Acervo textual da Revista AstroNova
Edição 05 — páginas 1 a 20
Esta página apresenta o texto extraído do PDF para tornar a edição pesquisável e acessível a leitores, navegadores e assistentes de IA. Consulte o PDF original para preservar diagramação, imagens, fórmulas e créditos.
Assuntos identificados: espacial, skylab, terra, estação, sistema, origem, meteorito, espaço, época, missão.
Página 1
SkyLab A difícil tarefa da Nasa em manter uma estação espacial própria Ano 02 - Nº 05 - Fev/2015 REVISTA DE DIVULGAÇÃO DE ASTRONOMIA E CIÊNCIAS DA NATUREZA ATIVIDADES NA ESTAÇÃO ESPACIAL INTERNACIONAL AGENDA DOS LANÇAMENTOS ESPACIAIS PSEUDOCIÊNCIAS: A "UFOLOGIA" Astronáutica As espaçonaves do século XXI Astrobiologia A perspectiva cósmica da origem da Vida Tour pelo Sistema Solar Marte, o deus da guerra Tour pelo Sistema Solar Marte, o deus da guerra HISTÓRIA DA METEORÍTICA MODERNA ASTROFOTOS Astrobiologia A perspectiva cósmica da origem da Vida
Página 2
A revista AstroNova completa um ano de existência e inicia sua "próxima volta em torno do Sol" com um 2015 que promete muitas novidades. A sonda Dawn se aproximará de Ceres em março. Antes considerado o maior astróide do cinturão entre Marte e Júpiter que abriga uma infinidade desses objetos, hoje Ceres é classificado como mais um planeta-anão. Em junho a sonda New Horizons passará por Plutão. Será a primeira vez que um equipamento estudará de perto o mais famoso planeta- anão do Sistema Solar. A sonda Philae, que pousou no cometa Churyumov- Gerasimenko no fim de 2014, deverá enviar muitas informações importantes sobre sua composição química este ano. Em Astronáutica, na esteira do sucesso do teste da futura cápsula tripulada Órion da Nasa, a ESA (Agência Espacial Européia) testará em fevereiro o seu veículo espacial IXV. Diferentes das cápsulas Soyuz, Progress, ATV, Dragon, e até da futura Órion, o IXV será um veículo reutilizável. Pegando carona neste tema, nossa 5ª edição tratará brevemente das futuras espaçonaves tripuladas que, aos poucos, estão sendo apresentadas pelas agências espaciais de diversos países. Constituirão a frota de espaçonaves de transporte humano da próxima década, quebrando o "oligopólio" das naves Soyuz e Shenzhou. Continuamos também nossa matéria sobre Meteorítica, iniciada na edição passada pelo geólogo Rodrigo Sato. Rafael Cândido Jr. nos traz detalhes sobre as estações espaciais Skylab, laboratórios espaciais que estiveram, a trancos e solvancos, na órbita da Terra na primeira metade da década de 1970. A Astrobiologia será abordada por mim nesta edição com uma breve explanação sobre a Origem da Vida na Terra. Já Maico Zorzan faz uma ótima reflexão sobre a "ufologia", desconstruindo essa pseudociência que em pleno século XXI ainda persiste no imaginário de muitas pessoas. E como de costume iniciamos com um resumo das últimas atividades da ISS e dos lançamentos espaciais para o trimestre. Boa leitura! Wilson Guerra/GCAA AstroNova . N.05 . 2015 Editores: Wilson Guerra [email protected] Maico A. Zorzan [email protected] Redatores: Maico A. Zorzan [email protected] Rafael Junior [email protected] Rodrigo Sato [email protected] Wilson Guerra [email protected] Revisão: Wilson Guerra [email protected] Arte e Diagramação: Wilson Guerra [email protected] Astrofotos: André Bertogna Matheus Leal Castanheira Newton Cesar Florencio Capa Nebulosa de Órion apod.nasa.gov/apod/ap141219.html EXPEDIENTE EDITORIAL Wilson Guerra GCAA Wilson Guerra GCAA
Página 3
SUMÁRIO SkyLab Os percalços que levaram a Nasa a desistir de uma estação espacial própria Origem da Vida na Terra Uma perspectiva cósmica Tour pelo Sistema Solar MARTE, o deus da guerra 08 11 21 27 Astronáutica As espaçonaves tripuladas do século 21 40 Meteorítica História Moderna 33 Discos Voadores não dão carona! A "ufologia" e seu desserviço à divulgação científica Ano 2 | Edição nº 05 | 2015 REVISTA DE DIVULGAÇÃO DE ASTRONOMIA E CIÊNCIAS DA NATUREZA 1 ANO DE DIVULGAÇÃO CIENTÍFICA NO BRASIL
Página 4
EPAST 2015
Página 5
