”ALBA-NEAGRA” ÎN COSMOLOGIA ACTUALĂ PE PROBLEMATICA EXISTENȚEI MATERIEI NEGRE. MODELUL MOND NU IMPLICĂ MATERIA INTUNECATĂ CI UN COMPORTAMENT GRAVITAȚIONAL DIFERIT LA ACCELERĂRI REDUSE

Dacă 80% din masa Universului este invizibilă (materie neagră), universul este misterios. Această ipoteză, deși nu poate fi demonstrată convine comunității științifice, pentru că ar explica multe alte relații și fenomene ale universului ”magic” dintr-o perspectivă științifică, cea a actualului model cosmologic. Cealaltă ipoteză, mai nou apărută, susține că masa invizibilă sau lipsă de 80% a Universului, ar putea să nu existe de fel – că nu ar fi nevoie de ea și că, ar fi necesară doar o ajustare a legilor fizicii newtoniene, care să explice de ce la scară cosmologică – velocitatea redusă a unor macro-sisteme se traduce într-o gravitație mai puternică și un comportament structural diferit față de cel preconizat anterior.

Cercetătorii au dezvoltat simulări computerizate complexe pentru a genera un test ce ar putea răspunde la una din întrebările complexe ale astrofizicii: materia neagră există cu adevărat? Legea gravitației Newtoniene ar trebui modificată?

Noul studiu, publicat în jurnalul ”Physical Review Letters”, arată că răspunsul se află în mișcarea stelelor din cadrul galaxiilor satelitare ce se rotesc în jurul Căii Lactee.

Utilizând unul dintre cele mai rapide super-computere din lume, oamenii de știință au simulat distribuția materiei așa-numitelor galaxii pitice satelitare, care sunt structuri mai mici ce orbitează de pildă Calea Lactee sau Andromeda.

Cercetătorii s-au concentrat pe relația numită RAR (relația de accelerație radială). În galaxiile discoidale, stelele se deplasează pe orbite circulare în jurul centrului galactic. Accelerația care le forțează să își modifice constant direcția este cauzată de atracția materiei din galaxie. RAR descrie relația dintre această accelerație și una cauzată numai de materia vizibilă și oferă o imagine a structurii galaxiilor și asupra distribuției materiei în acestea.

”Am simulat acum, pentru prima oară, relația RAR a galaxiilor pitice, asumând că materia neagră există”, a explicaty Prof. Dr. Cristiano Porciani de la Institutul de Astronomie Argenlander, al Universității Bonn.

”Ei bine, acestea (galaxiile pitice) s-au comportat ca niște versiuni la scară mai mică a galaxiilor mari”. Dar ce ar fi dacă acolo nu ar exista materie neagră și în loc de asta, gravitația ar funcționa diferit față de legea Newtoniană?

”În acest caz, relația RAR a galaxiilor pitice” depinde puternic de distanța față de galaxia părinte, ceea ce nu s-ar putea întâmpla dacă materia neagră ar exista”, a explicat cercetătorul Emilio Romano-Diaz.

Diferența face din galaxiile satelitare o probă puternică pentru testarea existenței reale a materiei negre. Sonda GAIA, care a fost lansată de Agenția Spațială Europeană (ESA) în 2013, poate deja să ofere un răspuns.

GAIA a fost proiectată pentru a studia stelele din Calea Lactee și galaxiile satelitare în detaliu fără precedent și a colectat un volum uriaș de date. Însă – probabil – vor fi necesari ani pentru a oferi un răspuns cert. ”Măsurătorile individuale nu sunt de ajuns pentru a testa micile diferențe pe care le-am identificat în simulările noastre.”, a explicat doctorandul Enrico Garaldi. Dar repetând de mai multe ori aceste măsurători – calculele vor fi tot mai precise – și mai devreme sau mai târziu am putea determina dacă galaxiile satelit se comporta ca și cum ar exista sau nu materia neagră în univers.

