A NASA está prestes a lançar um telescópio capaz de mudar a forma como enxergamos o Universo. Ele se chama Telescópio Espacial Nancy Grace Roman, e sua missão é entender como o Universo mudou ao longo do tempo, descobrir o que está acelerando sua expansão e mapear planetas que existem muito além do nosso Sistema Solar. Vem entender o que torna esse telescópio tão especial, quando será o lançamento e o que os astrônomos esperam descobrir com ele. O que é o Telescópio Espacial Nancy Grace Roman? O nome é uma homenagem a Nancy Grace Roman, a primeira astrônoma-chefe da história da NASA, conhecida como “a mãe do Telescópio Hubble” por seu papel fundamental na criação daquele que se tornaria um dos observatórios mais famosos da história. O Roman não vem para substituir o Hubble ou o Telescópio James Webb. Pelo contrário, ele vem para complementá-los, com uma especialidade própria: um campo de visão gigantesco. Isso só é possível porque Roman consegue enxergar uma área do céu pelo menos 100 vezes maior que a do Hubble em uma única observação, o que permitirá medir a luz de mais de um bilhão de galáxias ao longo de sua missão. Com essa visão panorâmica, o Roman vai perseguir três grandes objetivos: investigar a energia escura (a força que parece estar acelerando a expansão do Universo), fazer um verdadeiro censo estatístico de exoplanetas (planetas que orbitam outras estrelas) e explorar o Universo em luz infravermelha, revelando detalhes que escapam aos telescópios ópticos comuns. Quando e como será o lançamento? O lançamento do Roman está previsto para 30 de agosto de 2026, às 8h26 (horário de Brasília), a bordo de um foguete Falcon Heavy da SpaceX, decolando do Complexo de Lançamento 39A do Centro Espacial Kennedy, na Flórida. (Nota editorial: como essa data está muito próxima do momento de publicação deste artigo, e lançamentos espaciais atrasam com certa frequência, vale sempre checar o status mais recente antes de tomar a data como certa.) Antes de decolar, o observatório passou por uma etapa chamada encapsulamento: a espaçonave foi encaixada dentro da carenagem do foguete, uma espécie de “capacete” de 13 metros de altura que protege o telescópio durante a subida pela atmosfera. Poucos minutos após o lançamento, quando as condições ficam seguras, essa carenagem se separa e cai de volta à Terra (a SpaceX recupera as duas metades), enquanto o Roman segue rumo ao espaço. A tecnologia por trás do Roman Um espelho do tamanho do Hubble, mas com visão muito maior O Roman capta luz usando um espelho primário de 2,4 metros de diâmetro, sendo exatamente o mesmo tamanho do espelho do Hubble. A diferença não está no tamanho do espelho, e sim no conjunto de câmeras conectado a ele, que consegue captar uma área de céu muito maior em cada observação. Além de ser um telescópio, o Roman também é uma espaçonave completa: tem sistema de propulsão, tanques de combustível e quilômetros de cabos de energia e comunicação. No total, mede cerca de 12,8 metros de comprimento por 4,3 metros de largura, e pesa mais de 9 toneladas com o tanque cheio (um peso que, claro, deixa de importar assim que ele estiver flutuando no espaço). Detectores de altíssima resolução Os detectores do Roman são fruto de décadas de evolução da tecnologia da NASA. Para efeito de comparação: o Hubble tem detectores de 1.000 por 1.000 pixels, e o Telescópio James Webb, de 2.000 por 2.000 pixels. Já o Telescópio Espacial Roman conta com detectores de 4.000 por 4.000 pixels, comprimidos em um espaço de apenas alguns centímetros quadrados. O espaçamento entre cada pixel equivale a uma fração da largura de um fio de cabelo. Para se ter uma ideia da escala: uma TV 4K tem resolução de 4K por 2K de pixels. O Roman tem o dobro disso em uma área de poucos centímetros quadrados e ainda combina 18 desses detectores lado a lado. É essa combinação que gera o campo de visão gigantesco que torna o Roman tão especial. Estabilidade extrema: a luta contra a vibração Para atingir seus objetivos científicos, o Roman precisa ser extremamente estável durante as observações. Sabe quando você tenta fotografar algo com o celular e a mão treme, ou alguém esbarra em você no momento do clique? A foto acaba saindo com um borrão, não é mesmo? No caso de um telescópio espacial, os engenheiros chamam de “jitter” qualquer pequena vibração ou tremor que possa borrar a imagem. Uma das formas de reduzir esse tremor foi o próprio design dos painéis solares do Roman. Pois eles são rígidos e não se projetam muito para fora da espaçonave, dessa forma ele se mantém firme durante as observações. Onde o Roman vai ficar: o Ponto de Lagrange 2 Depois do lançamento, o Roman não vai ficar orbitando a Terra de perto, como muitos satélites. Ele vai viajar bem mais longe, passando até da órbita da Lua, até chegar a um ponto especial no espaço chamado Ponto de Lagrange 2 (L2), a cerca de 1,5 milhão de quilômetros da Terra. Esse ponto é um lugar onde o equilíbrio entre a gravidade do Sol e da Terra permite que uma espaçonave permaneça em uma posição relativamente estável, gastando pouco combustível para se manter ali. É o mesmo tipo de local onde o Telescópio James Webb também está posicionado. Ficar longe da Terra também evita um problema comum em satélites de órbita baixa: a cada 90 minutos, um satélite orbitando perto da Terra entra e sai da sombra do planeta, sofrendo mudanças bruscas de temperatura que fazem os materiais se expandirem e se contraírem repetidamente. No L2, o Roman evita esse estresse térmico constante, o que ajuda a manter sua estabilidade. Quanta informação o Roman vai coletar? Com detectores tão avançados e um campo de visão tão amplo, o Roman vai gerar uma quantidade impressionante de dados. Se a meta original era captar uma imagem a cada dois minutos, o telescópio na verdade tem capacidade de registrar uma imagem a
Como o Sistema Solar se formou?
Você já se perguntou de onde vieram o Sol, a Terra e todos os outros planetas? A resposta começa de um jeito meio poético: tudo o que existe no nosso Sistema Solar veio de uma nuvem. Não uma nuvem como as que vemos no céu, mas uma nuvem gigantesca de gás e poeira, flutuando no espaço, há quase 4,6 bilhões de anos. Vamos entender, passo a passo, como essa nuvem virou uma estrela, oito planetas e tudo mais que conhecemos hoje. Mas se você quiser primeiro ter uma visão geral de tudo o que existe no Sistema Solar (planetas, luas, asteroides), vale a pena conferir o artigo principal sobre o Sistema Solar antes de continuar por aqui. Visto que ele funciona como um mapa geral, e este texto é o mergulho na origem de tudo isso. Tudo começou com uma nuvem de gás e poeira Existem nuvens de gás e poeira espalhadas por toda a nossa galáxia. Os astrônomos chamam essas nuvens de nebulosas. Elas são feitas, principalmente, de hidrogênio e hélio (os elementos mais simples e mais comuns do Universo), misturados com um pouco de poeira mais pesada, formada dentro de estrelas que existiram antes do nosso Sol. Na maior parte do tempo, essas nuvens ficam quietas, espalhadas por um espaço enorme. Mas, de vez em quando, alguma coisa perturba esse equilíbrio. Pode ser, por exemplo, a onda de choque de uma estrela vizinha explodindo (um fenômeno chamado supernova). Essa perturbação é suficiente para a gravidade começar a puxar a nuvem para dentro dela mesma. Foi assim que a nossa história começou: uma nuvem chamada nebulosa solar começou a colapsar sob o próprio peso. De nuvem a disco: como a poeira virou planetas A nuvem começa a girar e a se achatar Quando a nebulosa solar começou a colapsar, ela também começou a girar. Mais ou menos como um patinador que gira mais rápido quando encolhe os braços perto do corpo. Conforme foi girando, a nuvem foi ficando cada vez mais achatada, até virar um grande disco giratório de gás e poeira. Os astrônomos chamam esse disco de disco protoplanetário. De grão de