Você sabe o que é isso?

Esta é a imagem de alta definição de uma extraordinária corrente a jato no polo norte de Saturno tirada pela sonda Cassini. É um fenômeno extremamente interessante onde a corrente a jato apresenta uma estrutura hexagonal de aproximadamente 30.000 quilômetros de diâmetro que circula a uma velocidade de 322 quilômetros por hora. No centro do hexágono existe uma enorme tempestade. 

A Cassini fez filmes deste hexágono com alta definição, expostos nos sites da NASA. 

O hexágono foi visto pela primeira vez pela Voyager e é persistente através do ciclo de 29 anos de Saturno.

Segundo os geólogos e cientistas da NASA o hexágono de Saturno é devido a corrente de ar em um imenso furacão que continua por décadas. Essa corrente de ar apresenta a estrutura de hexágono talvez pela falta de obstáculos, dizem alguns cientistas.

Imagem da da NASA/JPL- -Caltech/SSI/Hampton University

O mistério da Energia Escura (Energia Negra)

O Universo é formado basicamente por espaço/tempo, energia e matéria. Todas essas coisas que são bem conhecidas, porém existe algo muito estranho, pois parece que a maior parte do Universo está sumida e nós não conseguimos a ver e nem mesmo sentir.

A expansão

Pelo jeito em que o Universo está atualmente, sabe-se que em seu início houve uma expansão, onde ele começou a crescer de maneira explosiva, criando cada vez mais espaço e espalhando matéria por todo lado.
Sendo assim, o Universo devia ter parado de expandir ou no mínimo estaria desacelerando essa expansão, porém está acontecendo exatamente o contrário: Ele está crescendo cada vez mais rápido e isso não faz sentido.

O estranho crescimento

Assim que a teoria da expansão foi aceita e tivemos tecnologia para podermos ver o que o Universo anda fazendo, descobriu-se esse grande problema: Como poderia ele estar crescendo cada vez mais rápido se a lógica diz que ele tinha que estar crescendo mais devagar? Afinal aquela expansão/explosão devia perder força em 13 bilhões de anos.
Com essa questão em mente, os cientistas foram à procura de uma resposta e acabaram encontrando uma, ou melhor, não encontrando.

A misteriosa energia escura

Os cientistas olharam aqui, procuraram ali e mexeram em todos os cantos, mas simplesmente não havia explicação para o Universo estar crescendo cada vez mais rápido. Dessa maneira, usando a eliminação, os pesquisadores chegaram a uma conclusão: Deve existir algo que não podemos ver, não podemos sentir, mas que de alguma maneira faz o Universo se expandir cada vez mais rápido.
Mas não pensem que essa teoria não tem base, pois ela tem. As curvas da rotação da galáxia, o teorema virial e a análise das anisotropias da radiação cósmica de fundo em micro-ondas são coisas que mostram que a energia escura tem que existir, só precisamos achar um jeito de encontrá-la.

Curiosidade energéticas

- A energia escura deve compor mais de 68% de tudo que existe no Universo;
- Acredita-se que também existe algo chamado matéria escura, que compõe 23% de todo o Universo;

- Se o processo de expansão do Universo não parar, daqui bilhões de anos só restará frio e escuridão;
- Se o processo de expansão se reverter por algum motivo, o Universo voltará a ser um ponto super-mega-ultra denso e poderá explodir de novo, criando um novo Big Bang.

O enigma da matéria escura (Matéria Negra)

Apesar dos esforços dos astrônomos, grande parte da matéria do Universo continua a escapar às suas observações. E não sabemos nem mesmo do que ela é feita
Patrizia Caraveo e Marco Roncadelli



Deformação gravitacional: imagem de um quasar distante, multiplicada pelo efeito de lente gravitacional conhecido como "cruz de Einstein"
Para entender como e do que é feito o Universo, os astrônomos devem fazer cuidadosos recenseamentos dos objetos celestes procurando medir a sua distância e atribuir-lhes uma massa. Nessa tarefa são ajudados pela maravilhosa simplicidade das leis da física, que supomos serem aplicáveis a todo o Universo. As surpresas, por sorte, logo nos lembram que estamos muito longe de ter claras as idéias. Se pensarmos que o estudo do cosmo por meio da radioastronomia, óptica, raios X e gama possa nos fornecer um quadro completo do nosso Universo estaremos cometendo um erro grosseiro. Há décadas sabemos que a matéria luminosa - aquela que "vemos" porque emite radiação eletromagnética, ou seja, luz, ondas de rádio, raios X e gama - é apenas uma parcela insignificante de toda a matéria que exerce uma função gravitacional. Este é o famoso problema da "matéria escura", um dos desafios mais estimulantes da astrofísica atual.

Matéria escura é certamente um nome evocativo, uma vez que estamos falando de algo cuja natureza é desconhecida e de difícil detecção. Da mesma forma que os buracos negros, a matéria escura escapa às nossas observações diretas. Sabemos com certeza que existe somente porque vemos os seus efeitos sobre a matéria luminosa.

Assim, começamos por nos perguntar como é possível nos darmos conta da existência da matéria escura. A resposta não é unívoca, dado que são aplicadas metodologias diversas dependendo dos objetos a serem considerados. Algumas delas serão descritas a seguir, mas queremos ressaltar desde já que parte do que diremos baseia-se em uma descoberta de Christian Doppler. Em 1842 ele observou que o som emitido por uma fonte em movimento mostra-se, a um observador parado, em uma freqüência superior quando o objeto se aproxima e inferior se o objeto se distancia. É o famoso efeito Doppler, válido para qualquer fenômeno ondulatório, do apito de um trem em alta velocidade à radiação eletromagnética. Se aplicado às linhas presentes nos espectros dos objetos celestes, ele permite determinar a velocidade da fonte de radiação em relação a nós. Mas vamos proceder por ordem, examinando em primeiro lugar as galáxias individualmente para, em seguida, passar ao conjunto das galáxias e portanto ao inteiro Universo observável.

Em uma primeira aproximação, a astronomia calcula a massa de uma galáxia com base em sua luminosidade: galáxias mais luminosas contêm mais estrelas e portanto são mais maciças do que as menos luminosas. Tem-se assim uma medida direta da massa luminosa das galáxias. Existem, porém, outros métodos mais gerais para avaliar a massa total de uma galáxia: eles exploram o movimento de rotação que se estende a todas as suas estrelas, típico das "galáxias em espiral". A exemplo dos planetas do sistema solar, as estrelas e nuvens de gás que compõem essas galáxias são animadas por um movimento de rotação e descrevem órbitas mais ou menos circulares em torno do centro. Nesse movimento, a velocidade de cada estrela depende, além da distância do seu centro, da parcela de massa galáctica presente no interior da sua órbita. Portanto, o estudo sistemático desses movimentos nos permite medir a massa total das galáxias em espiral. O gráfico das velocidades medidas em função da distância do centro é chamado de curva de rotação galáctica.