Materia Neagră reprezintă una dintre cele mai complexe și mai acute problematici ale cosmologiei actuale. Existența materiei negre a fost sugerată în urmă cu peste 80 de ani de către astronomul suedez Fritz Zwicky, care a observat că galaxiile se deplasează atât de rapid în cadrul roiurilor galactice, încât ar trebui să se disipeze. Așa încât Zwicky a postulat prezența unei specii de materie invizibile care, datorită masei proprii, ar exercita o gravitație suficientă pentru a păstra galaxiile pe orbitele lor observate.

În anii 1970, colega sa americană Vera Rubin a descoperit un fenomen similar în galaxii spiralate precum Calea Lactee: ele se rotesc atât de repede, încât forța centrifugă ar trebui să le împrăștie dacă ar fi prezentă doar materia vizibilă.

În prezent, cei mai mulți dintre fizicieni sunt convinși să materia neagră reprezintă 80% din masa Universului. Doarece nu interacționează cu lumina, este invizibilă în telescoape.

Cu toate acestea, existența materiei negre conferă sens unui mare număr de alte observații – cum ar fi distribuția radiației cosmice de fond, o rămășiță energetică a Big-Bang-ului.

Materia neagră oferă de asemenea o explicație bună pentru aranjamentul și rata de formare a galaxiilor în univers. În ciuda numeroaselor eforturi și experimente, nu există până în prezent nici o dovadă directă a existenței materiei negre.

Acest lucru i-a condus pe astronomi către o altă ipoteză, aceea că forța gravitațională în sine ar putea să se comporte în mod diferit față de cum s-a considerat anterior.

Conform teoriei MOND (Dinamica Newtoniană Modificată), atracția dintre două mase se supune legilor newtoniene doar până la un anumit punct.

La accelerări mici, cum sunt cele care prevalează în galaxii, gravitația devine considerabil mai puternică. De aceea, galaxiile nu se disipează datorită vitezelor de rotație iar teoria MOND se poate dispensa de materia neagră.

Noul studiu oferă astfel oportunități pentru ca astronomii să testeze cele două ipoteze.

Sursa: University of Bonn, via www.knowridge.com
Credit foto: E. Garaldi, C. Porciani, E. Romano-Díaz/University of Bonn for the ZOMG Kollaboration.
Traducere și adaptare: Ciprian Petru Crișan

EXPOZIȚIA ”UNIVERSUL MEU” LA EDIȚIA A III-A SAU UNIVERSUL PICTAT DE COPII PENTRU COPII

DSCF3312

În zilele noastre, termenul de ”astronomie” este asociat cel mai adesea ”prețurilor astronomice” sau ”distanțelor astronomice”, însă Universul figurat, așa cum și-l reprezintă copiii, – atunci când îl desenează sau îl pictează, cu multă îndemânare, pasiune, imaginație – devine operă artistică, sub îndrumarea cadrelor didactice.

DSCF3315

Expoziția de artă vizuală ”Universul Meu”, prezentată la Complexul Astronomic Baia Mare, ajunsă la a treia ediție, prezintă o selecție a celor mai valoroase lucrări artistice realizate de elevi de la mai multe instituții de învățământ din România, în cadrul unui concurs național cu același nume, expresie obiectivată a unui proiect educațional național de stimulare prin artă a interesului pentru această știință extraordinară, astronomia.

În cadrul proiectului, micuții artiști s-au documentat, și-au ales o temă favorită și o tehnică de artă vizuală, sub îndrumarea unui cadru didactic, iar odată realizată, lucrarea a fost înscrisă la concursul național ”Universul Meu” și jurizată.

DSCF3323

Expoziția de proiect a concursului național este, actualmente, prezentată la Complexul Astronomic Baia Mare, partener în proiect, gazdă a celor 40 de lucrări premiate în acest an. Expoziția este componentă a turului de vizitare a instituției noastre, iar lucrările sunt admirate și apreciate de mii de vizitatori, în fiecare an.