poeira a planeta: condensação e acreção Dentro desse disco, dois processos foram organizando toda aquela poeira em algo maior. O primeiro se chama condensação: é quando o gás se transforma em partículas sólidas, do mesmo jeito que o vapor da sua respiração vira gotinhas em um dia frio. No disco protoplanetário, esse processo criou pequenas partículas sólidas, algumas delas, chamadas côndrulos, ainda são encontradas hoje presas dentro de certos meteoritos, como pequenas cápsulas do tempo da formação do Sistema Solar. O segundo processo se chama acreção: é quando essas partículas pequenas vão se juntando umas às outras, formando objetos cada vez maiores. No começo, quem junta as partículas é a mesma força elétrica que faz a poeira se acumular debaixo de um sofá. Mas, à medida que os aglomerados crescem, a força da gravidade entra em ação e passa a fazer o trabalho pesado, puxando cada vez mais massa para perto. Assim, grão a grão, colisão após colisão, esses aglomerados foram virando rochas maiores, depois pequenos mundos chamados planetesimais, com dimensões que variavam de alguns quilômetros a várias centenas de quilômetros de diâmetro. Esses blocos de construção maiores se combinaram sob a força da gravidade para formar protoplanetas, que foram os precursores da maioria dos planetas atuais do sistema solar. Como nasceu o Sol Enquanto isso, no centro do disco, a maior parte da matéria estava se acumulando. E, quanto mais matéria se juntava, maior ficava a pressão e a temperatura ali dentro. Em determinado momento, a pressão no centro ficou tão alta que os átomos de hidrogênio começaram a se fundir, formando hélio e liberando uma quantidade gigantesca de energia nesse processo. Isso se chama fusão nuclear, e foi esse processo que deu início ao Sol como conhecemos hoje. A partir daquele momento, nossa estrela começou a brilhar, e nunca mais parou. O Sol acabou ficando com praticamente toda a massa disponível na nebulosa original: cerca de 99,86% de tudo o que existe no Sistema Solar está concentrado nele. Do restante, quase 70% forma o planeta Júpiter, o que dá uma ideia de como sobrou muito pouco material para formar a Terra e os outros planetas. Curiosidades sobre o Sol que você vai querer contar por aí Por que os planetas são tão diferentes uns dos outros? Se você já reparou que os quatro primeiros planetas (Mercúrio, Vênus, Terra e Marte) são pequenos e rochosos, enquanto os quatro seguintes (Júpiter, Saturno, Urano e Netuno) são gigantes de gás, tem uma explicação simples para isso: a temperatura. Perto do Sol, fazia calor demais para materiais como gelo e gases sobreviverem. Só rocha e metal aguentavam ficar ali, formando os planetas telúricos que conhecemos. Mais longe, onde a temperatura era mais baixa, gelo e gás puderam se acumular em grande quantidade, dando origem aos gigantes gasosos e aos gigantes de gelo. Depois de formados, os planetas continuaram “limpando” sua própria órbita, engolindo planetesimais menores que ainda estavam por perto, ou lançando-os para fora com sua gravidade. Essa “faxina” é, inclusive, um dos critérios oficiais para um corpo ser considerado planeta. A Lua nasceu de uma colisão gigante Nem tudo, na formação do Sistema Solar, aconteceu de forma tranquila. Nos estágios finais, alguns planetas em formação chegaram a colidir entre si, o que os cientistas chamam de impactos gigantes. A explicação mais aceita hoje para a origem da nossa Lua é justamente uma dessas colisões: um corpo do tamanho de Marte, batizado de Theia (ou Teia), teria se chocado com a Terra ainda em formação. O impacto teria jogado uma nuvem de detritos ao redor do nosso planeta e foi a partir desses detritos que a Lua se formou. Em 2016, uma equipe liderada por Edward Young, da Universidade da Califórnia, em Los Angeles, apresentou evidências a partir de comparações químicas, de que Theia e a Terra colidiram de frente, numa colisão que misturou muito bem seus