Principais Lançamentos PrevistosPrincipais Lançamentos Previstos ASTRONÁUTICA Lançador: DNEPR (Roscosmos) Carga: Kompsat3A - satélite para obs. da Terra (Coreia do Sul) Local: Cosmódromo de Dombarovsky Data: fevereiro/2015 Lançador: VEGA VV04 (ESA) Carga: teste com veículo europeu experimental, o iXV. Local: Espaçoporto de Kourou Data: 11/02/2015 Lançador: VEGA VV05 (ESA) Carga: Sentinel 2, satélite de observação da Terra Local: Espaçoporto de Kourou Data: abril/2015 RÚSSIA/ CASAQUISTÃO RÚSSIA/ CASAQUISTÃO ÍNDIAÍNDIA Lançador: PSLV Mark III (ISRO) posicionamento regional Local: Base de Sriharikota Data: março/2015 Carga: IRNSS 1E, sistema de EUROPA/ GUIANA FRANCESA EUROPA/ GUIANA FRANCESA Lançador: FALCON 9 (SpaceX) Carga: Dragon SpaceX CRS 6 (mantimentos/ISS) Local: Base do Cabo Canaveral Data: 04/02/2015 Lançador: ATLAS 5 (NASA) Carga: sonda MMS - Magnetospheric Multiscale Mission Local: Base do Cabo Canaveral Data: 12-13/03/2015 ESTADOS UNIDOS ESTADOS UNIDOS Lançador: SOYUZ (Roscosmos) Carga: Soyuz TMA-16M (Expedição 43/ISS) Local: Cosmódromo de Baikonur Data: 27/03/2015 Lançador: GSLV Mark 2 (ISRO) comunicação Local: Base de Sriharikota Data: março/2015 Carga: GSAT 6 - Satélite militar de
Página 6
Estação Espacial Internacional (ISS)Estação Espacial Internacional (ISS) ASTRONÁUTICA Próxima Expedição - Soyuz TMA-16M (27/03)Próxima Expedição - Soyuz TMA-16M (27/03) Instalada nova plataforma de lançamento de nanossatélites. Foi lançado o SpinSat (1º não-CubSat). Instalada nova plataforma de lançamento de nanossatélites. Foi lançado o SpinSat (1º não-CubSat). Astronauta Barry Wilmore configura o Sistema de Pesquisa de Roedores. Nele se estudará os efeitos de longo prazo de microgravidade (ou "ausência de peso") na fisiologia dos mamíferos. Astronauta Barry Wilmore configura o Sistema de Pesquisa de Roedores. Nele se estudará os efeitos de longo prazo de microgravidade (ou "ausência de peso") na fisiologia dos mamíferos. Cosmonauta Elena Serova instala novas baterias. Elas armazenam eletricidade dos painéis solares que a ISS usa quando passa pela parte noturna da órbita. Cosmonauta Elena Serova instala novas baterias. Elas armazenam eletricidade dos painéis solares que a ISS usa quando passa pela parte noturna da órbita. Astronauta Barry Wilmore mostra primeira impressão 3D realizada no espaço. Astronauta Barry Wilmore mostra primeira impressão 3D realizada no espaço. Cosmonautas realizam experimentos de Química envolvendo polímeros. Devido à forma o aparato foi comparado pela ESA ao reator ARC do Homem de Ferro. Cosmonautas realizam experimentos de Química envolvendo polímeros. Devido à forma o aparato foi comparado pela ESA ao reator ARC do Homem de Ferro. Tripulação atual - Expedição 42Tripulação atual - Expedição 42 Cosmonauta Elena Serova (na foto) e astronauta Samantha Cristoforetti (que tirou a foto) testam minisatélites da série SPHERE. Cosmonauta Elena Serova (na foto) e astronauta Samantha Cristoforetti (que tirou a foto) testam minisatélites da série SPHERE. Principais atividades do período (novembro/2014 - janeiro/2015)Principais atividades do período (novembro/2014 - janeiro/2015)
Página 8
Da Nasa Marte, o planeta vermelho, inspirou saltos mirabolantes de fantasia ao longo dos séculos, bem como intenso interesse científico. Quer seja encarado como a origem de invasores hostis ao planeta Terra, sede de uma civilização moribunda ou uma desordeira colônia de mineradores no futuro, Marte oferece um terreno fértil para os escritores de ficção científica, com base nas sementes plantadas por séculos de observação científica. Sabemos que Marte é um pequeno planeta rochoso que no passado era visto como muito semelhante à 05 SISTEMA SOLAR 08 Terra. Assim como os demais planetas terrestres - Mercúrio, Vênus e Terra- teve sua superfície alterada pelo vulcanismo, impactos de outros corpos celestes, movimentos de sua crosta e efeitos atmosféricos, por exemplo tempestades de areia. O planeta tem camadas de gelo polar que crescem e recuam de acordo com a mudança das estações; áreas de solo disposto em camadas perto dos pólos marcianos sugerem que o clima do planeta mudou mais de uma vez, devido à alteração regular de sua órbita. O tectonismo marciano - a formação e alteração da crosta planetária - difere daquele que encontramos na Terra. Enquanto as placas tectônicas terrestres deslizam e colidem umas contras as outras, ou se separam no fundo dos oceanos, as placas tectônicas marcianas parecem ser verticais, com lava quente pressionando para cima, através da camada, até a superfície. Periodicamente, grandes tempestades de areia engolfam todo o planeta. O efeito dessas tempestades é dramático, e inclui a criação de dunas gigantescas, a alteração do relevo e a criação de redemoinhos e turbilhões de areia. Os cientistas acreditam que MARTE Um Tour pelo Sistema Solar O deus da guerra