DSCF3307

Printre temele și titlurile de lucrări alese de micuții artiști premiați, în anul 2015, enumerăm: ”Magnificul Univers”, ”Familia Gummy” de pe planeta Gummy, ”Soarele și Pământul”, ”Venirea regelui”, ”Cosmos”, ”În jurul Soarelui”, ”Iubire pe Terra”, ”Zbor intergalactic”, ”Răsăritul”, ”Exploratorul Universului”, ”O călătorie prin Univers”, ”Printre planete”, ”În jurul Soarelui” și ”Visul meu”.

Ilustrări uluitoare ale talentului artistic, ale imaginației debordante, ale cunoștințelor dobândite și a interesului pentru astronomie, aceste lucrări, fără doar și poate, ar putea constitui plus valoarea oricărei galerii de artă contemporană din România și din lumea întreagă.

DSCF3327

Concursul național de creații plastice și literare ”Universul Meu” (cu 109 școli participante, din 37 de județe, cu 755 de lucrări înscrise și 176 de cadre didactice ce i-au asistat pe micuții artiști) a fost coordonat și în acest an, la ediția a III-a, de către Școala Gimnazială ”Octavian Goga” din Baia Mare, prin profesorii de învățământ primar Lăcrămioara Hosciuc și Cristina Șimf, partenerii proiectului fiind Inspectoratul Școlar Județean Maramureș, Casa Corpului Didactic Maramureș, Complexul Astronomic Baia Mare, Fundația de Voluntari Somaschi, Centrul Comunitar Francisc de Assisi Baia Mare, Liceul cu program sportiv Baia Mare.

Ciprian Crișan

UNIVERSUL PICTAT DE COPII PENTRU COPII
Versiune audio - via Ruxandra Munteanu

14 – 30 IULIE 2015: ”ASTRO-MANIA” LA COMPLEXUL ASTRONOMIC BAIA MARE – PROGRAM EDUCAȚIONAL DE INTRODUCERE ÎN ASTRONOMIE

astromania - program educațional

14 – 30 IULIE 2015: ”ASTRO-MANIA” LA COMPLEXUL ASTRONOMIC BAIA MARE – PROGRAM EDUCAȚIONAL DE INIȚIERE ÎN ASTRONOMIE

Complexul Astronomic Baia Mare a pregătit o surpriză de vacanță iubitorilor astronomiei: un program educațional intensiv de introducere în astronomie, care sub titulatura de ASTRO-MANIA, este ceva între o școală de vară și o tabără de vacanță, îmbinând cunoașterea și demonstrația, cu recreația, divertismentul, mișcarea și practica.

Așadar, în perioada 14 – 30 iulie 2015, săptămânal, în zilele de MARȚI-MIERCURI-JOI, între orele 10.00 – 14.00 se desfășoară la sediul instituției noastre din George Coșbuc, nr. 16, cursuri de introducere în astronomie pentru grupele de vârstă ”debutant” (clasele I-IV – între orele 10.00 -12.00) și ”avansat” (clasele V-VIII – între orele 12.00 – 14.00), susținute de lectori de la Centrul de Excelență în Astronomie CN Vasile ”Lucaciu”, de la Palatul Copiilor Baia Mare, precum și de la Complexul Astronomic Baia Mare, instituția gazdă.