Andrômeda (esquerda), é um exemplo de galáxia espiral. A curva de rotação (acima) mostra como o valor da velocidade cresce até um máximo, e depois diminui. Contrariando as expectativas, procedendo em direção à margem externa, a velocidade se estabiliza sobre um valor constante. O fenômeno pode ser explicado pela suposição de existência de matéria não-luminosa
Paradoxo galáctico

Examinando os espectros de muitas estrelas de uma galáxia em espiral, selecionadas de modo a que tenhamos distâncias do centro progressivamente crescentes, esperamos observar que a curva de rotação inicialmente cresça, à medida que aumenta a distância do centro para, a seguir, uma vez englobada toda a massa da galáxia, diminuir.

Em outros termos, esperamos que as estrelas nas bordas da galáxia se movam mais lentamente do que as mais internas, numa analogia com o que ocorre com os planetas do sistema solar. Entretanto, a natureza nos reserva uma surpresa: após um crescimento linear - em correspondência com a região central - a curva de rotação se estabiliza em um valor constante à medida que aumenta a distância do centro.

Apesar de ser impossível encontrar duas galáxias com curvas de rotação idênticas, é surpreendente constatar que praticamente todas as curvas de rotação medidas têm o mesmo andamento qualitativo. O que se esconde atrás desse comportamento?

Para explicar a curva de rotação plana das galáxias em espiral devemos supor que nas suas regiões externas exista uma significativa quantidade de matéria não-luminosa , em condições de conpensar a diminuição da velocidade que esperávamos encontrar apenas da matéria luminosa. Comos se distribui a matéria escura? Infelizmente as observações não nos permitem dar uma resposta unívoca. Temos de proceder às avessas, supondo diversas distribuições de matéria escura e estudando o andamento das correspondentes curvas de rotação. Obtemos o comportamento plano supondo que o componente luminoso de uma galáxia em espiral esteja cercado por um halo esferoidal de matéria escura. No caso da Via Láctea - que é uma típica galáxia em espiral brilhante - a matéria escura é estimada em cerca de 1012 massas solares, que deve ser confrontada com uma massa luminosa de 7 x 1010 massas solares. Isso significa que a quantidade de matéria escura é pelo menos 10 vezes superior àquela da matéria luminosa.




A existência de matéria escura nos conjuntos de galáxias é conhecida desde 1933, quando Fritz Zwicky estudou os movimentos no conjunto de galáxias que leva o poético nome de Cabeleira de Berenice. A sua estratégia pode ser assim resumida: em um sistema auto-gravitante isolado (como um conjunto) vale o teorema do virial, segundo o qual a energia potencial gravitacional do sistema (proporcional à sua massa total) deve ser igual ao dobro da energia cinética total dos constituintes (as galáxias, no caso dos conjuntos). Isso pode ser entendido de modo intuitivo: se a energia cinética dominasse, o sistema se expandiria, ao passo que - no caso contrário - tenderia a colapsar; uma condição de equilíbrio só é possível se a energia cinética for a metade da energia potencial. A velocidade das galáxias que compõem o conjunto é calculável sobre a base do deslocamento Doppler das linhas presentes nos espectros galácticos; motivo pelo qual a estimativa da massa total é imediata.

No caso da Cabeleira, encontramos uma massa total de 9,6 x 1014 massas solares, contra uma massa luminosa de 1,4 x 1013 massas solares. Portanto, a quantidade de matéria escura é 60 vezes maior do que a da matéria luminosa.

Janelas de observação

Pode-se chegar à mesma conclusão por um caminho diferente, explorando a emissão de raios X dos conjuntos. Nos anos 70 descobriu-se que os conjuntos de galáxias emitem raios X com energia da ordem de 10 quiloeletrovolt. O estudo do espectro da radiação X também esclareceu a origem dessa emissão. Trata-se da radiação de Bremsstrahlung (literalmente "radiação de freio") que os elétrons de um gás ionizado emitem quando são acelerados (desacelerados) do campo eletrostático de um íon do gás. Essa descoberta demonstrou que os conjuntos de galáxias contêm também um gás ionizado - na temperatura de cerca de 10 milhões de graus celsius - cuja massa resulta ser de cerca de 1014 massas solares, portanto bem maior do que a massa luminosa. Mas essa descoberta tem uma implicação ainda mais importante. A partir do estudo da emissão X é possível concluir que a quantidade total de matéria presente no conjunto está em conformidade com as estimativas obtidas usando o teorema do virial.

Uma confirmação posterior foi obtida recentemente através do efeito da lente gravitacional. Segundo a teoria einsteiniana da gravidade, uma distribuição de massa provoca a curvatura do espaço. A propagação da luz assim é distorcida na presença da matéria, que age como uma lente, multiplicando, aumentando ou deformando a imagem da fonte. Após os primeiros estudos de fontes puntiformes, cujas imagens resultavam multiplicadas pela presença de uma galáxia sobre a linha de vista, foram observadas distorções da imagem de uma fonte extensa. As galáxias são deformadas e o estudo da deformação permite determinar a massa da lente gravitacional. Imagens de conjuntos de galáxias tornaram evidente a presença de diversas galáxias distorcidas. Trata-se de galáxias de fundo, muito mais distantes de nós do que o conjunto em questão. A sua luz é refletida pelo conjunto que encontra no seu caminho, o que permite que se tenha uma estimativa da massa total de muitos conjuntos.



Conforto entre a curva de rotação medida da Via Láctea (ao lado) e a que se esperaria se a galáxia fosse constituída somente de matéria visível. A velocidade do Sol, neste caso, seria de apenas 160 quilômetros por segundo. A matéria não- luminosa, responsável por esta discrepância, é estimada em 1012 massas solares, contra as 7 x 1010 massas solares da matéria luminosa
Informações importantes sobre quantidade e qualidade da matéria escura são obtidas pelo estudo das propriedades globais do Universo. Devemos, portanto, fazer uma breve incursão no campo da cosmologia, utilizando o modelo cosmológico standard que emerge da teoria einsteiniana da gravidade sob a hipótese de que o espaço seja homogêneo e isótropo. Evidentemente essas propriedades referem-se a observações efetuadas em escala cósmica, maiores, em grande medida, que as dimensões de um conjunto de galáxias.

Espaço curvo

Segundo o modelo cosmológico standard, o Universo é um espaço com curvatura constante, que pode se expandir ou contrair durante a sua evolução. Mas se o espaço é homogêneo e isotrópico, não pode existir nenhum "centro do Universo" em relação ao qual ocorra a expansão ou contração. Este aparente paradoxo pode ser compreendido se imaginarmos que o Universo é semelhante à superfície de um balão que pode ser inflado ou esvaziado. A superfície externa do balão é o análogo bidimensional de um espaço com curvatura constante positiva, enquanto a do seu interior corresponde a um espaço de curvatura negativa.

O Universo se expandiu desde a sua origem com o Big Bang, ocorrido por volta de 15 bilhões de anos atrás; e essa expansão se manifesta no movimento de distanciamento recíproco das galáxias, descoberto por Edwin Hubble, em 1929. No âmbito do modelo cosmológico standard, a expansão cósmica é sempre desacelerada, em virtude da atração gravitacional entre os objetos que o compõem.