Página 9
atmosfera não é densa o bastante para permitir que exista água líquida na superfície por muito tempo. Existe mais água congelada nas camadas polares, e há água suficiente para formar nuvens de gelo, mas a quantidade de água para escavar os grandes canais e planícies aluviais marcianas não está evidente na superfície -ou perto dela- hoje em dia. Imagens da espaçonave Mars Global Surveyor, da Administração Nacional da Aeronáutica e Espaço (Nasa), sugerem que as reservas subterrâneas de água podem irromper na superfície, em forma de fontes. As respostas talvez estejam escondidas bem fundo, sob o solo do planeta vermelho. Deslindar a história da água 09 3,5 bilhões de anos atrás, Marte tenha experimentado as maiores inundações já registradas no Sistema Solar. A água pode ter formado lagos ou oceanos rasos. Mas de onde veio a água dessa antiga inundação, quanto tempo ela durou, e para onde foi? Em maio de 2002, cientistas anunciaram a descoberta de uma peça chave para o enigma: a espaçonave Mars Odyssey detectou grandes quantidades de gelo à base de água perto da superfície - o bastante para encher duas vezes o lago Michigan. O gelo se mistura com o solo apenas um metro abaixo da superfície em uma ampla área perto do pólo sul marciano. Restam muitas questões. No momento, Marte está frio demais e sua em Marte é importante para entender os antecedentes climáticos do planeta, o que ajudará na compreensão da evolução de todos os planetas, entre os quais o nosso. Acredita-se que a água seja um ingrediente vital para o início da vida; indícios de presença de água em Marte, no presente ou no passado, podem oferecer pistas sobre a existência de vida no planeta, bem como sobre o potencial de que haja vida em outras partes do universo. E, antes que os seres humanos possam viajar com segurança a Marte, precisamos saber muito mais sobre o meio ambiente do planeta, especialmente sobre a disponibilidade de recursos como a água. www.nasa.gov Tradução: George El Khouri AstroNova . N.05 . 2015 · 3 · Raio equatorial: 3,397 x 10 km 11 3 · Volume: 1,6314 x 10 km 23 · Massa: 6,4185 x 10 kg 8 2 · Área: 1,441 x 10 km 2 · Gravidade: 3,693 m/s · Temperatura: de -87 a -5 °C · Atmosfera: dióxido de carbono (95,32%), nitrogênio (2,7%), argônio (1,6%), oxigênio (0,13%), outros (0,25%) Distância do Sol: 227.936.640 km MARTE: dados mais relevantes Imagem da superfície de Marte feita pelo jipe robótico Curiosity - www.nasa.gov/curiosity
Página 10
Março/2013 Maringá - PR André Bertogna
Página 11
Origem da Vida CÓSMICA sob uma perspectiva 11 ASTROBIOLOGIAASTROBIOLOGIA Origem da Vida CÓSMICA Wilson Guerra [email protected] A Vida começou na Terra há cerca de 3,5 bilhões de anos. Sua origem é talvez uma questão tão antiga quanto a humanidade. De mitologias e metáforas, seu surgimento passou a ser problematizado de modo mais racional na Grécia Clássica. Para Aristóteles a Vida se gerava espontaneamente na Natureza. Girinos e crocodilhos viriam do lodo dos pântanos. Vermes se originariam da matéria morta putrefada. Chegou-se a "receitar" como se fabricar ratos: trapos sujos e com suor, jogados em locais úmidos com trigo. Depois de algum tempo os ratos surgiriam. Era a hipótese da Geração Espontânea, ou Abiogênese. Claro que essa "receita" é que atraía os ratos. Bem depois, experimentos como os de Luis de Pasteur e outros demonstraram que a vida continua da vida pré- existente. Apenas na segunda metade do século XX que cientistas de diferentes áreas uniram esforços para começar a resolver essa complexa questão, que separados não conseguiriam avançar. Surge a disciplina hoje universalmente denominada Astrobiologia, que estuda a Origem e a distribuição da Vida no Universo sob uma complexidade de fatores. De 1970 para cá muito se avançou sobre as questões do surgimento da Vida. Mas ainda há muito trabalho a fazer. Este artigo discorrerá brevemente sobre a atual compreensão científica da origem da Vida em uma perspectiva cósmica. O QUE É VIDA? A definição de Vida não é algo trivial, e ainda não está fechada na Biologia. Algumas propostas de Vida se aplicam melhor a alguns grupos, outras propostas a outros grupos, de modo que, para abranger toda a complexidade da Vida na Terra é necessário lançar mão de várias definições ao mesmo tempo. De qualquer forma, uma proposta de Vida bastante interessante foi feita pelo Químico Orgânico e sob uma perspectiva
