‘Supernovas’… no Controle da Vida no Universo

“Como nenhuma outra ciência … – a ‘astrofísica’ semeia a experiência de químicos, biólogos, geólogos e físicos para descobrir o futuro…passado e presente do cosmos; e nosso humilde lugar dentro dele.” (Neil de Grasse) 

http://www.sterne-und-weltraum.de/news/selten-toedlich/1139975

Associados a explosões de extrema energia em longínquas galáxias, os surtos de raios gama – gamma ray burst (GRB) … estão classificados como os eventos eletromagnéticos mais luminosos do Universo  —  a partir do Big Bang.

Douglas Galantepesquisador do  Instituto de Astronomia da USP —  utilizou modelos matemáticos para avaliar como  a  ocorrência  de tal evento superenergético – nas proximidades de um hipotético exoplaneta – afetaria  a vida que, porventura ali existisse.

O estudo resultou na 1ª tese defendida no Brasil  em  astrobiologia  –  recente campo surgido da necessidade de integração conceitual em diferentes áreas — na pesquisa da origem e evolução da vida na Terra e, eventualmente…em outros lugares do Universo.

De acordo com Galante, a astrobiologia – uma interface entre a astronomia e a biologia,   aborda questões, como a formação e deteção de moléculas pré-bióticas em planetas… e,   no meio interestelar; a influência de eventos astrofísicos no surgimento…e manutenção     da vida na Terra; e, a análise das condições de viabilidade da vida… – ‘microbiana’…em especial… em outros planetas, ou satélites. — Conforme suas palavras:

“Poucos pesquisadores têm trabalhado com astrobiologia no Brasil, por isso a tese foi pioneira na área. Mas ela está ganhando espaço; estamos formalizando a criação de um grupo de estudos nessa área, envolvendo pesquisadores de várias instituições. No IAG, estamos criando também         o primeiro laboratório dedicado à pesquisa em astrobiologia.”

Simulação de ambientes espaciais e planetários

Galante, que prepara seu pós-doutorado, explica que o grupo de pesquisas envolve pesquisadores do IAG…do Instituto de Biociências…do Instituto de Oceanografia da         USP… além da UFRJ… do INPE… e, da PUC de Campinas… — E, ele assim comenta:

Meu pós-doutorado consiste na coordenação da construção do novo laboratório no IAG, que será voltado à simulação de ambientes planetários e espaciais, e terá a possibilidade de estudar material geológico e biológico. — O objetivo é analisar como microorganismos terrestres sobreviveriam em condições diferentes das que estão acostumados, ou seja…em situações de alta radiação – vácuo – variações bruscas de temperatura… e/ou de pressão“.

Vida baseado no DNA

A astrobiologia, surgida há cerca de 15 anos, tem diversas vertentes – como a busca de vida em outros planetas…ou, satélites. — Esta vertente se baseia no estudo das condições de ‘exoplanetas’ para abrigar vida… Segundo Galante:

De forma pragmática… — os cientistas procuram, fora da Terra planetas…com condições de conter “material genético”. O modo mais simples para isso é buscar água em estado líquido… uma condição necessária, mas não-suficiente… — Não podemos garantir que toda vida possua DNA — mesmo porque…as concepções sobre as formas de vida conhecidas atualmente estão mudando, com a descoberta de organismos extremófilos — vivendo no fundo da Terra sem luz, sem água … e, sob pressões incríveis“.

Efeitos de um evento cósmico sobre a vida

No estudo, para quantificar os danos à biosfera, Galante utilizou dois microrganismos como parâmetro biológico: as bactérias ‘Escherichia coli’ e ‘Deinococcus radiodurans’.       A 1ª extremamente sensível à radiação – em especial a ultravioleta – e a 2ª altamente resistente a vários agentes deletérios, como radiação ultravioleta ionizante, peróxidos orgânicos e dessecação. Como ele próprio explica: “A ideia era descobrir quais seriam       os efeitos biológicos de um evento astrofísico superenergético, para avaliar como essa radiação iria interagir com a atmosfera, e a biosfera do planeta. — O que aprendemos         é que o efeito de maior importância não seria o impacto direto da radiação… mas sim           a ação da radiação ultravioleta pela influência do ‘vento solar’, devido à destruição da camada de ozônio, causada pelos surtos de raios gama”.