Tanto a geometria do Universo, quanto a sua evolução dependem da quantidade de matéria que ele contém. É conveniente expressar a correspondente densidade cósmica média em termos do parâmetro de densidade cósmica ?, definido como a relação entre a densidade medida e a chamada "densidade crítica", característica de um Universo com curvatura nula, ou seja descrito pela geometria euclidiana que bem conhecemos. Se a densidade média é baixa em relação à densidade crítica, temos ? < 1: a curvatura espacial é negativa e a expansão continuará para sempre. Vice-versa, se a densidade média é maior do que a crítica, ? > 1: a curvatura é positiva e, a partir de um certo momento, o Universo começará a se contrair, até atingir um estado singular simétrico ao Big Bang. Uma terceira possibilidade corresponde ao caso ? = 1. Neste caso a densidade média é exatamente igual à crítica: então o Universo é espacialmente plano - ou seja, euclidiano - e a taxa de expansão se reduzirá progressivamente a zero.



A existência de matéria escura foi sugerida, em 1933, pelo astrônomo suíço Fritz Zwicky em aglomerados galácticos distantes como o da Cabeleira de Berenice
Quanta matéria existe no Universo?

Começamos recenseando a matéria luminosa. Trata-se de átomos semelhantes àqueles dos quais somos feitos, constituídos de prótons e elétrons, tecnicamente chamados de bárions. A densidade dos bárions luminosos corresponde a um valor de ? não superior a 0,005. Então vimos que a matéria escura exerce um papel preponderante tanto ao nível das galáxias quanto dos seus conjuntos. Temos, portanto, que encontrar uma estratégia para avaliar a densidade de toda a matéria, independentemente do fato de "vê-la" ou não.

O estudo da radiação cósmica de fundo, que permeia o Universo como resto fóssil do Big Bang, nos oferece a possibilidade de medir ?. Só recentemente foi alcançada uma precisão instrumental capaz de decodificar a grande quantidade de informações que a radiação cósmica de fundo nos oferece sobre as propriedades globais do Universo. Particularmente os dados reunidos pela miss ão Boomerang implicam ? = 1. Trata-se de um resultado de importância extraordinária, porque de um lado nos informa que vivemos em um Universo euclidiano e, do outro, que a matéria luminosa é insignificante em relação à matéria invisível. Os mesmos dados também podem ser utilizados para avaliar a densidade de todos os bárions: ela corresponde a um valor de ? igual a cerca de 0,05 (este resultado é confirmado pela teoria de nucleo-síntese fundada no modelo cosmológico standard).

A conclusão é perturbadora: de um lado, 95% da massa do U niverso é constituída de matéria escura não bariônica. Do outro, 90% dos bárions são escuros. Qual a forma assumida pelos bárions escuros? Mas, principalmente, do que é feito o resto do Universo, ou seja, a maior parte da matéria? Trata-se de um gravíssimo golpe ao antropocentrismo.

Quatro séculos atrás fomos obrigados a aceitar que não estamos no centro do Universo. Agora descobrimos que somos feitos de uma matéria que constitui minúscula parcela do Universo.



Mapa mostra a distribuição de aproximadamente 2 milhões de galáxias numa região equivalente a 10% de todo o céu, próxima ao Pólo Celeste Sul
WIMPs e quinta-essência

Um constituinte da matéria escura não bariônica são os WIMPs (ver box na página 31). A sua existência é necessária para explicar a formação das estruturas cósmicas, como as galáxias e os seus conjuntos. Por isso é natural supor que a matéria escura presente nos halos galácticos e nos conjuntos de galáxias seja formada principalmente por WIMPs, além de bárions escuros. É possível demonstrar que, em um cenário desse tipo, ? vale cerca de 0,3: os WIMPs são mais abundantes que os bárions, mas não bastam para tornar o Universo euclidiano.

A solução para este dilema seria, aparentemente, banal: bastaria imaginar que os WIMPs faltantes estivessem espalhados no espaço cósmico. Na verdade - como às vezes acontece - a natureza é mais fantasiosa que aqueles que a estudam, porque existem razões para se considerar que os WIMPs não esgotam toda a matéria não bariônica. Um estudo sobre as propriedades globais do Universo baseado na observação de uma amostra de estrelas extremamente distantes (para serem visíveis devem ser muito brilhantes, sendo as escolhidas denominadas supernovas o tipo Ia) mostrou que o universo atual está se expandindo de modo acelerado.

À primeira vista parece que estamos diante de um paradoxo, porque sabemos que no âmbito do modelo cosmológico standard a expansão cósmica é necessariamente desacelerada, devido à mútua atração gravitacional exercida pela matéria nele contida.

Devemos talvez concluir que o modelo cosmológico standard esteja errado? A situação é menos dramática do que pode parecer. Pode-se "salvar" o modelo - com os seus extraordinários sucessos - presumindo a existência de um novo tipo de matéria escura difundida no Universo, desde que ela possua propriedades radicalmente diferentes daquelas que atribuímos à matéria ordinária. Não se sabendo bem do que se trata, foi chamada com o nome aristotélico de "quinta-essência". Tanto os comuns bárions quanto os WIMPs se caracterizam por uma pressão positiva: se forem colocados no interior de um pequeno balão, este tenderá a se expandir sob o efeito da pressão correspondente. Porém, se o objetivo for explicar a aceleração do Universo, é necessário que a quinta-essência se comporte de modo oposto: se fosse encerrada em um pequeno balão, este tenderia a se contrair. Em outros termos, a quinta-essência deve ter uma pressão negativa. De fato, pode-se demonstrar que essa pressão dá lugar a uma "gravidade repulsiva" que, portanto, acelera a expansão cósmica. O estudo das supernovas Ia produz também um resultado quantitativo: a contribuição da quinta-essência à ? é de cerca de 0,65. Agora o valor de ?, obtido pela soma das contribuições devidas aos bárions, aos WIMPs e à quinta-essência, é de 0,05 + 0,3 = 0,65, ou seja, justamente 1, em conformidade com o resultado da missão Boomerang. Infelizmente, não sabemos mais nada sobre a natureza da quinta-essência.



Visão artística mostra o telescópio espacial Hubble apontado para o centro da galáxia espiral NGC 4321 semelhante à Via Láctea
Bárions escuros e raios gama

Por fim, vamos nos dedicar à natureza da matéria escura bariônica, a qual - apesar de menos exótica do que os WIMPs e da quinta-essência - não é menos interessante e elusiva.

Apesar de terem sido levantadas diversas hipóteses quanto à sua composição, a mais natural é que se trate de estrelas ou nuvens de gás presentes nos halos galácticos, que não conseguimos "ver" porque a radiação emitida é muito fraca.

Uma classe de candidatas compreende as estrelas ordinárias no final da sua fase evolutiva, tais como as estrelas anãs brancas, as estrelas de nêutrons e os buracos negros.