Página 12
12 AstroNova . N.05 . 2015 Bioquímico da Nasa, Gerald Joyce. Ele elaborou a seguinte definição: "Vida é um sistema químico autossustentado capaz de sofrer evolução darwiniana" É uma definição muito genérica, mas se ajusta razoavelmente bem para a Vida como conhecemos. Se algum dia os astrobiólogos encontrarem formas de vida bioquimicamente diferentes da nossa em algum outro ponto do Universo, então talvez conseguiremos uma definição realmente universal para a Vida. A atual dificuldade vem justamente do fato de conhecermos um único tipo de vida: a da Terra. A QUÍMICA DA VIDA Este sistema químico autossustendado que A definição de Vida do Dr. Gerald Joyce foi adotada pelo programa de pesquisa de Astrobiologia da Nasa. A espiral da Vida Cerca de um bilhão de anos depois a Vida sirgiu em nosso planeta. A Terra se formou há cerca de 4,56 bilhões de anos. denominamos Vida precisa de água líquida e moléculas orgâncas complexas: carboidratos, ácidos nucleicos, aminoácidos e lipídios. Todas essas moléculas biológicas são compostas dos mesmos elementos: os CHONPS - carbono (C), hidrogênio (H), oxigênio (O), nitrogênio (N), fósforo (P) e enxofre (S). Outros elementos são encontrados em menores quantidades, para funções específicas em diferentes organismos, mas os CHONPS são comuns a toda a Vida. Eis uma questão: qual a origem destes elementos químicos? ASTROQUÍMICA A química das estrelas O universo é 99% feito de hidrogênio, o elemento químico mais simples. Sua forma isotópica mas abundante tem um próton no núcleo e um elétron na elestrosfera. Nuvens de hidrogênio no universo começaram a se comprimir devido a gravidade, tal como ocorreu com a nebulosa de gás e poeira que deu origem ao nosso Sistema Solar. Mas diferente de nosso sistema, nuvens de hidrogênio não conseguem formar planetas, pois só há nela, claro, hidrogênio. Desta forma
Página 13
então ejeta para o espaço todos esses elementos químicos criados no interior da estrela. É desta forma que o universo fornece os CHONPS para a Vida. Esta é a razão do astrobiólogo Carl Sagan dizer que somos todos poeira das estrelas. Mas a Vida não é apenas átomos de CHONPS isolados. É necessário que estes elementos se agrupem para formar moléculas de água e de várias matérias orgânicas complexas. 13 Lara Susan 3 premiações no concurso de Astrofotografia do 11º EPAST 13 apenas estrelas podem surgir da compactação gravitacional de nuvens de hidrogênio. Quando a região central da nuvem se torna suficientemente densa, compacta e aquecida, os núcleos de hidrogênio conseguem se colidir. Por uma sucessão de reações, 4 núcleos de hidrogênio se fundem e formam um núcleo de hélio (composto de 2 prótons e 2 nêutrons). Este processo é chamado Fusão Termonuclear. No momento que isto acontece, surge uma estrela. Muita energia é liberada e essa é a fonte da luz das estrelas. Conforme o hidrogênio é consumido na fusão nuclear, outros núcleos entram no processo. Assim começaram a formar-se núcleos de elementos mais pesados: lítio, carbono, nitrogênio, oxigênio... Uma estrela suficientemente grande consegue sintetizar até o núcleo do átomo de ferro. A partir de então uma série de eventos drástico se espalham pela estrela, culminando em uma colossal explosão denominada Supernova. Na iminência desta explosão, os elementos mais pesados que encontramos na tabela periódica são sintetizados. Na explosão, a supernova AstroNova . N.05 . 2015 NUVENS MOLECULARES As nuvens moleculares estão distribuídas pelo espaço interestelar. Elas são enriquecidas quimicamente com os elementos sintetizados nas estrelas, jogados ao espaço pelas supernovas. A matéria nestas nebulosas encontra-se em uma densidade um pouco maior que o espaço interestelar, que é de cerca de 1 átomo por cm³. Assim uma ESO http://www.eso.org/public/archives/images/screen/eso9948f.jpg Em 1054 astrônomos chineses registraram o aparecimento súbido de uma estrela muito brilhante. Era uma explosão estelar. Ao observar com telescópios de hoje a região por eles registradas, vemos o resultado desta explosão: uma nebulosa.