Sistema Solar: planetas e tudo o que você precisa saber
Se alguém pedisse para você descrever nosso endereço cósmico em uma frase, essa frase seria mais ou menos assim: vivemos em um pequeno planeta rochoso, a 150 milhões de quilômetros de uma estrela mediana, em um braço secundário de uma galáxia espiral entre bilhões de outras. Bem-vindo ao Sistema Solar, nossa vizinhança no Universo, e o único lugar onde, até onde sabemos, a vida encontrou espaço para acontecer. O que é o Sistema Solar? O Sistema Solar é o conjunto formado pelo Sol e por tudo o que orbita ao seu redor: oito planetas, cinco planetas anões oficialmente reconhecidos, mais de 400 luas já identificadas (um número que só cresce, à medida que novos telescópios encontram satélites cada vez menores), além de milhões de asteroides, cometas e vastas nuvens de gás e poeira extremamente rarefeitas, o chamado meio interplanetário. O Sol está bem no centro de tudo isso e concentra, sozinho, 99,9% de toda a massa do sistema. É essa massa gigantesca que gera a força gravitacional responsável por manter tudo, dos planetas aos cometas mais distantes, orbitando ao seu redor. Os oito planetas se dividem em dois grupos bem diferentes entre si: os quatro internos (Mercúrio, Vênus, Terra e Marte) são rochosos, também chamados de telúricos. Os quatro externos (Júpiter, Saturno, Urano e Netuno) são gigantes, feitos principalmente de gás e gelo. E o Sistema Solar, claro, não está parado em algum canto do espaço. Ele fica na Via Láctea, uma galáxia espiral barrada, posicionado em um braço parcial chamado Braço de Órion (ou Esporão de Órion), entre os braços maiores de Sagitário e Perseu. E ele se move muito rápido: orbitamos o centro da galáxia a cerca de 828 mil km/h, uma volta completa a cada 230 milhões de anos. Como o Sistema Solar se formou? O sistema solar se formou em apenas alguns milhões de anos, o que é bastante rápido considerando que o universo tem 14 bilhões de anos! Tudo começou há 4,567 bilhões de anos. Uma nuvem gigantesca de gás e poeira interestelar, provavelmente empurrada pela onda de choque de uma supernova próxima, entrou em colapso sob a própria gravidade. Ao colapsar, essa nuvem começou a girar cada vez mais rápido (o mesmo efeito que faz uma patinadora girar mais rápido ao encolher os braços) e, aos poucos, se achatou até formar um disco giratório de gás e poeira: a nebulosa solar. No centro desse disco, a gravidade foi puxando cada vez mais matéria para dentro. Em cerca de um milhão de anos, a pressão e a temperatura no núcleo ficaram tão altas que os átomos de hidrogênio começaram a se fundir, formando hélio e liberando uma quantidade colossal de energia. Assim, nasceu o nosso Sol, que com o tempo acumulou mais de 99% da matéria disponível. Enquanto isso, mais longe, a matéria remanescente no disco também se aglomerava. Grãos de poeira colidiam e se grudavam, formando aglomerados cada vez maiores, que colidiam entre si e formavam corpos ainda maiores. Alguns desses corpos ficaram grandes o suficiente para que a própria gravidade os moldasse em esferas e viraram planetas, planetas anões e luas grandes. Em outros casos, os corpos nunca conseguiram se unir: é aí que temos o cinturão de asteroides, formado por fragmentos que jamais se tornaram um planeta. Foi em cerca de 3,5 milhões de anos que o Sistema Solar tomou a forma que conhecemos hoje: quatro planetas pequenos na região interna, quatro gigantes na região externa. A explicação para essa divisão é térmica: perto do Sol, só material rochoso aguentava o calor intenso do sistema jovem, dando origem aos planetas telúricos. Mais longe, onde a temperatura era mais amena, gelo, líquido e gás puderam se acumular em grande quantidade, formando os gigantes gasosos (Júpiter e Saturno) e os gigantes de gelo (Urano e Netuno). Quais são os planetas do Sistema Solar? São oito, em ordem de distância do Sol: Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. Vamos conhecer cada