Estudos recentes, porém, excluíram essa possibilidade: se assim fosse, os halos galácticos conteriam uma quantidade excessiva de "metais" (elementos mais pesados que o hélio) produzidos durante a evolução estelar. O problema não se apresenta se supormos que a matéria escura bariônica seja formada por "anãs marrons": corpos celestes com massa pouco inferior a um décimo da massa solar; muito pequenos para que as reações termonucleares, que tornam luminosas as estrelas ordinárias, escureçam. Portanto, não existe modo de observar as anãs marrons. O seu mecanismo de formação implica que elas estejam reagrupadas em conjuntos escuros, que também contêm gás frio - principalmente hidrogênio molecular - sob a forma de nuvens. É notável que a teoria standard, ao explicar a formação dos conjuntos globulares (aglomerados esferoidais de centenas de milhares de estrelas), também anuncie a existência desses conjuntos escuros na região mais externa dos halos galácticos, justamente onde sabemos que deva se encontrar a matéria escura.



Imagem em infra vermelho da galáxia espiral Whirpool, acompanhada de sua galáxia-satélite, a NGC 5195, a 20 milhões de anos-luz de distância
Como fazer para detectar a sua presença? Na primeira metade dos anos 90, a descoberta do efeito de microlente gravitacional parecia oferecer o instrumento ideal para descobrir as anãs marrons presentes no halo escuro da Via Láctea. Também neste caso, a base do fenômeno reside na deflexão da luz que se produz quando a anã marrom cruza a linha visada de uma estrela puntiforme de fundo. Mas- ao contrário do que ocorre com as galáxias - as imagens múltiplas estão muito perto para serem observadas individualmente; a sua sobreposição, entretanto, provoca uma amplificação da luminosidade da estrela que está sendo examinada. Apesar de os eventos de microlente terem sido efetivamente observados, a sua interpretação se mostrou mais complexa que o previsto. Seguramente as anãs marrons não esgotam a matéria escura do halo, que presumivelmente também contém nuvens de gás bariônico frio.

As miragens gravitacionais podem não ser a única arma à disposição dos caçadores de matéria escura bariônica. Na verdade, as nuvens de gás frio facilmente escapam aos radioastrônomos, mas não podem evitar que os prótons de alta energia - presentes nos raios cósmicos - produzam raios gama no choque com os prótons dos seus núcleos. Se estas nuvens fossem responsáveis por uma parcela não desprezível em relação à matéria escura presente no halo galáctico, a intensidade da sua emissão gama deveria ser detectável com os instrumentos atuais. A esse respeito é importante ressaltar que a limitada resolução angular dos reveladores gama não permite distinguir a emissão proveniente de nuvens reagrupadas em conjuntos escuros de um fundo difuso. Por outro lado, a análise estatística de alto nível pode permitir que se determine se um fluxo gama provém do halo galáctico ou tem origem extragaláctica. Em 1998 essa análise foi feita sobre a emissão gama observada pelo revelador EGRET a bordo do satélite CGRO lançado pela NASA. O resultado parece indicar que se trata, efetivamente, de uma emissão devida ao halo galáctico, mas em casos como estes a prudência é obrigatória.

Serão as próximas missões de astronomia gama a nos dizer quantos destes raciocínios estão corretos. Primeiro decolará a missão italiana AGILE e a seguir GLAST, um instrumento muito ambicioso, no qual a Itália tem um papel importante. Estudando os seus dados, espera-se que a matéria que não vemos se torne um pouco menos obscura.
As WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles) são as novas partículas elementares prognosticadas por várias extensões do modelo de Glashow-Weinberg-Salam, que descreve as interações fortes, fracas e eletromagnéticas entre partículas elementares.

A classe mais promissora desses modelos é formada pelas teorias de supercorda. Devido à sua fraca interação com a matéria ordinária, as WIMPs presentes na Via Láctea são de difícil detecção.

Além disso, o seu efeito no interior de um revelador pode ser facilmente confundido com a interação produzida pelos nêutrons dos raios cósmicos. Com a finalidade de eliminar esse inconveniente, as experiências são feitas sob uma montanha ou embaixo da terra. Uma dessas experiências - denominada DAMA e atualmente em curso no Laboratorio Nazionale del Gran Sasso do Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) -- observou um sinal consistente com o que se espera das WIMPs.

Entretanto, somente após uma eventual confirmação por parte de outras experiências (algumas das quais serão realizadas no Gran Sasso) saberemos se as WIMPS foram efetivamente descobertas. Um método indireto para a revelação das WIMPs baseia-se na identificação de partículas nas quais elas se aniquilam, como nêutrons de alta energia, anti-prótons, pósitrons e raios gama. Finalmente, deve-se dizer que o método conceitualmente mais simples de demonstrar a existência das WIMPs é o de produzi-las em laboratório. Mas para isso é preciso esperar que entre em função o Large Hadron Collider do CERN de Genebra, que não estará em operação antes de 2006. Deve-se ressaltar que esta última estratégia não substitui as experiências subterrâneas, porque a revelação in loco continua sendo a única maneira para conhecer a relevância astrofísica das WIMPs.
- A matéria luminosa, que emite radiação eletromagnética, é apenas uma parcela insignificante de toda a matéria presente no Universo.

- Estudando as galáxias em espiral, observa-se que a velocidade de rotação das estrelas situadas nas partes externas é maior que o previsto. Isto só se justifica supondo que nessas regiões exista uma grande quantidade de matéria não-luminosa.

- A pesquisa dos conjuntos de galáxias também confirma - tanto pela espectroscopia óptica, quanto pela observação dos efeitos de lente gravitacional - a presença de matéria que escapa à observação direta.

- Segundo as observações da missão Boomerang, o parâmetro que mede a densidade cósmica deveria ser igual a 1, mas a matéria ordinária (luminosa ou não) participa apenas com 5%.

- Os astrônomos propuseram diversos candidatos como possíveis constituintes da matéria escura: entre eles estrelas não-luminosas, como as anãs marrons, as evanescentes WIMPs e uma exótica forma de matéria denominada "quinta-essência".

Maven Lançamento do PERITO

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  Os gerentes da missão Hail sucesso de lançamento PERITO

  18 de novembro de 2013 - 16:37 EST

  Atmosfera de Marte da NASA e Evolução Volátil (PERITO) missão começou com uma contagem regressiva suave e impecável de lançamento da Estação da Força Aérea de Cabo Canaveral espaço complexo de lançamento 41. A United Launch Alliance Atlas V foguete levando a espaçonave 5.400 quilos decolou às 1:28 pm EST, primeira oportunidade da missão. Painéis solares do Maven implantados e estão produzindo energia.

  

  "Estamos atualmente cerca de 14.000 quilômetros de distância da Terra e dirigindo-se para o Planeta Vermelho agora", disse PERITO Project Manager David Mitchell do NASA Goddard Space Flight Center.