Página 14
Número de átomos Tabela 1 - Moléculas interestelares e circunstelares - Shaw, Astrochemistry AstroNova . N.05 . 2015 14 "reunião" de átomos se torna mais viável nas nebulosas. Várias reações químicas começam a ocorrer e moléculas de substâncias um pouco mais complexas se formam. Análises espectroscópicas, ou seja, feitas a partir da luz e da radiação emitida pelas nebulosas interestelares, mostram uma grande riqueza molecular de substâncias químicas nestas nuvens (tabela 1). O Sistema Solar formou-se da condensação de uma nuvem molecular desse tipo. Portanto algumas destas substâncias já estavam na Terra desde sua formação. Outras vieram de cometas, asteroides e meteoritos que, ao cruzarem regiões internas e externas do Sistema Solar, trouxeram mais substâncias de maior complexidade para o nosso planeta. Sabe-se que praticamente toda a água existente em nosso planeta veio de fora. Análises feitas por sondas na matéria das caudas dos cometas Halley e Wild revelaram a presença de muitas substâncias orgânicas complexas, além da água. Também foram detectadas algumas pirimidinas, dentre elas a adenina, que é uma das bases nitrogenadas que compõe nada menos que o nosso DNA! Recentemente o pouso da sonda Philae, da ESA, no núcleo do cometa Churyumov-Gerasimenko poderá nos detalhar muito mais sobre a riqueza química que os cometas carregam e sua contribuição com a chegada de matéria orgânica na Terra primitiva. Os dados coletados pela ocasião da passagem do cometa Halley em 1986 e do cometa Wild-2 em 2004 mostram que cometas carregam grande quantidade de água e de compostos químicos orgânicos. Atualmente a sonda Rosetta e o pousador Philae investigam o núcleo do cometa Churyumov-Gerasimenko. Cometa Halley 1986/Nasa Núcleo do cometa Wild-2 2004/Nasa Núcleo do cometa Churyumov-Gerasimenko 2014/ESA
Página 15
Descargas elétricas são comuns nas plumas vulcânicas, geradas pelas cinzas expelidas que se eletrizam no atrito com o vento. Estas descargas são a fonte de energia para a síntese de compostos orgânicos a partir de substâncias mais simples presentes na atmosfera e no material oriundo do vulcanismo. Descargas elétricas são comuns nas plumas vulcânicas, geradas pelas cinzas expelidas que se eletrizam no atrito com o vento. Estas descargas são a fonte de energia para a síntese de compostos orgânicos a partir de substâncias mais simples presentes na atmosfera e no material oriundo do vulcanismo. Figura 1 - Representação esquemática do experimento de Miller H, HO, CO 2 2 2 CH, NH... 4 3 Resultado: aminoácios, açúcares, glicina, ácido cianídrico, etc. eletrodos AstroNova . N.05 . 2015 15 QUÍMICA PRÉ-BIÓTICA Aminoácidos, proteínas, ácidos nucleicos, carboidrados, são compostos orgânicos complexos essenciais para a Vida na Terra. A síntese destes compostos antes da existência da Vida é o que se conhece em Astrobiologia como Química Pré-Biótica. Química Pré-Biótica na Terra A densidade de matéria na Terra é bem maior que nas nuvens interestelares. Isso significa que os "encontros" de átomos e moléculas é muito mais frequente. Reações químicas que poderiam levar milhões de anos nas nuvens interestelares ocorrem a todo momento aqui na Terra. Significa que a síntese de substâncias orgânicas importantes para a existência da Vida ocorre muito mais rapidamente no ar e nos mares de nosso planeta do que no meio interestelar, possibilitando a formação de compostos orgânicos de maior complexidade. O experimento de Miller Na década de 1960 Stanley Miller conseguiu sintetizar em laboratório uma série de compostos orgânicos complexos a partir de substâncias simples. Colocando em prática propostas do pequisador soviético Alexander Oparin e do britânico John Haldane, ele introduziu num bulbo de vidro gases que supôs representar a atmosfera primitiva da Terra: amônia, metano, hidrogênio molecular, vapor de água, entre outros. Eletrodos simulavam descargas elétricas de raios (figura 1). O sistema foi mantido assim, a 100º C, durante uma semana. A análise do material resultante que se formou revelou vários compostos orgânicos complexos, como aminoácidos, lipídios e açúcares. Atualmente sabe-se que as moléculas usadas por Miller para simular a atmosfera primitiva da Terra foram demasiado redutoras (muitos compostos hidrogenados). Mas seu mérito foi mostrar experimentalmente que a partir de compostos simples é possível sintetizar substâncias orgânicas complexas. Hoje se sabe que nas plumas vulcânicas ocorrem sínteses
