhões de anos – bem depois do fim da Terra e do Sol – a descoberta é relevante agora, pois ajuda os cientistas a entender melhor a evolução do Universo. Além disso, abre caminho para identificar outros sistemas semelhantes. Isso pode melhorar as estimativas sobre a frequência dessas supernovas e refinar nossas medições cósmicas.

Confirmar que duas anãs brancas podem gerar uma supernova do Tipo Ia mostra que mesmo os corpos estelares considerados “mortos” ainda podem protagonizar eventos extremos no cosmos.

Com isso, os cientistas conseguem, pela primeira vez, associar com segurança parte das supernovas do Tipo Ia da Via Láctea à colisão de anãs brancas. Antes, essa relação era apenas teórica.

A descoberta oferece uma janela para entender não só o destino dessas estrelas, mas também como as galáxias se formam e se transformam ao longo do tempo. Mesmo que o espetáculo final ainda demore bilhões de anos, já aprendemos muito com ele.

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Do buraco negro à fusão de estrelas de nêutrons: 5 artigos da Science que transformaram a astronomia e a astrofísica

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A revista Science é uma das publicações científicas mais respeitadas do mundo, reconhecida por divulgar pesquisas que mudam paradigmas e impulsionam o conhecimento em diversas áreas. 

Com um alto fator de impacto e uma audiência global, seus artigos frequentemente se tornam referências fundamentais para a comunidade acadêmica e científica. A seguir, destacamos cinco artigos publicados na Science que marcaram profundamente a astronomia e a astrofísica contemporânea.

5 maiores descobertas da astronomia e astrofísica publicadas na revista Science

O Telescópio Espacial James Webb: uma nova era da astronomia (2022)

O Telescópio Espacial James Webb pode alterar a idade que os astrônomos estimavam para o Universo. Imagem: 24K-Production (JWST); Daboost (relógio) – Shutterstock. Edição: Olhar Digital

Título: Golden eye:A new space telescope makes a spectacular debut after a troubled gestation

O lançamento do Telescópio Espacial James Webb (JWST) em 2021 e o início de suas operações em 2022 revolucionaram a astronomia. Com uma capacidade sem precedentes de observar o universo no espectro infravermelho, o Webb permitiu detectar galáxias extremamente distantes, algumas formadas apenas 150 milhões de anos após o Big Bang.

O JWST também revelou detalhes sobre a composição atmosférica de exoplanetas, fornecendo informações essenciais para a busca por vida alienígena. Suas imagens detalhadas das nebulosas e regiões de formação estelar já estão transformando nosso entendimento da evolução galáctica e planetária.

Primeira imagem de um buraco negro (2019)

Imagem do buraco negro M87*. Crédito: EHT Collaboration

Título: Darkness made visible: An international team of astronomers has produced the first ever image of a black hole

Em 2019, o mundo viu à primeira imagem direta de um buraco negro, capturada pela colaboração Event Horizon Telescope (EHT). O buraco negro supermassivo na galáxia M87 foi registrado em detalhes, confirmando previsões feitas por Albert Einstein na teoria da relatividade geral.

Essa conquista não apenas validou modelos teóricos, mas também abriu caminho para novas formas de estudar esses objetos misteriosos. Com os avanços técnicos, espera-se que imagens ainda mais nítidas – e de buracos negros mais próximos – se tornem possíveis nos próximos anos.

Além disso, esse conhecimento poderá viabilizar observações mais precisas do Sagitário A* (o buraco negro no centro da Via Láctea), ajudando a testar possíveis modificações na relatividade geral.

Fusão de estrelas de nêutrons e a origem dos elementos pesados (2017)

O sinal GW170817 medido pelos detectores de onda gravitacional LIGO e VIRGO.
O sinal GW170817 medido pelos detectores de onda gravitacional LIGO e VIRGO. / Crédito: Matplotlib (wikimedia/reprodução)

Título: Cosmic convergence: The merger of two neutron stars captivated thousands of observers and fulfilled multiple astrophysical predictions

A detecção da fusão de duas estrelas de nêutrons em 2017, conhecida como GW170817, marcou o início da chamada astronomia multimensageira – um campo revolucionário que combina diferentes tipos de “mensageiros” cósmicos, como ondas gravitacionais e radiação eletromagnética, para estudar o Universo de forma mais completa.