  

  PERITO Investigador Principal Bruce Jakosky Mitchell juntou ao elogiar a equipe da missão para sua movimentação e empenho. NASA Goddard em Greenbelt, Maryland, que gerencia o projeto e desde que dois dos instrumentos científicos para a missão. Lockheed Martin construiu a nave espacial e é responsável pelas operações da missão. A Universidade da Califórnia, em Space Sciences Laboratory de Berkeley, desde instrumentos científicos para a missão. Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, na Califórnia, fornece suporte de navegação, suporte Deep Space Network, e Electra hardware relé de telecomunicações e operações. Jakosky é com o Laboratório de Física Atmosférica e Espacial da Universidade do Colorado em Boulder.

  

  "Conseguimos trabalhar juntos como uma equipe de uma maneira que eu nunca teria imaginado possível", disse Jakosky.

  Jakosky acrescentou que, enquanto o lançamento é um grande marco, perito deve chegar a Marte e completar um período de check-out antes que ele possa finalmente começar a coletar dados científicos. Vai levar a nave 10 meses para atingir o planeta vermelho, com chegada prevista para 22 de setembro, 2014.

  "Boa viagem, perito", disse Mitchell. "Nós estamos com você até o fim."

Estudo sugere que buracos negros podem emitir jatos de átomos

Descoberta mostra que buracos negros, além de destrutivos, são criadores.

Dados foram publicados nesta semana na revista científica 'Nature'

Imagem feita por telescópio da agência espacial americana mostra buraco negro (Foto: Nasa/ESA)

Os buracos negros emitem potentes jatos de matéria em alta velocidade, o que inclui átomos pesados, revelou um estudo publicado esta quarta-feira (13) na revista científica britânica "Nature".

Há décadas os astrônomos ficam intrigados com estreitos feixes de matéria expelidos dos buracos negros, o fenômeno mais poderoso do universo. Sabe-se que os jatos contêm elétrons, que são partículas com carga negativa.

Mas o enigma é que os jatos não têm todos carga negativa, o que sugere que deve haver "algo" com carga positiva ali para equilibrar as coisas. Este "algo" pode ser átomos de ferro e níquel, segundo astrônomos que utilizaram o telescópio espacial europeu XMM-Newton e o rádio-telescópio Compact Array, no leste da Austrália.

Linhas de átomos foram vistas em emissões exaladas por um pequeno buraco negro denominado 4U1630-47 com dois terços da velocidade da luz. A fonte dos jatos parece ser um disco de acréscimo, um cinturão de gás quente que gira em torno da entrada do buraco.

A descoberta é importante porque os buracos negros, além de destrutivos, são criadores também. Eles reciclam a matéria e a energia do espaço e os jatos ajudam a dar forma quando e onde uma galáxia forma estrelas.

"Os jatos de buracos negros supermaciços ajudam a determinar o destino de uma galáxia", anunciou em um comunicado Tasso Tzioumis, da Organização Australiana para a Pesquisa Industrial e Científica da Comunidade Britânica (CSIRO, na sigla em inglês). "Então, queremos entender melhor o impacto que os jatos têm em seu ambiente", continuou.

Um átomo de ferro é cerca de 100 mil vezes mais maciço do que um elétron, o que significa que carrega muito mais energia do que uma partícula mais leve viajando na mesma velocidade. As colisões com a matéria no espaço interestelar poderiam gerar raios-gama e elétrons, sugeriram os autores

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Telescópio espacial mostra colisão das galáxias Antennae

Segundo a Nasa, é a imagem mais nítida desta colisão de galáxias.

Regiões de nascimentos de estrelas têm dezenas de milhares delas,

O par de galáxias Antennae está em coalisão há centenas de milhões de anos (Foto: AFP PHOTO / EUROPEAN SOUTHERN OBSERVATORY / F. COMBES) Foi divulgada nesta quinta-feira (14) imagem das galáxias Antennae feita pelo telescópio espacial Hubble. Segundo a Agência Espacial Americana (Nasa), trata-se da imagem mais nítida desta colisão de galáxias.

As duas galáxias espirais começaram a interagir há centenas de milhões de anos e durante a colisão serão formadas bilhões de estrelas. As regiões de nascimentos de estrelas, com dezenas de milhares delas, são os pontos mais brilhantes da imagem. Elas são chamadas de aglomerados de superestrelas.

De acordo com a Nasa, os dois núcleo das galáxias originais consistem em estrelas antigas atravessadas por filamentos de poeira, que aparecem em marrom na imagem. As regiões azuis são regiões de formação de estrela, rodeadas por gás hidrogênio que aparece em rosa pink.

A nova imagem permite que astronautas distingam melhor entre as estrelas e aglomerados de superestrelas criadas em coalisões de duas galáxias em espiral.

Astrônomos acreditam que apenas 10% dos aglomerados recém-formados da Antennae vá sobreviver pelos próximos 10 milhões de anos. A grande maioria deverá de dispersar e as estrelas individuais devem se tornar parte do fundo suave da galáxia.

Os aglomerados mais massivos que sobreviverem devem formar aglomerados globulares regulares, similares aos que estão em nossa galáxia.

Astrofísico angolano fotografa “eclipse total do sol” e a foto servirá para desenvolver estudos científicos

A fotografia do astrofísico angolano feita ao eclipse total do sol observado no Uganda, a 3 de Novembro deste ano e divulgada pelo NASA, servirá para desenvolver estudos científicos a fim de ajudar a compreender o actual comportamento do sol – disse  em Luanda, o autor da imagem, Jaime Manuel pombo Vilinga.

De acordo com o astrofísico, que falava à Angop sobre a sua participação no Eclipse Total do Sol do Uganda, a partir desta imagem podem ser feitos
muitos estudos, dependendo de cada grupo científico e a especialidade dos integrantes que a estiverem a analisar.

Na referida imagem, que ilustra a coroa interna do sol, concretamente a parte mais encostada ao bordo da lua, pode-se ver muita actividade solar e há uma nuvem de plasma que se destaca do astro, o que fará com que os cientistas estudem o próprio plasma, a heliosismologia, fotometria, campo magnético solar tendo em conta a nuvem espelhada na fotografia.

Por outro lado, não era previsto haver uma nuvem de plasma tão destacada do sol daquela forma, daí ser necessária a revisão das equações para ver se se enquadram nos padrões, caso contrário criar-se-ão, talvez, novas variáveis para se poder compreender o comportamento do sol como a imagem mostra.

Para si, há outros fenómenos que podem ser estudados a partir da imagem do bordo do sol, além do plasma, como por exemplo, do lado esquerdo da imagem pode-se ver a coroa solar onde há “um jacto de vácuo, que é motivo também de muito estudo e leva até mesmo alguns anos para se obter resultados palpáveis da imagem”.

Segundo o astrofísico, este eclipse do sol é de certa forma especial com várias características, uma delas é que o ciclo da actividade solar está a atingir o seu máximo, daí a primeira grande preocupação científica, a outra é por ter sido híbrido, isto é, começa com eclipse anular do sol e mais tarde se transformou em total.

Ao se transformar em eclipse total, acrescentou, teve uma duração muito curta, ou seja, na região que fazia parte o astrofísico angolano o fenómeno teve um tempo de 19 segundos, enquanto em todo seu percurso em terra não foi mais de 25 segundos.