Página 16
16 de matéria orgânica cujo mecanismo é muito parecido com o proposto por Miller. Muitos compostos orgânicos complexos podem ter sido sintetizados no passado por este processo. Fontes geotermais submarinas Muito calor originado da atividade geotérmica está presente nas fontes termais do solo oceânico. Associada a estas altas temperaturas estão as grandes pressões, que fazem aquelas águas profundas possuirem novas propriedades químicas, como a de ser solvente de substâncias orgânicas. Desta forma as fontes geotermais submarinas poder ser fábricas de compostos orgânicos complexos. Experimentos de laboratório que simulam as condições do ambiente destas fontes têm corroborado a proposta. Especula-se se fontes geotermais como estas existem nos fundos oceânicos de Europa, lua de Júpiter. Se sim, reações pré- bióticas poderiam ocorrer por lá. Ciclos de hidratação e desidratação Polimerização é o nome do processo onde várias moléculas iguais, os monômetros, se combinam em moléculas muito maiores, os polímeros. Esse tipo de reação ocorre nos ciclos de hidratação e desidratação, poças que molham e secam sucessivamente. As marés trazem águas com compostos orgânicos ao solo. Camadas de argila podem atuar para organizar a disposição dessas molégulas menores (monômeros). Em um determinado momento a ligação entre os monômeros acontece, formando polímeros orgânicos. Este processo contribuiu com a síntese de muita matéria orgânica complexa, necessária para a Vida. AstroNova . N.05 . 2015 < 20º C pH ~5,5 Água oceânica Água da fonte Crosta Fontes geotermais submarinas As propriedades da água nas condições das fontes geotérmicas submarinas possibilita síntese de complexos compostos orgânicos, tendo assim um papel importante para a origem da Vida na Terra. Observações mostram que formas de vida simples são encontradas próximas destas fontes. Conforme as observações se afastam, vida diversificada passa a ser encontrada. Isto indica que a Vida pode ter surgindo nestes locais, para depois se adaptar e espalhar em outros ambientes. A origem da Vida talvez tenha sido extremófila. Processos de hidratação e desidratação
Página 17
AstroNova . N.05 . 2015 17 UNIDADE DA VIDA Com a matéria orgânica complexa disponibilizada pela Química Pré-Biótica a Vida pôde surgir. Mas essa vida precisa de uma unidade mínima para se manter: a célula. Toda célula tem três estruturas básicas: membrana, metabolismo, e material genético. Membrana: compartimento que garante os processos bioquímicos, mantendo concentrações químicas e selecionando substâncias que entram e saem da célula. O surgimento de uma membrana foi sugerida pelo pesquisador Alexander Oparin, ainda na década de 1950. Ele propôs que os coacervados (figura 2), estruturas que se formam na água espontaneamente, pudessem desempenhar o papel de uma membrana celular primitiva. Oparin chegou a demonstrar a formação de coacervados, mas usou matéria orgânica da goma arábica, derivada de formas vivas. Se queremos conhecer como a Vida surgiu, precisamos realizar experimentos usando matéria que não tenha origem de outros seres vivos. De qualquer forma o mérito da proposta de Oparin foi demonstrar que alguns compostos orgânicos podem se conformar espontaneamente em estruturas que lembram a membrana de uma célula. Em 1999 o pesquisador da Nasa David Deamer realizou um experimento crucial. Sabia-se que a matéria orgânica contida no meteorito de Murchinson (Austrália), quando jogada em água, formava espontaneamente estruturas vesiculares. Este meteorito é rico em substâncias orgânicas formadas no meio interplanetário. Deamer sintetizou esses compostos em laboratório simulando as condições do espaço. Ao diluí-las na água notou a formação das vesículas, que podem atuar como uma membrana celular primitiva. As membranas celulares modernas são muito mais complexas. Compostas por uma bicamada lipídica, possuem