Îmbinând teoria cu practica, demonstrația cu joaca și concentrarea cu mișcarea, acest program educațional ambițios dezvoltă câteva teme majore de interes din domeniul mare al astronomiei și privește evoluția tehnicii astronomice, cosmologia – structura și tipologia complexă a Universului, identificarea pe cer a ”siluetelor” cosmice – a constelațiilor de pe bolta cerească, ghidul practic al cerului pe anotimpuri. Mai mult, vom călători prin sistemul solar, pentru a vedea locul și rolul planetei noastre printre alte planete, vom face observații astronomice de zi și de noapte, vom studia în cadrul unor ateliere astro-filatelia și astro-fotografia, dar ne vom ocupa și cu cercetarea unora dintre cele mai interesante mistere ale Universului, puzzle-uri nerezolvate ale astronomiei și cercetarea fenomenului OZN și al vieții extraterestre etc. Printre altele, mici și mari, vom modela avioane și alte figurine tematice, vom desena și vom prezenta propriile creații și studii asupra unor fenomene, ne vom juca diverse jocuri tematice, vom pregăti o emisiune tv-online cu temă astronomică și vom elabora o publicație electronică, a cărei apariție va continua în funcție de interesul Dvs.

Elevii claselor I-VIII au toate motivele să participe la acest program educațional intensiv de introducere în astronomie, oferit de Complexul Astronomic Baia Mare, iar înscrierile se pot face începând din data de 9 iulie 2015, la sediul instituției din str. George Coșbuc 16., telefonic – la nr. 0262 275 206, sau prin e-mail, pe adresa planetariubm@gmail.com.

Participarea la acest program educațional se face cu o taxă minimală, respectiv 3 lei/persoană/zi, astfel încât costul participării integrale la program, pentru 9 ședințe este de 27 lei. Participanții cu prezență la toate cursurile de pregătire vor primi și o diplomă onorifică de participare la program. Informații suplimentare vor fi publicate foarte curând pe site-ul www.planetariubm.ro

Ovidiu Ignat, Ciprian Crișan

PS: Complexul Astronomic Baia Mare a demonstrat deja că pasiunea pentru astronomie nu ține cont de vârstă! Cel mai tânăr participant la activitățile noastre a avut puțin sub vârsta de o săptămână și a apreciat tot ce se întâmplă cu un gângurit fericit! Programul educațional ASTROMANIA se adresează, însă, unor grupe de vârstă selectate: elevii claselor I-VIII (7 – 15 ani). Pentru alte categorii de vârstă vom elabora programe similare, începând din toamna acestui an.

 

 

HAI LA PLANETARIU!

Hai la Planetariul Baia Mare, cel mai modern planetariu din Romania! Știință, cultură, divertisment într-o experiență inedită și superlativă!
www.planetariubm.ro

SCIENCE SMS – ASTRONOMIA SPAȚIALĂ A VIITORULUI POARTĂ NUMELE DE JAMES WEBB SPACE TELESCOPE (JWST)

JAMES WEBB SPACE TELESCOPE (JWST), cunoscut anterior sub denumirea Next Generation Space Telescope (NGST), este un observator spațial planificat pentru lansare în 2018, optimizat pentru observații în infraroșu și este un succesor științific al Telescopului Spațial Hubble și a Telescopului Spațial Spitzer. Principala caracteristică tehnică o reprezintă o oglindă mare și foarte rece, cu diametrul de 6,5 metri și patru instrumente specializate la o poziție de observație îndepărtată de Terra, obitând punctul L2 Terra – Soare. Combinația acestor caracteristici îi va conferi lui JWST o rezoluție fără precedent și o sensibilitate unică de la lungimile de undă lungi, vizibile, către infraroșiile medii, făcând posibilă atingerea celor două obiective principale – studiul nașterii și evoluției galaxiilor și formarea stelelor și a planetelor.

Proiectat în 1996 ca Nwext Generation Space Telescope, cu un cost inițial de 500 milioane de dolari, proiectul rebotezat după numele celui de-al doilea administrator al NASA James E. Webb, care a jucat un important rol in programul Apollo și dezvoltarea NASA, a căpătat dimensiuni extraordinare, atât prin costurile estimate acum la 8 miliarde dolari, cât și prin tehnologiile de înaltă generație ce au fost asociate, între timp, acestui ochi cosmic de înaltă rezoluție.