“Na República do Gabão, por exemplo, foi de 25 segundos e até a sua chegada no Uganda foram 19 segundos, o que constitui um tempo reduzido para se fazer um trabalho refinado e que possa ser digno nos anais da ciência, porquanto um milésimo de segundos de movimento é suficiente para estragar todo
trabalho” – explicou.

Neste tempo, disse, foi possível filmar e fazer algumas fotografias pela equipa
formada por um egípcio, ele próprio e cinco franceses, que aplicaram as suas experiências nas várias bandas do espectro electromagnético. No final, a equipa foi unânime em seleccionar a foto do engenheiro Jaíme Vilinga. Este imagem foi submetida em primeira instância ao Centro Nacional de Investigação Científica Francês, onde foi sugerida que fosse entregue à NASA para estudos científicos, que a publicou na sua página oficial a 7 de Novembro deste ano. Jaime Vilinga faz parte de uma equipa científica do Instituto de Astrofísica da Universidade de Paris 6, adstrito ao Centro Nacional de Investigação Científica de França, pelo facto de ter feito o seu doutoramento nesta área naquele país francófono. A partir de 2001 que colabora com os cientistas franceses, numa acção que começou durante o eclipse total do sol em Angola, a 21 de Junho daquele ano. Sempre que há tais fenómenos em qualquer parte do mundo, a equipa desloca-se a uma localidade que oferece melhor possibilidades de observação.

Neste contexto, o engenheiro angolano já esteve em missões no Egipto em 2006, Sibéria em 2008 e Austrália em 2012.

Fonte: Portal Angorussia

Spitzer e ALMA Revelam Bubbly Nascimento de uma estrela

É um bebê de salto. . . star! Observações combinadas do telescópio espacial Spitzer, da NASA eo Atacama Large Array Millimeter / submillimeter recém-concluído (ALMA), no Chile, revelaram a agonia de nascimento estelar, como nunca antes no objeto bem estudado conhecido como HH 46/47.

(HH) objetos Herbig-Haro formam quando jatos baleado por estrelas recém-nascidas colidem com o material circundante, produzindo brilhantes, pequenas regiões, nebulosas. Aos nossos olhos, a dinâmica de muitos objetos HH são obscurecidos por envolvendo gás e poeira. Mas os comprimentos de onda infravermelhos e submillimeter de luz visto por Spitzer e ALMA, respectivamente, furar a nuvem cósmica escura em torno HH 46/47 para nos deixar entrar em ação. 

As observações do Spitzer mostram jatos supersônicos gêmeas que emanam da estrela central que detonar gás circundante e configurá-lo em chamas em dois lóbulos borbulhantes. HH 46/47 acontece a sentar-se na borda da sua nuvem que envolve de tal forma que os jatos de passar por dois diferentes ambientes cósmicos. O jato para a direita, indo para a nuvem, é arar através de um "muro" de material, enquanto o caminho do jato para a esquerda para fora da nuvem é relativamente desobstruída, passando por menos material. Essa orientação serve cientistas bem, oferecendo uma configuração de comparar e contrastar útil de como as saídas de uma estrela desenvolvimento interagir com os seus arredores. 

"Jovens estrelas como o nosso Sol precisa remover um pouco do gás caindo sobre eles para se tornar estável e HH 46/47 é um excelente laboratório para estudar este processo de saída", disse Alberto Noriega-Crespo, cientista do Processamento de infravermelho e Centro de Análise do Instituto de Tecnologia da Califórnia em Pasadena, Califórnia "Graças a Spitzer, o HH 46/47 saída é considerada um dos melhores exemplos de um jato de estar presente com uma expansão de bolhas como a estrutura." 

Noriega-Crespo conduziu a equipe que começou a estudar HH 46/47 com Spitzer quase 10 anos atrás, quando o telescópio começou a observar os céus. Agora, usando uma nova técnica de processamento de imagem desenvolvido nos últimos anos, ele e seus colegas foram capazes de tornar HH 46/47 em maior resolução.

Entretanto, a vista de fresco HH 46/47 por ALMA revelaram que o gás nos lobos se expande mais rapidamente do que se pensava anteriormente. Essa expansão mais rápido tem uma influência sobre o montante global de turbulência na nuvem gasosa que originalmente gerou a estrela. Por sua vez, a turbulência extra poderia ter um impacto sobre se e como outras estrelas podem formar neste gasoso, empoeirado, e, assim, fértil terreno para a estrela de decisões.

Uma equipe liderada por Hector Arce na Universidade de Yale, em New Haven, Connecticut, realizou as observações ALMA e sua análise foi publicado recentemente no The Astrophysical Journal.

Jet Propulsion Laboratory da NASA em Pasadena, Califórnia, administra a missão do telescópio espacial Spitzer para a Missão Direcção de Ciência da NASA em Washington. Operações científicas são realizadas no Centro de Ciência Spitzer no Instituto de Tecnologia da Califórnia em Pasadena. Operações de naves espaciais são baseados em Lockheed Martin Space Systems Company, Littleton, Colorado. Os dados são arquivados no Arquivo Ciência Infrared alojados no Processamento de infravermelho e Centro de Análise da Caltech. Caltech gerencia JPL para a NASA. Para mais informações sobre Spitzer, visitehttp://spitzer.caltech.edu e http://www.nasa.gov/spitzer .

O Atacama Large Array Millimeter / submillimeter (ALMA), uma unidade astronômica internacional, é uma parceria da Europa, América do Norte e do Leste Asiático, em cooperação com a República do Chile.

Europa (satélite)

Europa é uma das quatro luas do planeta Júpiter conhecidas como luas de Galileu (quatro enormes e exóticas luas com o tamanho de planetas).

Europa é única por si própria, apresenta-se com uma superfície gelada muito brilhante com riscos coloridos. Pensa-se que seja um mundo oceânico coberto por uma capa de gelo que protege o mar interior da adversidade do Espaço. Devido às condições existentes em seu interior, alguns cientistas julgam que lá poderá existir vida, tal como a que existe nas profundezas dos mares da Terra. Europa, juntamente com o planeta Marte, é o astro de melhor condição ambiental extraterrestre no Sistema Solar, podendo abrigar vida, existindo também uma pequena possibilidade em Titã.

O nome Europa é derivado de um dos muitos amores de Zeus (Júpiter) na mitologia grega, nome do qual também deriva o continente terrestre chamadoEuropa. Europa era uma princesa da Fenícia pela qual Zeus se apaixonou.

Apesar do nome "Europa" ter sido sugerido por Simon Marius depois da sua descoberta, este e os outros nomes das luas de Galileu, não foram usados por um período de tempo considerável, e só foram reavivados no uso comum em meados do século XX. Na literatura científica era referida apenas por sua designação numeral romana, ou seja, Júpiter II, que significa "o segundo satélite de Júpiter".