altas propriedades de seletividade química. Isso é devido aos bilhões de anos de Evolução. Mas para uma membrana celular primitiva, originada por processos inteiramente abióticos, o experimento de Deamer parecem esclarecer bastante a questão. Figura 2 - Coacervadas: Oparin sugeriu que a origem de uma membrana celular primitiva poderia estar relacionada com estas estruturas. David Deamer usou uma amostra de compostos simples: água, metanol, amoníaco, monóxido de carbono, todos presentes no meio interplanetário. Depois a irradiou com ultravioleta, simulando as condições do meteorito de Murchinson enquanto esteve no espaço. Os compostos resultantes, que incluíam até moléculas anfifílicas, foram jogados na água. As estruturas vesiculares se formaram espontaneamente. David W. Deamer
Página 18
Pirita (FeS) 2 Günter demonstrou a seguinte reação: Os elétrons disponíveis pela formação da pirita podem ser usados na produção do ácido succínico. Este se deposita na superfície da pirita, carregada positivamente, sofrendo novas reações e produzindo moléculas de maior complexidade. Eis um modelo de metabolismo de superfície autotrófico primitivo. + - FeS + HS FeS + 2H + 2e 2 2 18 AstroNova . N.05 . 2015 Metabolismo: atividade que garante energia para realizar manutenção e reparos na estrutura celular. Há várias propostas de um metabolismo primitivo que poderia ter sido a fonte de energia para as primeiras formas de vida na Terra. Uma delas é do químico alemão Günter Wächtershäuser. Günter sugere um "metabolismo de superfície", onde reações ocorridas na água do mar com sais de ferro resultem em elétrons livres depositados na superfíce de um mineral também formado no processo e chamado de pirita (veja detalhes na figura 3). Estes elétrons livres constituem energia disponível que poderia ser usada pela Vida. A reação é simples e é corroborada por testes de laboratório. Material genético: um banco de dados que armazena informações necessárias para permitir, por exemplo, que a célula se construa e se reproduza. É muito difícil que o DNA moderno tenha se formado já nos primeiros seres vivos, devido ao seu alto grau de complexidade. Mas um material genético primitivo poderia ter sido um RNA simples, que é uma molécula bem menor. O RNA além de armazenar informação pode desempenhar também função biológica (síntese de proteínas de função estrutural, de enzimas etc). Com as águas oceânicas ricas em matéria resultante da química pré-biótica, um RNA primitivo, ou um proto- RNA surgiu nesta "sopa orgânica" dos mares primordiais. Com o tempo, a competição por material orgânico levou a um darwinismo químico. Assim essa molécula se diversificou e especializou, dando origem ao DNA (responsável pela informação) e às proteínas (responsável por função biológica). Essa teoria é conhecida como Mundo de RNA. Todavia há muitas questões a serem respondidas e esse modelo ainda demanda muita pesquisa na área. A VIDA EM UMA CÉLULA Como uma versão primitiva de membrana, material genético e metabolismo se uniram para formar as primeiras células vivas na Terra ainda é uma incógnita. Mas alguns estudos já apontam caminhos. A Biologia Sintética é um deles. Em 2010 Craig Venter e sua equipe anunciaram o primeiro DNA sintético da História. A equipe de Venter conseguiu sintetizar um DNA com as funções mínimas necessárias para o funcionamento celular. Esse DNA 100% sintético foi então injetado em uma célula já existente, cujo material genético original havia sido removido. Dentro de um tempo a célula começou a realizar suas atividades e a se reproduzir normalmente. O desenvolvimento da Biologia Sintética pode contribuir sobre como se deu a formação da Vida primitiva na Terra. Mas ainda há pesquisa a se fazer. Figura 3
Página 19
