Olhando sinais da existência de vida no Universo a partir da Lua


Lua crescente em conjunção com Mercúrio e Vênus no Monte Paranal. Observe a luz da Terra refletida na superfície obscura da Lua, não iluminada diretamente pelo Sol. Crédito: ESO/B. Tafreshi/TWAN (twanight.org)

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Ao olhar a luz da Lua com o VLT (Very Large Telescope) do ESO no Chile, os astrônomos acharam sinais de evidências da existência de vida no Universo: a da própria Terra. Encontrar vida, olhando de fora, em nosso planeta pode até parecer algo trivial, mas esta técnica inédita utilizada pelo time de cientistas do ESO poderá servir como meio de descobrir a presença vida em outros locais no Universo.

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Michael Sterzik (ESO), autor líder da pesquisa, explicou [1]:

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Usamos o método chamado “medição da luz cinérea” para observar a Terra como se esta fosse um exoplaneta. O Sol ilumina a Terra e essa radiação é refletida para a superfície da Lua. A superfície lunar atua como um espelho gigante e reflete a radiação terrestre de volta a nós, na Terra. É essa radiação que analisamos através do Very Large Telescope do ESO.

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Luz refletida na Lua dá as pistas

Os astrônomos analisaram a tênue luz cinérea procurando vestígios, tais como algumas combinações de gases existentes na atmosfera terrestre [2] que são assinaturas da existência de vida orgânica. Este método estabelece a Terra como um marco na futura procura de vida em planetas extrasolares.

Bio assinaturas encontradas na luz polarizada lunar reveladas através da espectropolarimetria. Crédito: Michael Sterzik/ESO

As impressões digitais da vida ou assinaturas biológicas são difíceis de encontrar por métodos convencionais, mas a equipe foi pioneira usando uma nova metodologia bem sensível. Em vez de apenas medir quão brilhante a radiação é refletida em diversas cores, afere-se também o efeito polarização da radiação [3], através do método da espectropolarimetria. Ao aplicar esta técnica à luz cinérea lunar, as marcações biológicas na radiação refletida pela Lua originadas na Terra aparecem indubitavelmente.

Stefano Bagnulo (Armagh Observatory, Irlanda do Norte, Reino Unido), membro da equipe, esclareceu as vantagens da técnica utilizada:

A radiação emitida por um exoplaneta distante é muito fraca em comparação como o brilho da sua estrela mãe e por isso é muito difícil de analisar. Tal é comparável a estudar um grão de poeira que esteja ao lado de uma lâmpada muito brilhante. Entretanto sabemos que a radiação refletida pelo planeta é polarizada diferentemente da radiação emitida pela estrela hospedeira, que não é polarizada. Por isso, o método da polarimetria nos permite isolar a tênue radiação refletida de um exoplaneta da brilhante radiação estelar.

A luz do Sol refletida pela Terra é espelhada na Lua de forma polarizada. Crédito: ESO/L. Calçada

Os cientistas analisaram tanto as cores como o nível de ionização da radiação emitida pela Terra após sua reflexão na Lua, simulando assim como se a luz viesse de um exoplaneta. Os pesquisadores conseguiram concluir que a atmosfera terrestre é parcialmente nublada, que parte da superfície do nosso planeta está coberta por oceanos e o mais importante: abriga vegetação. Os astrônomos detectaram também variações na cobertura de nuvens e na quantidade de vegetação em épocas diferentes, correspondentes às distintas partes da Terra refletindo radiação solar na Lua.

Enric Palle (Instituto de Astrofisica das Canárias, Tenerife, Espanha) acrescentou:

Verificar a presença da vida fora extrasolar depende essencialmente de duas coisas: primeiro, se essa vida existe efetivamente e segundo se temos a capacidade técnica de medir sua assinatura. Este trabalho dá um passo relevante no caminho para atingirmos esta habilidade. A espectropolarimetria pode nos informar se vida a vegetal simples, baseada na química da fotossíntese,  emergiu em outras partes do Universo. Certamente, no entanto, nós não estamos procurando por homenzinhos verdes ou evidências de vida extraterrestre inteligente.

A nova geração de telescópios poderão nos ajudar na descoberta extraordinária de que a Terra não é o único planeta portador de vida na imensidão do Universo.

Os resultados da pesquisa foram publicados no artigo científico “Biosignatures as revealed by spectropolarimetry of Earthshine”, por M. Sterzik et al., Nature, 01 de março de 2012.

A equipe de pesquisa foi composta por Michael F. Sterzik (ESO, Chile), Stefano Bagnulo (Armagh Observatory, Northern Ireland, RU) e Enric Palle (Instituto de Astrofísica de Canarias, Tenerife, Espanha).

Notas

[1] A luz cinérea, ou a “Lua velha nos braços da Lua nova”, pode ser vista facilmente a olho nu e é realçada por binóculos. A luz cinérea se destaca quando a Lua se apresenta no início da fase crescente, cerca de três dias antes ou depois da Lua Nova.

O brilho lunar reflete a luz da Terra de forma mais intensa na Lua Nova e no início da Lua Crescente. Crédito: ESO/NASA/M. Kornmesser

Além do crescente luminoso, o resto do disco lunar é visível, fracamente iluminado pela Terra brilhante no céu lunar.

[2] Na atmosfera terrestre, os principais gases produzidos por processos eminentemente biológicos são o oxigênio, o nitrogênio, o metano e o dióxido de carbono. Mesmo assim, estes gases podem estar presentes de forma natural na atmosfera de um exoplaneta sem que haja a presença de vida. O que constitui uma assinatura biológica é a presença simultânea destes gases em quantidades significativas, apenas coerentes com a presença de vida. Devemos considerar que se a vida por hipótese repentinamente desaparecesse e estes gases deixassem de serem produzidos, estes iriam reagir e recombinar-se. Os componentes seriam consumidos rapidamente e as assinaturas biológicas relativas desapareceriam com eles.

[3] Quando a radiação está polarizada, as suas componentes de campo elétrico e magnético têm uma orientação específica. Na radiação não polarizada, a orientação dos campos é aleatória, sem direções privilegiadas. A técnica utilizada em alguns cinemas 3D consiste em usar luz polarizada: imagens separadas feitas com radiação diferentemente polarizada são enviadas aos olhos (esquerdo e direito) por meio de filtros polarizadores nos óculos. A equipe mediu a polarização utilizando um modo especial do instrumento FORS2 montado no VLT.

Fontes

Centauri Dreams: Finding Life Through Polarized Light

ESO: VLT Rediscovers Life on Earth by looking at the Moon

Nature: Biosignatures as revealed by spectropolarimetry of Earthshine

Artigo Científico

The Earth as a benchmark: spectropolarimetry unveils strong bio-signatures

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