Pela primeira vez, um único evento cósmico foi observado simultaneamente por meio de ondas gravitacionais e sinais eletromagnéticos, como luz visível, raios-x e raios gama. Essa convergência permitiu um entendimento inédito dos processos físicos envolvidos em colisões estelares.

O evento também ajudou a esclarecer como se formam elementos pesados no Universo. As observações forneceram evidências diretas de que a fusão de estrelas de nêutrons é a principal fonte de elementos como ouro e platina – solucionando uma dúvida científica que persistia há décadas.

Leia mais:

Primeira observação de ondas gravitacionais (2016)

Ilustração representa a fusão de dois buracos negros detectados pelo LIGO em 2015. Com massas de 14 e 8 vezes a do Sol, eles se uniram formando um único buraco negro de 21 massas solares. O evento gerou ondas gravitacionais, embora essas ondulações sejam invisíveis a olho nu
Ilustração representa a fusão de dois buracos negros detectados pelo LIGO em 2015. Com massas de 14 e 8 vezes a do Sol, eles se uniram formando um único buraco negro de 21 massas solares. O evento gerou ondas gravitacionais, embora essas ondulações sejam invisíveis a olho nu. / Crédito: LIGO/T. Pyle (reprodução)

Tìtulo: The cosmos aquiver

Um dos avanços mais significativos da física e da astronomia moderna foi a primeira detecção de ondas gravitacionais, realizada pelo observatório LIGO em 2016. Essas ondulações no espaço-tempo, previstas por Albert Einstein um século antes, foram geradas pela colisão de dois buracos negros.

A descoberta abriu uma nova janela para a observação do universo, permitindo detectar eventos antes invisíveis aos telescópios convencionais. Futuras missões, como o LISA (observatório espacial de ondas gravitacionais), poderão captar sinais ainda mais distantes e ajudar a desvendar a natureza de buracos negros primordiais.

Desde então, diversos outros registros de eventos de ondas gravitacionais aconteceram, o que contribui para o avanço do conhecimento sobre buracos negros, estrelas de nêutrons e outros fenômenos extremos do cosmos.

Missão Rosetta e o estudo de cometas (2014)

[ Imagem: ESA/Rosetta ]
A missão Rosetta foi lançada há 10 anos rumo ao cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. Crédito: ESA/Rosetta

Título: Comet rendezvous: Rosetta’s short-lived lander grabbed the headlines, but the ongoing orbital mission is the real news for science 

A Missão Rosetta, da Agência Espacial Europeia (ESA), foi a primeira a orbitar um cometa e pousar um módulo em sua superfície. Em 2014, a sonda chegou ao cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, e o módulo Philae realizou um pouso histórico.

A missão revelou detalhes importantes sobre a composição química do cometa, incluindo a presença de moléculas orgânicas complexas. Essas descobertas fornecem pistas sobre como a água e os blocos fundamentais da vida podem ter sido trazidos para a Terra por cometas, influenciando a origem da vida no planeta.

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Após mais de 10 anos de serviço, telescópio Gaia vai mergulhar no Sol

by with No Comment AstronomiaCiência e EspaçoTelescópiotelescópio Gaia

O telescópio espacial Gaia, enfim, dá seu adeus. Especialistas da missão da Agência Espacial Europeia (ESA) vão colocar o telescópio em órbita ao redor do Sol nesta quinta-feira (27). Em seguida, eles vão desligá-lo, após mais de uma década de serviço para astrônomos.

A missão Gaia mapeia a Via Láctea desde 2014 – missão começou a registrar dados cerca de seis meses após seu lançamento, ocorrido em dezembro de 2013. E encerrou suas operações em 15 de janeiro de 2025. Agora, o telescópio está com pouco combustível. Daí o adeus.

Missão Gaia atuou como cartógrafo da Via Láctea ao mapear sua história e estrutura

O principal objetivo do Gaia foi revelar a história e a estrutura da Via Láctea. A missão era construir o mapa mais preciso e tridimensional das posições e velocidades de um bilhão de estrelas. Seus dados se tornaram ponto de referência para outros telescópios na Terra e no espaço.