FORMAÇÃO DA TERRA HIDROSFERA ESTÁVEL QUÍMICA PRÉ-BIÓTICA "SOPA" ORGÂNICA PRIMORDIAL MUNDO DE RNA PRIMEIRO DNA/ VIDA PROTÉICA EVOLUÇÃO DA VIDA 4,5 4,2 4,2 - 4,0 4,0 ~ 3,8 ~ 3,6 ~ 3,6 até o presente AstroNova . N.05 . 2015 19 VIDA NO UNIVERSO A Astrobiologia tem mostrado que a Vida pode ser mais comum do que pensávamos. Nada impede que a Química Pré-Biótica ocorra em outros lugares. Afinal as moléculas básicas para a Vida na Terra estão presente no espaço interestelar. Estudos sobre planetas extrassolares e simulações computacionais envolvendo a evolução química das estrelas levam a inferir que a Vida pode ter surgido e se desenvolvido há cerca de 11 bilhões de anos no Universo, podendo estar presente em outras galáxias. Na Terra as evidências apontam que a Vida iniciou-se há "apenas" 3,5 bilhões de anos. Isto significa que o Universo pode conter vida 7,5 bilhões de anos mais antiga que a nossa. Já foram detectados milhares de exoplanetas, planetas que pertencem a outros sistemas. Isso porque somente nossa "vizinhança galática" foi estudada, num raio de apenas algumas centenas de anoz-luz de distância (só nossa Galáxia tem 100.000 anos-luz de diâmetro!). Dezenas destes planetas são potencialmente habitáveis: são rochosos e parecem orbitar suas estrelas na zona habitável. A zona habitável é a região em torno da estrela onde as temperaturas são amenas, premitindo a existência de água no estado líquido. E a água no estado líquido é condição fundamental para o desenvolvimento da Vida como conhecemos. Alguns destes planetas orbitam estrelas mais antigas que nosso Sol. Recentemente o telescópio espacial Kepler detectou muitos planetas rochosos em torno da estrela laranja Kepler-444. Esta estrela tem idade estimada de 11 bilhões de anos! Teria a Vida surgido em planetas como esses? Se sim, em que patamar estaria depois de, provavelmente, o dobro do tempo de Evolução da Vida na Terra? São questões válidas. Longe de serem ficção, são totalmente plausíveis pelo nosso atual conhecimento científico. Referências: Astronomia e Astrofísica - OLIVEIRA, Kepler e SARAIVA, Fátima - 2013 Nasa Astrobiology Institute: http://astrobiology.nasa.gov/nai/ Origem da Vida - MAIA, Hernâni e DIAS, Ilda - 2012 Quando a vida surgiu no universo? - Instituto Ciência Hoje - N. 381 - set/2014 - p.33 à p.38 ZAIA, Dimas - Controvérsias sobre a Origem da Vida - 2007 ZAIA, Dimas - Da Geração Espontânea à Química Pré-Biótica - 2003 Representação artística do sistema Kepler-444. Sua estrela tem 11 bilhões de anos e abriga cinco planetas rochosos. Cronologia dos eventos para a formação da Vida em bilhões de anos atrás. Linha do tempo desde a formação da Terra até o dia presente
Página 20
A Mais Nova Estrela na Constelação da Astronomia Amadora no Brasil www.facebook.com/casastronomia.sarandi Sarandi / Paraná
Página 21
HISTÓRIA DA METEORÍTICA MODERNA METEORÍTICA Rodrigo Sato [email protected] O relato antigo mais confiável de queda registrado refere-se ao meteorito de “Ensisheim”, que caiu no dia 07 de novembro de 1492 próximo a Ensisheim, Alsácia, com peso estimado de 150,0 kg; felizmente após o fim da terrível Idade das Trevas, isso permitiu que o meteorito fosse visto como curiosidade e guardado para a posteridade. Diz o relato que um jovem rapaz foi testemunha ocular e que teria achado a pequena cratera e alguns de seus fragmentos teriam sido usados como talismãs. Após sua queda a cidade foi visitada pelo imperador Maximiliano que achou muito interessante a famosa “Pedra-do-trovão” e considerou a sua queda como um bom presságio, pois ele estava em guerra contra a França e o avanço Otomano, por isso o meteorito foi fechado em uma caixa de vidro onde permanece até hoje (encontra-se atualmente no Palácio regencial de Ensisheim). Todo ano é montado um festival chamado “Festival do Meteorito de Ensisheim”, organizado por uma confraria chamada de Fraternidade Santo George dos guardiões do Meteorito. Em 1565, o naturalista Conrad Gesner (1516-1563) escreve um livro onde cataloga alguns fósseis de ouriço do mar, belemnites, dentes de tubarão e alguns artefatos arqueológicos como sendo amostras de meteoritos. Quando conseguiram determinar que essas amostras não eram meteoritos, passou-se a se duvidar de muitas das coleções científicas que diziam possuir meteoritos. Essa confusão de Gesner fez a comunidade científica da época ter mais cautela na catalogação e também bastante na divulgação do fato de amostras terem vindo do espaço, quando na época se dizia que isso não era possível, apesar de várias pessoas serem testemunhas oculares deste fato. HISTÓRIA DA METEORÍTICA MODERNA 21