Um evento desse tipo  –  na avaliação feita por Galante, poderia destruir boa parte da camada de ozônio do planeta, se ocorresse em qualquer ponto da galáxia. E, ele disse:

“No laboratório continuaremos esse estudo, avaliando outras variáveis. Com uma potente ‘câmara de vácuo‘… — faremos simulações solares, planetárias e espaciais sob várias possibilidades de fontes de radiação”.

Importância cosmológica

Para realizar o estudo, foi preciso primeiro modelar a fonte do evento astrofísico…e, em seguida, a interação da radiação com a atmosfera… Só depois se pôde entender como os GRB iriam interferir na biosfera…Nesse sentido, foram utilizados modelos matemáticos  com base em dados experimentais de biologia, além de dados químicos. 

Os GRBs foram descobertos pela primeira vez em 1967 por cientistas russos, tentando detectar testes com armas nucleares… — Embora não haja consenso sobre sua origem, especula-se o seu surgimento a partir de supernovas … sendo muito úteis no estudo da expansão do Universo.  ‘texto base’  (15/06/2009)  (As instalações do novo laboratório  ficam na sede do IAG, Valinhos (SP), onde se situa o Observatório ‘Abraão de Moraes’.) **********************************************************************************

ASTRÔNOMOS REVELAM ORIGENS CÓSMICAS DA VIDA                                    Processos que estabelecem as bases para a vida na Terra – evolução estelar, planetária, e produção de moléculas orgânicas complexas no espaço interestelar…estão mostrando seus segredos.

Em um simpósio sobre o  “Berço Cósmico da Vida“… na ‘Associação Norte-Americana para o Progresso da Ciência’ em Chicago – 3 novos importantes horizontes foram abertos:

1º) Num seminário, uma equipe de astroquímicos apresentou um novo e importante recurso para a busca de complexas moléculas interestelares  precursoras de vida.       Os dados químicos liberados por Anthony Remijan…do National Radio Astronomy Observatory (NRAO)… e colegas da universidade – faz parte da PRIMOS (Prebiotic Interstellar Molecule Survey), um projeto de estudos… numa região de formação de estrelas, perto do centro da Via Láctea.

O projeto PRIMOS é uma iniciativa da Universidade de Virginia /EUA… – que começou em outubro de 2008  –  sob o comando do Professor Pate Brooks.  

Os dados, obtidos do “Green Bank Telescope” (GBT) – West Virginia, vieram de mais de 45 observações individuais, totalizando mais de 9 gigabytes, em mais de 1,4 milhões           de canais de frequência.

Os cientistas podem estudar os dados do radiotelescópio para radiofrequências específicas… – denominadas linhas espectrais – reveladoras ‘impressões digitais’, emitidas por moléculas no espaço… como disse Remijan:

“Nós identificamos mais de 720 linhas espectrais nesta amostra, e cerca de 240 deles se formaram a partir de moléculas desconhecidas…Nós estamos disponibilizando a todos os cientistas a melhor coleção de dados abaixo de 50 GHz já produzidos para o estudo da química interestelar”.

Astrônomos já identificaram mais de 150 moléculas no espaço interestelar nos últimos 40 anos…incluindo compostos orgânicos complexos, tais como açúcar e álcool. Para Remijan:

“Esta é uma grande mudança na forma de se procurar moléculas no espaço. Antes as pessoas decidiam de antemão quais moléculas estavam buscando, para – em seguida, procurá-las em uma faixa bem estreita das frequências de rádio — emitidas por essas moléculas… – Neste levantamento do GBT… observamos ampla gama de frequências, recolhemos os dados… – e, imediatamente… – os tornamos publicamente disponíveis. Cientistas, de qualquer lugar, agora podem ‘peneirar’ estes recursos…para encontrar novas moléculas”.