  • Entre as espaçonaves que usam o catálogo de estrelas da missão Gaia para calibrar suas observações, estão o Telescópio Espacial James Webb, da NASA, e a missão Euclid, da ESA;
  • O futuro Observatório Vera C. Rubin, construído nos EUA, e o Telescópio Extremamente Grande da Europa, ambos no Chile, também se beneficiarão do banco de dados do Gaia.
Trajetórias de estrelas na Via Láctea nos próximos 400 mil anos, traçadas com base em medições da missão Gaia (Imagem: ESA/Gaia/DPAC)

Por meio do Gaia, se criou uma enciclopédia de posições e movimentos de objetos celestes na Via Láctea e além. O telescópio mapeou quase dois bilhões de estrelas, milhões de galáxias e cerca de 150 mil asteroides. Até agora, essas observações resultaram em mais de 13 mil estudos.

Dentro de seu catálogo de estrelas, astrônomos encontraram pistas sobre novos planetas e buracos negros, por exemplo. E cosmologistas usaram os registros de estrelas pulsantes do Gaia para ajudar a medir a taxa de expansão do Universo.

“É algo que agora sustenta quase toda a astronomia“, disse Anthony Brown, astrônomo da Universidade de Leiden, na Holanda, ao New York Times. Ele lidera o grupo de processamento e análise de dados do Gaia.

Mais de dez anos girando no espaço

Durante mais de dez anos, o Gaia girou lentamente no espaço. Telescópios gêmeos, apontados em direções diferentes na espaçonave, escanearam o firmamento, capturando luz óptica que riscou seu campo de visão.

Ilustração digital do telescópio Gaia, da ESA, girando no espaço com a Via Láctea ao fundo
Gaia girou lentamente no espaço por mais de uma década (Imagem: ESA/Gaia/DPAC)

Três instrumentos a bordo mediram posições, velocidades e cores das estrelas e outros objetos celestes. A partir desses dados, cientistas inferiram informações sobre temperatura, massa e composição química.

Desde o encerramento das operações, em janeiro, especialistas da missão têm realizado testes técnicos finais nos instrumentos da espaçonave. Esses podem ajudar na operação de futuros telescópios.

A agência postou um vídeo no Bluesky no qual mostra o envio dos últimos comandos para o Gaia. E um comunicado em homenagem à despedida ao telescópio.

“É um momento agridoce quando uma missão para de coletar dados”, disse Johannes Sahlmann, físico da ESA e cientista do projeto Gaia, ao NYT. “Mas a missão em si está longe de acabar.”

Leia mais:

Próximos passos

Atualmente, apenas parte do que foi visto pelo Gaia está disponível para pesquisadores. Isso porque leva bastante tempo para processar a quantidade abissal de dados coletada pelo telescópio.

Representação da Via Láctea
Telescópio sucessor do Gaia vai coletar luz infravermelha Via Láctea afora (Imagem: nednapa/Shutterstock)

A próxima liberação de dados da espaçonave está prevista para 2026. Esta terá dados coletados ao longo de cinco anos e meio. A liberação final, com o conjunto completo de dados, está programada para 2030.

Cientistas europeus desenvolvem uma espaçonave para continuar o legado galáctico do Gaia. Desta vez, o telescópio deve coletar luz infravermelha, em vez de luz óptica.

O lançamento deste telescópio está previsto para a década de 2040 (pois é). E vai ajudar astrônomos a observar através da poeira que envolve o centro da Via Láctea. “Ainda temos muitos anos de trabalho pela frente”, disse o astrônomo Anthony Brown.

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Quem foi a astrônoma que dá nome ao novo chip da Nvidia?

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A Nvidia vai revelar detalhes de seu novo processador gráfico de inteligência artificial (IA) na conferência anual da empresa, marcada para a próxima terça-feira (18). O Rubin foi batizado em homenagem a Vera Rubin, astrônoma estadunidense reconhecida por seu trabalho com matéria escura invisível no Universo.