um. Mercúrio Mercúrio é o menor planeta do Sistema Solar e também o mais próximo do Sol, o que faz dele um mundo de temperaturas escaldantes e exploração bastante difícil. A proximidade também tem outro efeito: a atração gravitacional do Sol é tão forte que Mercúrio precisa correr, orbitando a cerca de 170.000 km/h e completando uma volta em apenas 88 dias. Já sua rotação é bem mais preguiçosa: um giro completo em torno do próprio eixo leva 59 dias terrestres, o que significa que um dia solar em Mercúrio (o tempo entre um “meio-dia” e outro) dura dois terços de um ano mercuriano inteiro. A relação de Mercúrio com o Sol também é a mais “instável” do sistema: ele tem a órbita mais excêntrica (elíptica) de todos os planetas, variando de cerca de 46 a 70 milhões de quilômetros de distância do Sol. Vênus O planeta mais quente do Sistema Solar. Sim, mais quente que Mercúrio, mesmo estando mais longe do Sol, por causa de um efeito estufa descontrolado em sua atmosfera densa. Vênus brilha tanto no céu que muita gente confunde com uma estrela, apelidando-o de “estrela da manhã” ou “estrela da tarde”. Vênus completa uma volta ao redor do Sol em 224 dias terrestres, mas sua rotação é extremamente lenta: um giro completo leva 243 dias terrestres, mais tempo que o próprio ano vênusiano. E, para completar a excentricidade, Vênus gira ao contrário de quase todos os outros planetas (um fenômeno chamado rotação retrógrada), o que faz o Sol nascer no oeste e se pôr no leste por lá. Terra A Terra é o único planeta do Sistema Solar com água em seus três estados físicos (sólido, líquido e gasoso) em grande quantidade. E, até onde sabemos, o único lugar no Universo com vida. É um dos quatro planetas rochosos, e o maior deles, com 12.700 km de diâmetro. Está a 149.597.870 km do Sol, distância que, aliás, é a referência para a unidade astronômica (UA), usada para medir distâncias por todo o Sistema Solar. Marte O
Buracos Negros: o que são e como se formam
Buracos negros são um dos objetos mais extremos que conhecemos no universo e também um dos mais mal compreendidos, mesmo entre quem curte astronomia. Neste artigo, a gente vai desmontar o conceito com calma: o que ele é de verdade, como nasce, como conseguimos “ver” algo que não emite luz nenhuma, e quais perguntas ainda deixam os astrofísicos coçando a cabeça. O que é, afinal, um buraco negro? Na definição mais direta: um buraco negro é uma região do espaço onde uma quantidade absurda de massa está espremida em um volume minúsculo. Essa concentração gera um campo gravitacional tão forte que nada, nem mesmo a luz, a coisa mais rápida que existe, consegue escapar dali. Repare que não estamos falando de um buraco de verdade, um vazio no espaço. É melhor pensar nisso como um objeto extremamente denso. A fronteira que separa “ainda dá para fugir” de “não tem mais volta” tem nome: horizonte de eventos. A partir dele, a velocidade necessária para escapar da gravidade do buraco negro ultrapassa a velocidade da luz — e como nada no Universo viaja mais rápido que a luz, a fuga simplesmente deixa de ser fisicamente possível. Vale reforçar: o horizonte de eventos não é uma superfície sólida, como o chão da Terra. É um limite matemático, uma linha invisível que demarca o ponto sem retorno. E lá no centro, segundo as equações da relatividade geral, toda essa massa estaria concentrada em um único ponto de densidade infinita — a chamada singularidade. Aqui vale uma pausa honesta: a física ainda não tem uma teoria completa que explique o que realmente acontece nesse ponto. É exatamente ali que nossas duas grandes teorias fundamentais, a relatividade geral e a mecânica quântica, entram em rota de colisão, e ninguém, até hoje, sabe conciliá-las por completo. Como um buraco negro se forma? Para entender de onde vem um buraco negro, primeiro precisamos falar sobre como uma estrela nasce e, principalmente, como ela morre. O ciclo de vida de uma estrela Toda estrela