2º) Outro importante campo de pesquisa, apresentado por Crystal Brogan do NRAO, mostrou imagens altamente detalhadas de… “proto-aglomerados”  de jovens estrelas massivas… revelando uma complexa mistura em diferentes estágios de formação estelar, com intrincados movimentos de gás… e, numerosos indícios químicos para os processos físicos em tais berçários estelares. 

Usando o Observatório Astrofísico SMA, no Havaí, Brogan e colegas estudaram uma nebulosa, a 5.500 anos-luz da Terra…na constelação do Escorpião – onde estrelas bem  mais massivas do que o Sol…estão se formando… E, Brogan explicou:

“É essencial entender, o que está acontecendo…em sistemas como este … porque a maior parte das estrelas — inclusive similares ao Sol, se formam em aglomerados.

As estrelas de maior massa no aglomerado têm um enorme impacto sobre a formação do ambiente ao redor, incluindo estrelas menores e seus planetas…Se quisermos saber como sistemas estelares, passíveis de abrigar vida, se formam e evoluem, devemos saber como estas estrelas gigantes afetam o seu entorno.”

Além disso, ela disse, as estrelas massivas jovens são envoltas por “núcleos quentes“, que incluem abundante material orgânico, que podem, mais tarde, ser ejetados para o espaço interestelar, por ventos estelares e outros processos.  Isso pode ajudar a “semear” regiões de formação estelar com algumas das substâncias químicas detectadas pelo GBT e outros telescópios.

3º) Complementando a abordagem sobre o tema da ‘formação planetária’ — em torno de estrelas jovens…David Wilner (Centro de Astrofísica de Harvard) mostrou observações no ‘SMA‘, com novos detalhes de ‘sistemas solares’ em seus estágios iniciais de formação.

Wilner e seus colegas estudaram 9 discos de poeira ao redor de estrelas jovens…em uma região na constelação de Ophiuchus. E, ele comentou… “Estas são as imagens mais detalhadas destes discos… – nestes comprimentos de onda.” 

As imagens revelam uma distribuição de material… no mesmo tamanho de escala que nosso Sistema Solar…indicando que estes discos – podem produzir ‘sistemas planetários’. Inclusive2 deles mostram grandes cavidades centrais onde jovens planetas já teriam “limpado” o material de suas vizinhanças.

“Nós já sabíamos que esses discos têm material suficiente para formar sistemas solares… estas novas imagens nos dizem que o material para formar sistemas solares está nos lugares certos…  –  Temos uma visão reveladora dos primeiros estágios de formação planetária”… explicou Sean Andrews… bolsista do Hubble /Centro de Astrofísica da NASA.

Todas estas 3 áreas de estudo estão preparadas para grandes avanços com a iminente instalação de novos e poderosos rádio-telescópios… – tais como o ALMA, o EVLA e novos implementos para o GBT… – E Wilner ainda complementou:

“Estudos de discos protoplanetários e sistemas solares em formação irão se beneficiar incrivelmente  da  capacidade inovadora  do  ALMA.  E,  embora tenhamos sido capazes de estudar alguns desses objetos até agora, o ALMA será capaz de nos dar imagens altamente detalhadas de muito mais do que não podemos estudar hoje.”

O ALMA provavelmente, também fornecerá novas informações sobre a química nesses sistemas, ainda em formação planetária… assim como tornará mais compreensíveis os complexos movimentos dos proto-aglomerados de jovens estrelas massivas de Brogan.

Com ele, tanto o detalhe das imagens como a capacidade de encontrar linhas moleculares espectrais –  se multiplicarão por um fator de, pelo menos 25… Além disso, o aumento da potência do EVLA dará aos astrônomos uma visualização muito melhor, para as regiões interiores dos discos ao redor das estrelas jovens (obscurecidas aos telescópios que operam em comprimentos de onda mais curtos).