Ao contrário de outras companhias do setor, que optam por números e letras, as inovações da empresa chefiada por Jensen Huang recebem nomes de cientistas desde 1998, quando seus primeiros chips foram baseados na microarquitetura “Fahrenheit”.

Pode-se dizer que é uma cultura de uma das principais fornecedoras de serviços para Google, Microsoft, Amazon, OpenAI, Tesla e Meta. A Nvidia chegou a vender uma camiseta exclusiva para funcionários com desenhos animados de vários cientistas famosos, segundo reportagem da CNBC.

No lançamento deste ano, “Vera” se referirá ao processador central de próxima geração da Nvidia e “Rubin” se referirá à nova GPU da empresa. E a escolha faz sentido para 2025, ano em que o Observatório Vera C. Rubin, sediado no Chile, se prepara para conduzir pesquisa inédita de dez anos do céu noturno.

Antes de Rubin, a Nvidia homenageou outras mulheres em suas produções, como a cientista da computação estadunidense Grace Hopper, que cunhou o termo “bug” para se referir a falhas de computador; e Ada Lovelace, matemática britânica que foi pioneira em algoritmos de computador no século XIX.

Rubin fotografado medindo espectros em 1974 na Carnegie Institution em Washington (EUA) (Imagem: KPNO/NOIRLab/NSF/AURA)

Trajetória de Vera Rubin, que dá noma ao novo chip da Nvidia

  • Vera Rubin nasceu na Filadélfia, Pensilvânia (EUA), mas se mudou para DC ainda jovem. Ela tinha interesse pelo Espaço desde jovem, o que seus pais fomentaram e apoiaram;
  • O pai de Rubin a ajudou na construção de um telescópio de papelão para que ela pudesse fotografar o movimento das estrelas, e sua mãe persuadiu o bibliotecário local a permitir que ela verificasse livros de ciências para adultos;
  • Ela se formou em astronomia no Vassar College, em Nova York (EUA), a única aluna na escola só para mulheres a fazê-lo;
  • Rubin se candidatou à pós-graduação em Princeton, mas foi negada por ser mulher;
  • No verão de 1947, ela conheceu o estudante de física de Cornell e futuro marido, Bob Rubin, que, à época, estava no programa V-12 da Marinha dos EUA;
  • Em 1955, Rubin foi contratada pela Universidade de Georgetown para fazer pesquisas e lecionar. Ela trabalhou lá por uma década;
  • Em 1965, começou a trabalhar no Departamento de Magnetismo Terrestre da Carnegie Institution em Washington, DC. Rubin foi a primeira cientista mulher na equipe do departamento;
  • Suas ideias sobre os movimentos em larga escala das galáxias, tese de seu mestrado, começaram a decolar em escala maior quando ela colaborou com o astrônomo Kent Ford.
Observatório Vera C. Rubin, sediado no Chile (Imagem: Divulgação)

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A grande descoberta

Rubin e Ford trabalharam juntos por anos, compilando dados no Observatório Kitt Peak, no Arizona (EUA). Eles rastrearam a rotação das estrelas ao redor do centro de galáxias distantes. E observaram algo que não era esperado.

As estrelas mais distantes estavam girando tão rápido quanto aquelas perto do centro e não mais devagar, como se imaginava. O fenômeno levantou a hipótese de que uma “massa invisível” influencia a velocidade, o que, atualmente, chamamos de matéria escura.

A descoberta foi fundamental para abrir novos campos de pesquisa na astrofísica, incluindo a física de partículas. Os cientistas descobriram depois que a matéria escura compõe mais de 80% de toda a matéria no Universo.

Ao longo de sua carreira, Rubin publicou mais de 100 artigos científicos e foi eleita para a Academia Nacional de Ciências, além de ter recebido diversos prêmios, como a Medalha Nacional de Ciências, concedida pelo ex-presidente Bill Clinton, em 1993. Rubin morreu em 2016.

“A ciência é competitiva, agressiva, exigente. Ela também é imaginativa, inspiradora, edificante. Vocês também podem fazer isso. Cada um de vocês pode mudar o mundo, pois vocês são feitos de matéria estelar e estão conectados ao Universo,” disse a astrônoma no discurso de formatura em Berkeley, em maio de 1996.