Read more

SCIENCE SMS – 21.000 DE PLANETE NOI VOR FI DESCOPERITE PÂNĂ LA SFÂRȘITUL ANULUI 2018

Într-un studiu recent publicat, cercetătorii de la Universitatea Princeton și Universitatea Lund din Suedia argumentează că un număr de 21.000 planete noi vor fi descoperite până la sfârșitul anului 2018.

Mai mult, considerând rata identificărilor din prezent, acest număr ar putea crește la 70.000 de noi planete, până în anul 2023. Este adevărat, astronomii vor avea, în curând, foarte multe planete de studiat.

Dar cum vor fi descoperite aceste planete? Conform cercetătorilor de la cele două universități, aceste predicții au fost formulate în legătură cu activitatea satelitului GAIA al Agenției Spațiale Europene care va documenta existența acestor zeci de mii de planete în afara sistemului nostru solar.

Observatorul spațial GAIA a fost lansat în decembrie 2013, așa încât acesta zboară deja de peste 10 luni de zile în spațiu, studiind structura galaxiei noastre și va face acest lucru încă mulți ani de zile.

Agenția Spațială Europeană menționează că, de-a lungul unei perioade de numai 5 ani, satelitul GAIA va colecta informații privind mișcarea, aspectul și distanța față de Terra a peste 1 miliard de corpuri cerești, cele mai multe fiind stele.

Observatorul spațial va detecta planetele îndepărtate prin studiul efectului lor asupra stelei părinte. Conform opiniei specialiștilor, stelele care par să tremure, fac asta datorită planetelor ce le orbitează.

Read more

SCIENCE SMS – CE S-A ÎNTÂMPLAT CU PULSARII DISPĂRUȚI? MISTERUL DIN CENTRUL GALAXIEI NOASTRE

Centrul galactic este un loc dinamic, cu foarte mult gaz, praf, stele și stele binare surprinzătoare ce orbitează o gaură neagră super-masivă, echivalentul în dimensiune a trei milioane de sori. Cu atât de multe stele, astronomii estimează existența a sute de stele moarte. Însă, până în prezent, oamenii de știință au identificat doar un singur pulsar tânăr în centrul galactic, acolo unde ar fi trebuit să se găsească aproximativ 50 de pulsari.

Așa încât o întrebare este binevenită: unde sunt acele corpuri stelare dense rotitoare ultrarapide, cunoscute sub denumirea de pulsari? Joseph Bramante, de la Universitatea Notre-Dame și astrofizicianul Tim Linden, de Universitatea Chicago au identificat o soluție la problema lipsei pulsarilor, pe care au descris-o într-o lucrare acceptată pentru publicare în jurnalul Physical Review Letters.

Poate că acei pulsari sunt absenți datorită materiei negre, care este prezentă din plin în centrul galactic, atașată pulsarilor, care acumulează până ce aceștia devin atât de denși încât colapsează într-o gaură neagră. Practic, au dispărut în structura spațiu-timp, devenind atât de masivi încât au iscat o gaură prin aceștia.

Read more

O NOUĂ DEMONSTRAȚIE A VIRTUOZITĂȚII SALE: NEBULOASA CAP DE CAL SURPRINSĂ DE TELESCOPUL SPAȚIAL HUBBLE CU OCAZIA ÎMPLINIRII A 23 DE ANI DE LA LANSAREA PE ORBITA PĂMÂNTULUI

A FOST 19 APRILIE. ZIUA LUI HUBBLE. ACEST EXTRAORDINAR INSTRUMENT ASTRONOMIC, OCHIUL CU CARE CIVILIZAȚIA UMANĂ A SCRUTAT UNIVERSUL VIZIBIL PÂNĂ LA LIMITELE POSIBILITĂȚII, DEGAJÂND UMBRELE MIRACULOASE A PESTE 100 DE MILIARDE DE GALAXII … A ÎMPLINIT 23 DE ANI. LA MULȚI ANI, NASA/ESA HUBBLE SPACE TELESCOPE!