“Sabemos que há substâncias químicas complexas no meio interestelar, anterior à formação de estrelas e planetas…Com novas ferramentas de pesquisa disponíveis…estamos à beira de entender a formação química     das nuvens interestelares, das estrelas jovens, e seus ambientes… e, dos ‘discos protoplanetários’ – todos ligados entre si – para fornecer a base química da vida nestes planetas”, disse Remijan. ‘texto base’(fev/2009) *******************************************************************

“Supernovas” podem estar controlando a vida no universo                                     “Nada em biologia faz sentido, a não ser à luz da evolução.”  (Theodore Dobzhansky)

Segundo estudo recente, enormes explosões estelares…chamadas supernovas…podem estar por trás do “desenvolvimento da vida” em nosso planeta… (e…em outros mundos).

Uma propriedade especial das ‘moléculas orgânicas’ da Terra — pode ter origem na explosão de uma ‘supernova’ — sugerindo que as bases moleculares para a formação da vida orgânica… – não foram criadas em nosso planeta… mas sim, no ‘cosmos‘.

Os cientistas acreditam que isso aconteça, porque… as bases da vida – como açúcares e aminoácidos, têm formato quiral. – Isso quer dizer que se os dividirmos ao meio – cada metade seria a imagem espelhada da outra. (coloque suas mãos, uma do lado da outra, e verá o que é quiralidade).

Na química, a quiralidade significa que as moléculas não podem ser sobrepostas. Elas são consideradas canhotas ou destras… – dependendo da forma com que seus átomos são organizados…  Na Terra, as bases da vida tendem a ser canhotas – assim como no resto do Universo…(pelo menos é isso que suspeitam os astrônomos…ao analisar meteoritos).

Pesquisadores do Lawrence Livermore National Laboratory acreditam que as supernovas sejam o motivo pelo nosso mundo ser “canhoto”. – Quando uma estrela entra em colapso, ela ejeta partículas que incluem elétrons antineutrinos, que são ‘destros’. Segundo os cientistas, essas partículas poderiam interagir com partículas canhotas…como átomos de nitrogênio…de dentro dos aminoácidos – já que seriam quirais.

Essa interação converteria nitrogênio em carbono, destruindo a parte destra do aminoácido, e deixando as partículas canhotas – explicando assim, a prevalência desse tipo de molécula na Terra, e outros lugares       do universo.

Se isso for verdade, significa que os aminoácidos da Terra teriam sua origem em outro lugar do espaço… e que nós, humanos – assim como todas as formas de vida, seríamos uma espécie invasora em nosso próprio planeta. [original] # ‘texto base’ (18/08/2010) **************************(texto complementar)***********************************

‘Raios cósmicos são criados em “supernovas (15 de fevereiro de 2013)

supernova

Raios cósmicos soam como itens típicos de filmes, ou livros de ficção científica, mas são ocorrências bem triviais. Estão em toda a galáxia…e chegam à Terra de todos os lados, acertando a superfície do planeta, e tudo o que nela se encontra.

Agora…uma recente pesquisa acaba de confirmar a origem desse fenômeno. Os raios cósmicos nascem como resultado das violentas explosões de estrelas gigantes conhecidas como supernovas.

A conclusão é de um estudo anunciado nesta quinta-feira (14/02), durante a reunião anual da American Association for the Advancement of Science (AAAS), em Boston… – nos EUA.

A pesquisa foi conduzida por um grupo internacional de cientistas, que analisou 4 anos de dados obtidos por meio do telescópio espacial de raios gama Fermi da NASA. É a primeira evidência considerada inequívoca da origem de raios cósmicos. Os resultados da pesquisa também foram publicados na nova edição da revista Science.