História de observação e exploração

É Galileu Galilei que é tido como o descobridor de Europa, a partir das observações feitas a 7 de Janeiro de 1610 em Pádua. Europa e as outras luas de Galileu tiveram um grande impacto na teoria de que a Terra não era o centro de tudo, já que foram as primeiras luas que visivelmente não orbitavam a Terra. Na altura, julgava-se que todos os planetas, o Sol e a Lua orbitavam a Terra. Contudo, alguns historiadores afirmam que foi Simon Marius de Ausbach naAlemanha, o primeiro a observar os satélites jovianos a 29 de Dezembro de 1609.

Ainda nesse século, astrônomos observaram os eclipses dos satélites, mas repararam que ocorriam 16 minutos e 40 segundos depois quando Júpiter se encontra do outro lado do Sol em relação à Terra; o que levou a outra grande descoberta da física pelo dinamarquês Ole Roemer, que explicou que o atraso deve-se à velocidade finita da luz, conseguindo medir assim a velocidade da luz pela primeira vez.

Europa e as outras luas de Galileu são quatro corpos celestes de dimensão considerável; dois deles são maiores que o planeta Mercúrio (Ganímedes eCalisto), e Io e Europa rivalizam em tamanho com a Lua da Terra. Algumas pessoas conseguem ver estas luas a olho-nu em alturas de céu limpo e logo depois pôr-do-Sol, já que durante a noite Júpiter brilha demais o que oculta as suas luas. Mas só com uns bons binóculos ou um pequeno telescópio é que uma pessoa normal consegue observar claramente estas luas a orbitarem Júpiter que aparecem quase em linha recta em diferentes lados do disco do planeta.

Enquanto que os astrônomos na Terra tinham apenas pequenas noções mesmo com os melhores telescópios de meados do século XX. Foi só quando as sondas Pioneer 10 e 11 que chegaram a Júpiter em 1973 e em 1974, respectivamente, que se consegue determinar as massas com uma precisão maior e captam as primeiras imagens das grandes luas de Júpiter. As imagens de Europa revelaram pouca variação de cor e mostraram uma região escura como poucos detalhes, dado que as Pioneer encontravam-se longe demais para conseguir obter bons detalhes da superfície. Devido a ser um dos satélites mais brilhantes, já se acreditava que a sua crosta fosse principalmente constituída por gelo de água.

Em 1979 chegam a Júpiter as duas sondas Voyager. Nas imagens de baixa-resolução da Voyager 1, Europa mostrava um número bastante grande de linhas que se interceptavam. Estas linhas faziam lembrar os canais que os astrônomos outrora julgavam ver em Marte. Os cientistas pensaram tratar-se de terreno quebrado devido a processos tectónicos. Contudo, as imagens de alta-resolução da Voyager 2 deixaram os cientistas surpresos, já que as linhas pareciam pintadas na superfície, sem nenhum relevo topográfico visível. Modelos do interior de Europa mostraram actividade e aquecimento do interior com a formação de oceanos com 50 quilómetros ou mais de profundidade a 5 km da superfície. A lua Europa tornou-se assim num ícone dos escritores de ficção científica, existindo livros, filmes e jogos; de destacar o livro e o filme de Arthur C. Clarke2010: Odisseia Dois (ou O Ano em Que Fizemos Contacto) de 1982, onde se faz a descoberta de vida primitiva vivendo por debaixo da capa de gelo de Europa, já no terceiro livro da tetralogia: 2061: Odisseia Três (1987), Europa é transformada num mundo oceânico tropical. No livro The Forge of God (1987) de Greg Bear, Europa é destruída por extraterrestres que usam pedaços do seu gelo para terraformar planetas.

A 7 de Dezembro de 1995, a sonda Galileo chega a Júpiter numa viagem contínua pelo planeta e suas luas durante oito anos. A 2 de Março de 1998, aNASA anuncia que a Galileo descobriu fortes evidências de um oceano salgado por debaixo da superfície. O que motiva a criação de uma nova missão a Europa e abre novos horizontes e possibilidades de vida extraterrestre.

Em 2003, a Galileo foi enviada para a atmosfera de Júpiter e destruída pela enorme pressão desse planeta; um dos principais motivos era não contaminar as luas de Júpiter com bactérias da Terra.

Geologia planetária

Europa é algo semelhante em composição aos planetas telúricos, sendo principalmente composto de rochas desilicatos. O raio de Europa é de 1565 km, um pouco menor que o raio da nossa Lua. O núcleo é metálico composto por ferro e níquel (núcleo igual ao da Terra), rodeado por uma concha de rocha, que por sua vez é rodeado por uma camada externa de água que se pensa ter 100 km de profundidade (alguma dessa água está gelada na camada superficial da crosta, e alguma como um oceano de água líquida por debaixo do gelo).

Dados mostram que Europa gera um pequeno campo magnético e através da interacção com o de Júpiter este varia periodicamente assim que atravessa o campo magnético massivo de Júpiter. O campo magnético de Europa tem cerca de um quarto da força do campo de Ganímedes e é semelhante ao de Calisto.

Topografia geral

A superfície europeana é extremamente plana; existindo poucas características com mais de 10 metros de altura. Estes montinhos cintilantes que cobrem a superfície são enormes icebergues encalhados, provavelmente formados de amónia e água.

As marcas proeminentes que se intercalam pelo planeta parecem ser principalmente características de albedo, com pouco relevo vertical. Existem muito poucascrateras, e o seu albedo é dos maiores entre todas as luas. Isto parece indicar que se trata de uma superfície jovem e ativa; baseado em estimativas de bombardeamentos por cometas, Europa provavelmente tem uma superfície que não tem mais de 30 milhões de anos. O facto de ser plano com marcas visíveis fazem lembrar, em grande medida, o gelo de mar na Terra, e pensa-se que por baixo da superfície existe uma camada de água líquida mantida por calor gerado pelo efeito gravitacional de Júpiter.

Um choque de um meteorito de dimensão algo considerável que possa ter ocorrido desfez em pedaços de gelo parte da capa de gelo e espalhou em redor a água retida por baixo. Ao voltar a congelar, esta apagaria qualquer traço desse encontro. As maiores crateras parecem estar cobertas por gelo liso e fresco e são poucas as que têm mais de 30 km e têm a aparência de fendas na camada de gelo. As maiores crateras são Taliesin, Pwyll e Midir, todas com diâmetros entre 37,4 e 50 quilómetros.

As linhas

As características mais fascinantes de Europa são uma série de linhas que parecem rabiscos por todo o globo, algumas delas atingem 1000 km de comprimento e várias centenas de largura.