Acest episod Hubblecast celebrează 23 de ani ai Telescopului spațial Hublle ale NASA/ESA, prin dezvăluirea unei imagini frumoase și șocante a nebuloasei Horsehead (cap de cal).

Gazda Hubblecast-ului este Dr. Joe Liske (alias Dr. J) care explică secretele norilor de gaz și praf cosmic ale nebuloasei care a fost în timp subiectul unor imagini astronomice spectaculoase. Nebuloasa Cap de Cal este una dintre cele mai semnificative nebuloase, și este acum prezentată într-o nouă lumină, datorită unei capturi extraordinare în spectru infraroșu – revelând mănunchiuri delicate de gaz care în mod obișnuit sunt ascunse de praful subțire care au făcut faimoasă această formă familiară de cap de cal.

Credit: ESA/Hubble

Planete locuibile? Noile sisteme planetare Kepler în imagini

Dimensiunile relative ale planetelor din zona locuibilă descoperite de misiunea Kepler pe 18 aprilie 2013. De la stânga spre dreapta: Kepler-22b, Kepler-69c, Kepler-62e, Kepler-62f, și comparativ Terra (cu excepția planetei noastre, acestea sunt simulări artistice). Credit: NASA/Ames/JPL-Caltech.

Dimensiunile relative ale planetelor din zona locuibilă descoperite de misiunea Kepler pe 18 aprilie 2013. De la stânga spre dreapta: Kepler-22b, Kepler-69c, Kepler-62e, Kepler-62f, și comparativ Terra (cu excepția planetei noastre, acestea sunt simulări artistice). Credit: NASA/Ames/JPL-Caltech.

Misiunea Kepler a descoperit două noi sisteme planetare în care aflăm trei planete de tip super-Terra în ”zona locuibilă” (zona de aur), acea zonă în care distanța față de steaua mamă permite temperaturii de la suprafață a unei planete ce o orbitează să poată reține apa în stare lichidă.

Sistemul Kepler-62 are 5 planete: 62b, 62c, 62d, 62e and 62f. Sistemul Kepler-69 are două planete: 69b and 69c.
Kepler-62e, 62f și 69c sunt planete de tip super-Pământuri, ca și mărime.

Noile planete descoperite reașează totalul exo-planetelor confirmate la 861. Conform Laboratorului de Habitabilitate Planetară, acum există nouă lumi potențial locuibile în afara sistemului nostru solar, și alte 18 planete candidate potențial locuibile identificate de Kepler, așteptând confirmarea. În plus, astronomii apreciază că există 25 exo-Luni potențial locuibile.

Aici regăsim parte din imageria (sunt doar conceptualizări artistice), grafici și materiale video utilizate în informarea de presă a noilor descoperiri, precum și unele materiale de la Planetary Habitability Laboratory.

Aici avem o survolare a sistemului Kepler 62:

Here’s a flythrough of the Kepler 62 system:

Foarte asemănător cu sistemul nostru solar, Kepler-62 este gazda a două lumi locuibile. Micul obiect strălucitor vizibil în dreapta lui Kepler-62f este Kepler-62e. Orbitând în interiorul graniței zonei locuibile, Kepler-62e este cu 60% mai mare decât Terra.Image credit: NASA Ames/JPL-Caltech.

Foarte asemănător cu sistemul nostru solar, Kepler-62 este gazda a două lumi locuibile. Micul obiect strălucitor vizibil în dreapta lui Kepler-62f este Kepler-62e. Orbitând în interiorul graniței zonei locuibile, Kepler-62e este cu 60% mai mare decât Terra.Image credit: NASA Ames/JPL-Caltech.