começa como uma nuvem gigantesca de gás, principalmente hidrogênio, que vai colapsando sobre si mesma por causa da própria gravidade. Conforme o gás se contrai, os átomos colidem cada vez mais rápido e com mais frequência, e a nuvem esquenta. Em determinado momento, a temperatura fica tão alta que os átomos de hidrogênio, ao se chocarem, param de se repelir e passam a se fundir, formando hélio. É essa fusão nuclear que libera energia, e é ela que faz a estrela brilhar. O calor dessa reação também empurra o gás para fora, aumentando a pressão interna até ela se equilibrar com a gravidade, que puxa tudo para dentro. Pensa em um balão de festa: o ar lá dentro empurra a borracha para fora, e a tensão da borracha puxa para dentro enquanto os dois lados se equilibram, o balão fica estável. Com a estrela é a mesma lógica, só que esse equilíbrio pode durar bilhões de anos. O problema é que o combustível nuclear não é infinito. E aqui vem uma ironia interessante: quanto mais massiva a estrela, mais rápido ela gasta seu combustível. Estrelas maiores precisam queimar hidrogênio mais depressa e a temperaturas mais altas para sustentar o equilíbrio contra a própria gravidade, e isso significa que elas esgotam suas reservas bem antes das estrelas menores. Quando o combustível acaba, a fusão para de sustentar a pressão que segurava a estrela contra a gravidade. Sem esse equilíbrio, ela começa a esfriar e a se contrair. E é aqui que o destino da estrela se define: dependendo da massa que sobra, ela vai terminar como uma anã branca, uma estrela de nêutrons ou um buraco negro como você vai ver a seguir. Da supernova ao colapso: o nascimento de um buraco negro estelar Quando uma estrela bem massiva, com pelo menos 10 a 20 vezes a massa do Sol, fica sem combustível, a fusão nuclear para de segurar a estrela contra sua própria gravidade. Sem essa força de sustentação, o núcleo começa a colapsar sobre si mesmo. As camadas externas despencam em direção ao núcleo, ricocheteiam e são lançadas para o espaço em uma explosão violenta: a supernova. O que sobra depois dessa explosão, o núcleo remanescente, segue caminhos diferentes conforme sua massa: Vale desfazer uma confusão comum aqui: a famosa marca de 1,4 massas solares, ligada aos cálculos do físico indiano Subrahmanyan Chandrasekhar, não é o limiar para virar um buraco negro, é o limite máximo de massa que uma anã branca consegue sustentar. Para de fato virar um buraco negro, o núcleo remanescente precisa ultrapassar um teto bem maior, de aproximadamente três massas solares. Esses são os chamados buracos negros de massa estelar, e estima-se que existam milhares deles espalhados pela Via Láctea, a maioria ainda sem ser detectada. Os buracos negros supermassivos: o mistério que ainda intriga os astrônomos Nem todo buraco negro vem da morte de uma estrela. No centro da maioria das galáxias (a nossa inclusive) moram os buracos negros supermassivos, com massas de milhões a bilhões de sóis. Eles são grandes demais para terem nascido do colapso de uma única estrela, e como exatamente se formam ainda é uma das perguntas em aberto da astrofísica moderna. Algumas hipóteses que estão sendo investigadas: Existe ainda uma ideia distinta, e não comprovada, de que parte dos buracos negros do Universo poderia ter surgido logo depois do Big Bang, por processos que ainda não entendemos direito. Futuras missões da Agência Espacial Europeia (ESA), como o telescópio Webb e os observatórios LISA e Athena, devem ajudar a testar essa e outras hipóteses nos próximos anos. Quantos tipos de buraco negro existem? De forma geral, a astronomia costuma dividir os buracos negros em quatro categorias, de acordo com a massa: Como se detecta algo que é, literalmente, invisível? Boa pergunta, né? Buracos negros não emitem nem refletem luz, o que os torna, a rigor, invisíveis para qualquer telescópio. A saída dos astrônomos é observar os efeitos que eles causam no que está ao