Os cientistas identificaram sinais de 2 supernovas antigas (W44, a 5 mil anos-luz da Terra, e IC 443, a 10 mil anos-luz), cujas ondas de choques de suas explosões aceleraram prótons a velocidades próximas da luz… transformando as partículas naquilo que se convencionou chamar de “raios cósmicos”.

De acordo o astrofísico Stefan Funk, da Universidade Stanford, EUA…e chefe da pesquisa, quando esses prótons carregados de energia se chocam com prótons estáticos…em meio a gás ou poeira estelar, o resultado é a produção de raios gama com características distintas.

“Raios cósmicos não são exatamente raios…mas sobretudo prótons. Porém, não são todas partículas subatômicas aceleradas em uma supernova que se transformam em raios cósmicos, e sim uma pequena parte”…Funk explicou.

De acordo com o cientista, prótons compõem mais de 90% dos raios cósmicos que atingem a atmosfera terrestre na forma de “duchas de partículas”, produzindo radiação.

Atualmente esta radiação é desprezível…mas, na história do Sistema Solar, sua atuação tem sido tão importante…a ponto de influenciar a “evolução galática” — acelerando as menores partículas… – a partir das maiores explosões.

Píons

Cientistas há anos estipulam que as 2 fontes mais prováveis… – para a produção de raios cósmicos são explosões de ‘supernovas’… na Via Láctea, ou jatos de energia derivados de buracos negros, para além da galáxia. – Isso, por causa da dimensão dos fenômenos, uma vez que… – para lançar partículas por toda a galáxia, a fonte teria que ter energia suficiente para tanto. Mas até o momento não haviam sido encontradas “evidências” … – que comprovassem a “veracidade” dessas suspeitas.

A explosão estelar conhecida como supernova é capaz de irradiar energia equivalente à que o Sol emitirá durante toda a sua existência. As ondas de choque de uma supernova aceleram os prótons até os transformarem em raios cósmicos, em um processo no qual prótons são presos nas regiões de choque, que se aceleram cada vez mais…por meio de ‘campos magnéticos’… – Como assim explicou Funk:

“As energias desses prótons estão muito além do que os maiores aceleradores                   de partículas da Terra… – como o próprio ‘LHC‘… – são capazes de produzir”.

Mas, como destaca Luiz Vitor de Souza Filho… do Instituto de Física de São Carlos (USP): “Esses raios cósmicos têm energia muito baixa, menor que 10e(16) eV. Os raios cósmicos de energia maiores, como os estudados pelo Observatório Pierre Auger não são gerados em supernovas, e não podem ser explicados por este artigo”. 

As colisões entre prótons… – cada vez mais rápidos… e prótons que se movem bem mais lentamente (que ocorrem em nuvens de poeira … e gás) acarretam na formação de píons (partículas neutras).

Descobertas na década de 1940 — pelos físicos Cesar Lattes, Giuseppe Occhialini e Cecil Powell… essas partículas, por sua vez, decaem em ‘raios gama (forma de luz altamente energética)…E, foi mesmo esse ‘decaimento‘… com sua assinatura específica em raios gama, que pode ser identificado por telescópios espaciais como o Fermi, que comprovou a origem dos raios cósmicos… E, Jerry Ostriker, da Universidade Columbia, membro da equipe…concluiu:

“Até agora, tínhamos apenas cálculos teóricos e o senso comum para nos guiar na ideia de que os raios cósmicos têm origem em supernovas… A deteção direta das assinaturas do decaimento dos píons em resíduos de supernova…fecha o circuito, dando evidências observacionais para um componente significativo desses raios cósmicos”.  (texto base)

outras fontes:  ‘O que são Raios Cósmicos?’  #  ‘Raios Cósmicos e a Vida na Terra’           ‘Vida na Terra veio do Espaço !?’  # # #  ‘Estudo da Origem dos Elementos da Vida’       

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Sobre Cesarious

estudei Astronomia na UFRJ no período 1973/1979... (s/ diploma)
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Uma resposta para ‘Supernovas’… no Controle da Vida no Universo

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