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Maior câmera digital do mundo é instalada em telescópio para mapear Universo

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A câmera LSST – a maior câmera digital do mundo – foi instalada no Observatório Vera C. Rubin, no Chile. Agora, o observatório está na última fase de testes antes de usar a câmera (com mais de 3 gigapixels e quase três toneladas) para mapear o Universo de forma sem precedentes.

No início de março, a equipe do observatório levantou a câmera para a posição no Telescópio de Levantamento Simonyi. “Este é o último grande passo na construção de uma das instalações científicas mais ambiciosas já criadas”, disse Sethuraman Panchanathan. Ele é o diretor da Fundação Nacional de Ciências dos EUA (NSF, na sigla em inglês), que financia o observatório junto ao Departamento de Energia (DOE).

Maior câmera digital do mundo vai ajudar a aprofundar pesquisas sobre o Universo

A câmera digital gigante foi projetada para fazer uma varredura do céu a cada três dias, em movimentos repetitivos, tirando uma foto a cada 30 segundos. Isso vai ajudar no aprofundamento das pesquisas sobre o Universo.

Maior câmera digital do mundo, a câmera LSST, instalada no Observatório Vera C. Rubin, no Chile, tem mais de 3 gigapixels (Imagem: RubinObs/NOIRLab/SLAC/NSF/DOE/AURA/B. Quint)

O nome da câmera é uma sigla, em inglês, para Levantamento do Legado do Espaço e do Tempo. Sua resolução passa dos 3 gigapixels, seu peso beira três toneladas e seu tamanho é praticamente o de um carro.

Financiado pelo governo dos EUA, o desenvolvimento da câmera LSST custou aproximadamente US$ 800 milhões (cerca de R$ 4,6 bilhões). E chegou ao observatório no começo de junho de 2024.

O Observatório Vera C. Rubin consiste num telescópio terrestre de campo largo de oito metros de largura, a câmera LSST e um sistema automatizado de processamento de dados. O telescópio vai gerar aproximadamente 20 terabytes de dados por noite e sua exploração de dez anos produzirá um banco de dados de catálogo de 15 petabytes.

Funcionários olhando câmera LSST, a maior câmera digital do mundo, sendo içada no Observatório Vera C. Rubin, no Chile
Câmera LSST chegou ao Observatório Vera C. Rubin, no Chile, em junho de 2024 (Imagem: Olivier Bonin/SLAC National Accelerator Laboratory)

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Alcançaremos um nível de clareza e profundidade nunca visto antes em imagens que cobrem todo o céu do hemisfério sul.

Aaron Roodman, Diretor da Câmera LSST e Vice-Diretor da Construção do Rubin no Laboratório Nacional de Aceleradores (SLAC), da Universidade de Stanford, em comunicado do observatório

O objetivo da exploração será investigar a natureza da energia escura e da matéria escura no Universo, além de estudar a possibilidade de colisão entre asteroides e a Terra, ou estrelas e planetas próximos ao Sol.

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Pesquisa revela origem de estrelas com campos magnéticos mais fortes do Universo

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Uma equipe internacional pesquisadores simulou, pela primeira vez, a formação e a evolução de uma estrela magnetar – classe com os campos magnéticos mais fortes do Universo. O artigo sobre a pesquisa foi publicado na revista Nature Astronomy nesta terça-feira (04).

Este tipo de estrela de nêutrons – incrivelmente densa, diga-se – é central no panorama de fenômenos cósmicos extremos, como hipernovas e explosões de raios gama. No entanto, sua origem é um mistério. Mas a pesquisa ajuda (e muito) na compreensão sobre elas.

Como pesquisadores simularam origem e evolução do tipo de estrela mais denso do Universo

Os núcleos de estrelas com massa oito vezes maior que a do Sol colapsam por conta da gravidade ao final da vida delas. Isso marca o início da explosão da estrela numa supernova. As camadas externas são ejetadas, enquanto o núcleo se contrai violentamente. É assim que estrelas de nêutrons – o objeto conhecido mais denso do Universo – se formam.