Diagrama oferă comparații ale planetelor din sistemul solar interior cu Kepler-62, un sistem cu cinci planete situat la aproximativ 1.200 de ani lumină de Terra. Image credit: NASA Ames/JPL-Caltech

Diagrama oferă comparații ale planetelor din sistemul solar interior cu Kepler-62, un sistem cu cinci planete situat la aproximativ 1.200 de ani lumină de Terra. Image credit: NASA Ames/JPL-Caltech

Exo-planetele cunoscute în prezent ca fiind potențial locuibile. Credit: Planetary Habitability Laboratory/University of Puerto Rico, Arecibo.

Exo-planetele cunoscute în prezent ca fiind potențial locuibile. Credit: Planetary Habitability Laboratory/University of Puerto Rico, Arecibo.

Exo-planetele potențial locuibile cunoscute în prezent cu noile confirmate: Kepler-62e and Kepler-62f. Credit: Planetary Habitability Laboratory/University of Puerto Rico, Arecibo.

Exo-planetele potențial locuibile cunoscute în prezent cu noile confirmate: Kepler-62e and Kepler-62f. Credit: Planetary Habitability Laboratory/University of Puerto Rico, Arecibo.

Comparațe între orbita și dimensiunea exoplanetelor din sistemul Kepler-62 cu planetele terestre din sistemul nostru solar. Zona verzuie întunecată corespunde ”zonei conservative locuibile”, în timp ce marginile sale mai luminoase corespund unei extensii prin ”zonă optimistic locuibilă”. Dimensiunile planetelor și orbitele nu sunt poziționate la scară între ele.Credit: Planetary Habitability Laboratory/University of Puerto Rico, Arecibo.

Comparațe între orbita și dimensiunea exoplanetelor din sistemul Kepler-62 cu planetele terestre din sistemul nostru solar. Zona verzuie întunecată corespunde ”zonei conservative locuibile”, în timp ce marginile sale mai luminoase corespund unei extensii prin ”zonă optimistic locuibilă”. Dimensiunile planetelor și orbitele nu sunt poziționate la scară între ele.Credit: Planetary Habitability Laboratory/University of Puerto Rico, Arecibo.

 

by NANCY ATKINSON on APRIL 18, 2013
Sursa: UniverseToday.com
Traducere&adaptare: C. Crișan

UN STUDIU ADUCE LUMINĂ ASUPRA FORMĂRII ATMOSFERELOR PLANETELOR TELURICE

O simulare a planetei Marte - în istoria sa timpurie, cu apă lichidă la suprafață. Vulcanul Olympus Moon de-a lungul orizontului. Caracteristicile topografice sunt puțin exagerate pentru a crea un efect dramatic puțin mai mare decât trebuie să fi fost în realitate.  Photo: Kevin Gill

O simulare a planetei Marte – în istoria sa timpurie, cu apă lichidă la suprafață. Vulcanul Olympus Moon de-a lungul orizontului. Caracteristicile topografice sunt puțin exagerate pentru a crea un efect dramatic puțin mai mare decât trebuie să fi fost în realitate.
Photo: Kevin Gill

Modul în care se deplasează carbonul pe o planetă, către suprafața sa, joacă un rol important în evoluția atmosferei unei planete.

Un studiu recent asupra modului de captare și eliberare a carbonului prin intermediul magmei vulcanice bogate în fier oferă indicii asupra evoluției atmosferei timpurii a planetei Marte și a altor corpuri telurice.

Compoziția unei atmosfere planetare are rădăcini puternice sub suprafața sa. Când materialul mantei se topește pentru a forma magma, el capturează carbonul aflat în adâncime  Pe măsură ce magma se deplasează în sus, către suprafață și presiunea descrește, carbonul este eliberat ca și gaz. Pe Terra, carbonul este captat ca și carbonat și eliberat ca dioxid de carbon, un gaz de efect de seră care ajută atmosfera planetei noastre să capteze căldura de la Soare. Dar cum este transferat carbonul din adâncuri către atmosfera altor planete – și cum ar pute influența condițiile de efect de seră – nu a fost prea bine cunoscut până în prezent.