Estas linhas lembram as quebras nas formações de gelo no mar na Terra, e observações posteriores mostraram que as zonas onde a crusta se quebra, ambos os lados moveram-se um em relação ao outro como acontece nos mares gelados da Terra, indicando água líquida por debaixo. As bandas maiores têm 20 km de diâmetro com cantos externos difusos, com estrias regulares e uma banda central de materiais mais leve que se pensa serem produzidos por um número de erupções de água ou géisers assim que a crusta europeana se abria e expunha as camadas mais quentes por debaixo. O efeito é semelhante ao que acontece nosridges oceânicos da Terra. Estas fracturas pensa-se que sobem e descem 30 metros dependendo da maré-cheia ou baixa. Já que Europa está sempre com a mesma face voltada para Júpiter, deveriam formar padrões diferentes e previsíveis. Contudo, só as fendas mais recentes têm o padrão esperado; as outras fendas parecem ter ocorrido a orientações cada vez mais diferentes quanto mais velhas são. Isto pode ser explicado caso a superfície de Europa roda um pouco mais rápido que o seu interior, um efeito que é, possivelmente, devido ao oceano sub-superficial. Comparações entre as fotos da sonda Voyager e da Galileo sugerem que as crusta roda não mais que uma vez em cada 10000 anos relativamente ao seu interior.

Os pontos negros

Um outro tipo de características presentes em Europa é a lenticula circular ou elíptica que é um pequeno ponto negro na superfície. Muitos são abóbadas, outros são poços e alguns são pontos negros lisos. Outros têm texturas caóticas. O topos das abóbadas parecem pedaços das planícies mais velhas circundantes, sugerindo que as abóbadas se formaram quando as planícies foram puxadas para cima a partir de baixo. Pensa-se que estas lenticulae (plural de lentícula) foram formadas por gelo quente subindo pelo gelo mais frio da crusta externa, tal como as câmaras de magma fazem na crusta da Terra. Os pontos negros lisos podem ter sido formados por água derretida libertada quando o gelo quente quebra a superfície, e as lenticulae caóticas (chamadas regiões de "chaos", como por exemplo Conamara Chaos) parecem ter sido formadas por muitos pequenos fragmentos da crusta, como se fossem icebergues num mar gelado.

Atmosfera e clima

Observações recentes feitas pelo Telescópio Espacial Hubble revelam que Europa tem uma atmosfera ténue (1 micropascal de pressão atmosférica à superfície) composta de oxigénio.

De entre todas as luas do sistema solar, só seis têm atmosfera: Io, Calisto, Encélado, Ganímedes, Titã e Tritão. Ao contrário do oxigénio da atmosfera terrestre, o oxigénio em Europa não deve ter origembiológica. É provavelmente gerado pela luz do sol e partículas carregadas que atingem a superfície gelada produzindo vapor de água que subsequentemente se divide em hidrogénio e oxigénio. O hidrogénio escapa à gravidade de Europa por causa da sua massa atómica muito pequena, deixando para trás o oxigénio.

Em algumas áreas conseguiu-se observar uma espécie de nuvem, talvez névoa de gotas de amónia. A temperatura à superfície de Europa é de -163°C graus no equador e de apenas -223°C graus nos pólos.

Hidrografia

A quando da passagem das sondas Voyager, as imagens mostraram uma superfície inesperada e sem muitas marcas de impacto. O gelo que cobre a superfície assemelhava-se muito ao gelo que cobre os oceanos polares da Terra, o que levantou suspeitas entre os cientistas sobre um possível oceano por debaixo da capa de gelo.

Conamara Chaos é uma região de terreno caótico que foi produzida por derretimento de gelo. A região consiste em placas de gelo que se movem e rodam. À volta destas placas há uma região caótica de blocos de gelo, que podem ter sido formados a partir de água ou gelo quente que fluiu de baixo para a superfície.

A região de Conamara Chaos é vista como uma prova para a existência do oceano por baixo da capa gelada que envolve todo o globo de Europa. Conclui-se assim que era provável a existência de água líquida no passado, mas não se sabe ao certo se existe um oceano líquido na contemporaneidade.

A cratera Pwyll é uma cratera jovem e tomou o nome de um deus celta do submundo. As áreas brancas que irradiam da cratera são áreas jovens que se quebraram com o impacto e voltaram a congelar, tapando novamente o oceano debaixo da superfície.

A 2 de Março de 1998, a NASA anunciou que a sonda Galileo descobriu fortes evidências do que se julgar ser um oceano salgado por debaixo da superfície, o que fortaleceu as suspeitas anteriores. Provas espectrográficas mostraram que as raias vermelhas escuras e as características na superfície são ricas em sais tais como sulfato de magnésio, depositados por água que evapora que emerge do interior. Contudo, estes sais são incolores ou brancos quando puros, algum outro material deve estar presente para dar a cor avermelhada. Suspeita-se que sejam compostos sulfúricos ou ferrosos.

Devido às temperaturas extremamente baixas, o gelo é tão duro como rocha e deve ter uma espessura de 10 a 30 km cobrindo toda a superfície, o que indica que o oceano líquido pode ter até 90 km de profundidade.

Vida em Europa

Suspeita-se que a vida extraterrestre possa existir no oceano por baixo do gelo, talvez subsistindo como os seres vivos que vivem em condições semelhantes na Terra, já que Europa tem elementos essenciais para a vida como a conhecemos: água e calor e compostos orgânicos. Ou seja, em respiradouros hidrotermais como no fundo dos oceanos ou como no Lago Vostok da Antártida.

No filme, IMAX, documental de 2005 Aliens of the Deep de James Cameron, exobiólogos da NASA e biólogos marinhos investigam os respiradouros hidrotermais no Atlântico e Pacífico. Estas zonas têm o seu próprio ecossistema que suporta organismos como vermes-tubo gigantes, caranguejos brancos cegos, e muitos camarões. Estes animais vivem destas fontes hidrotermais superaquecidas e sulfurosas e não necessitam do sol. A ideia de algo assim em Europa tem sido discutido pelos cientistas, e esta lua é capaz de ter um ecossistema semelhante onde vida extraterrestre pode existir.

Na camada exterior de gelo de Europa destacam-se zonas raiadas de cor avermelhada. Duas bactérias extremófilas terrestres que foram testadas pela NASA poderiam viver nesse oceano, e são espécies castanhas e cor-de-rosa, o que poderia explicar a cor avermelhada.

A bactéria extremófila chamada Deinococcus radiodurans consegue sobreviver à radiação ultravioleta do espaço, a ambientes extremamente frios e oxidativos, assim como severamente ionizados e vácuo. Esta bactéria foi ainda exposta a testes contendo concentrações bastante altas de sulfatos de magnésio e ácido sulfurico, condições que são esperadas em Europa.

No entanto, nenhum extremófilo da Terra poderia viver na superfície de Europa, mas poderia viver no suposto oceano. Os organismos poderiam viver no oceano e serem lançados por uma espécie de erupção para a superfície e congelados de imediato. A diferença de assinaturas em infravermelho entre os microorganismos testados e Europa poderia ser explicada pela radiação que a lua recebe. No entanto, apenas com uma missão que pouse na superfície é que seria possível verificar a veracidade desta experiência.

Para evitar qualquer tipo de contaminação, a sonda Galileo foi enviada para Júpiter de forma a ser destruída, para evitar que despenhasse em Europa e contaminasse a lua com microrganismos terrestres. A introdução de microrganismos poderia tornar impossível a determinação de que Europa tem ou não vida nativa, ou até poderia destruir essas formas de vida caso existam.

Via: Google