  • Para você ter ideia: uma colher de chá da matéria de uma estrela de nêutrons pesa um bilhão de toneladas – equivalente a 100 mil Torres Eiffel.
Estrela de nêutron é o objeto conhecido mais denso do Universo (Imagem: Nazarii_Neshcherenskyi/Shutterstock)

Geralmente, dá para observar estrelas de nêutrons por meio de ondas de rádio. Mas algumas emitem poderosas explosões de raios-X e raios gama. Essas são comumente chamadas de “magnetares” – porque suas emissões são causadas pela dissipação de campos magnéticos extremos (um milhão de bilhões de vezes mais intensos que os da Terra).

Origem das estrelas magnetares

Como os campos magnéticos dos magnetares desempenham um papel crucial nos fenômenos luminosos com os quais estão associados, cientistas trabalham para entender sua origem. Várias teorias foram propostas. A mais promissora sugere a geração do campo magnético por meio da ação de um dínamo na proto-estrela de nêutrons, logo após a explosão começar.

“A ação do dínamo permite que um fluido condutor, como plasma, com movimentos suficientemente complexos, amplifique e mantenha seus próprios campos magnéticos contra os efeitos difusivos, que os enfraquecem”, explica Paul Barrère, pesquisador de pós-doutorado no Departamento de Astronomia da Faculdade de Ciências da Universidade de Genebra e segundo autor do estudo em questão, em comunicado publicado no site da universidade.

Ilustração de campo magnético ao redor de estrela
Pesquisadores sugeriram cenário alternativo para simular campo magnético de estrela magnetar (Imagem: LMPA/AIM/IRFU/DRF/CEA Saclay)

Muitos desses dínamos exigem uma rotação rápida do núcleo da estrela progenitora para serem eficazes. No entanto, essas velocidades de rotação são pouco compreendidas devido à falta de observações. Paul Barrère e os pesquisadores Jérôme Guilet e Raphaël Raynaud, do Departamento de Astrofísica do CEA Saclay, estudaram, portanto, um cenário alternativo.

Eles sugerem que a proto-estrela de nêutrons seja acelerada por parte da matéria ejetada inicialmente durante a supernova, que depois cai de volta sobre a superfície da estrela. “Isso torna o nosso novo cenário de formação independente da rotação da estrela progenitora”, diz Barrère.

O mecanismo favorecido para amplificar o campo magnético nesta proto-estrela de nêutrons é um tipo específico de dínamo, conhecido como dínamo Tayler-Spruit. “Esse mecanismo se alimenta da diferença de rotação dentro da estrela e de uma instabilidade do campo magnético”, explica o pesquisador.

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Evolução das estrelas magnetares

O cenário proposto por Barrère, Guilet e Raynaud se concentra apenas nos primeiros segundos após a supernova, o que é muito breve em comparação à idade dos magnetares observados. É aí que entra a colaboração com cientistas das universidades de Newcastle e Leeds, especializados na evolução das estrelas de nêutrons.

Ilustração de campo magnético ao redor de estrela de nêutrons
Equipe simulou, pela primeira vez, a evolução de uma estrela de nêutrons com campo magnético produzido pelo dínamo Tayler-Spruit (Imagem: Nazarii_Neshcherenskyi/Shutterstock)

Assim, a equipe simulou, pela primeira vez, a evolução de uma estrela de nêutrons com campo magnético produzido pelo dínamo Tayler-Spruit. A simulação foi numa escala de tempo de um milhão de anos.

A estrela de nêutrons simulada neste estudo reproduz as características observacionais dos chamados magnetares de campo fraco, descobertos em 2010. Esses magnetares têm dipolos magnéticos que são de dez a cem vezes mais fracos do que os dos magnetares clássicos.

Este estudo, portanto, demonstra que esses magnetares provavelmente se formam em proto-estrelas de nêutrons aceleradas pela acreção de matéria da supernova. E nas quais o dínamo Tayler-Spruit opera.

“Nosso trabalho representa um grande avanço em nossa compreensão dos magnetares e abre perspectivas muito interessantes no estudo de outros efeitos de dínamo”, diz Barrère. “Nossos resultados sugerem que cada dínamo deixa sua marca na configuração complexa do campo magnético e, portanto, na emissão observada dos magnetares.”

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