”Cunoaștem transferul carbonului din manta solidă către magma lichidă, din forma lichidă în gaz și apoi eliberarea în exterior”, a spus Alberto Saal de la Universitatea Brown din Providence, Rhode Island, unul dintre autorii studiului. ”Dorim să înțelegem cum speciile diferite de carbon care sunt formate în condiții relevante pentru planetă pot afecta transferul”.

Studiul recent, care include și cercetători de la Universitatea de Nordvest și de la Institutul Carnegie din Washington oferă indicația că sub condiții asemănătoare celor găsite în mantalele planetei Marte, a Lunii și a altor corpuri cerești, carbonul este captat în magme ca o specie numită carbonil de fier și eliberat ca și monoxid de carbon și gaz metan. Ambele gaze, în special metanul, au un puternic potențial de efect de seră.

Descoperirile sugerează că la momentul când vulcanismul era larg răspândit în istoria planetei Marte, acesta ar fi eliberat destul metan cât să mențină planeta semnificativ mai caldă decât este astăzi.

O diferență cheie între condițiile mantalei Pământului și mantalele altor corpuri terestre este așa numita fugacitate a oxigenului (fugacitate = presiune efectivă a unui gaz real, egală cu presiunea unui gaz ideal ce are același potențial chimic ca și gazul real), cantitatea de oxigen liber disponibil pentru a reacționa cu alte elemente.

Mantaua Terrei a avut și are încă un nivel relativ înalt de fugacitate a oxigenului, dar în corpuri precum Luna și Marte, acest nivel este foarte scăzut. Pentru a afla cum fugacitatea redusă a oxigenului afectează transferul carbonului, cercetătorii au pregătit o serie de experimente utiliznd bazalt vulcanic similar cu cel identificat pe Lună și pe planeta Marte.

În cadrul experimentelor, roca vulcanică a fost topită utilizându-se diverse presiuni, temperaturi, și fugacități ale oxigenului, utilizând un spectrometru foarte puternic pentru a măsura cantitatea carbonului absorbit de către roca topită și în ce formă s-a produs. Descoperirea a fost că la fugacități reduse ale oxigenului, carbonul a fost capturat ca și carbonil de fier, degazat apoi ca și monoxid de carbon și metan.

La începuturile sale, planeta Marte a avut mai mulți vulcani giganți în activitate, care probabil au eliberat semnificative cantități de metan. Datorită potențialului metanului de a genera un puternic efect de seră, chiar și o atmosferă subțire ar fi putut suporta apa lichidă. // NASA

La începuturile sale, planeta Marte a avut mai mulți vulcani giganți în activitate, care probabil au eliberat semnificative cantități de metan. Datorită potențialului metanului de a genera un puternic efect de seră, chiar și o atmosferă subțire ar fi putut suporta apa lichidă. // NASA

”Ce am descoperit este că poate fi dizolvată în magmă mai mult carbon decât s-a crezut anterior, în condițiile unei fugacități reduse a oxigenului”, a spus Diane Wetzel de la Brown. ”Acesta joacă un rol important în degazarea interioarelor planetare și apoi asupra felului în care vor afecta evoluția atmosferelor pe diferite corpuri planetare”.

Devreme, în istoria sa, Marte a fost gazda unor vulcani giganți activi, ceea ce înseamnă importante cantități de metan care trebuie să fi fost eliberate prin transferul carbonului. Datorită efectului de seră al metanului, care este mult mai mare decât cel al dioxidului de carbon, descoperirile sugerează că până și o atmosferă rarefiată în istoria timpurie a planetei Marte ar fi putut crea condițiile de încălzire îndestulătoare pentru apa lichidă de la suprafața sa.

Sursa: Astronomy.com
By Brown University, Providence, Rhode Island — Published: April 12, 2013
Traducere și adaptare: C. Crișan