Acervo textual da Revista AstroNova
Edição 26 — páginas 1 a 20
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Assuntos identificados: terra, espacial, distância, astronomia, marte, solar, lunar, satélites, planeta, órbita.
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REVISTA DE DIVULGAÇÃO DE ASTRONOMIA E CIÊNCIAS DA NATUREZA ATIVIDADES NA ESTAÇÃO ESPACIAL INTERNACIONAL AGENDA DOS LANÇAMENTOS ESPACIAIS Ano 07 - Nº 26 - Junho/2020 Um calendário para Marte Um calendário para Marte O movimento aparente do Sol O movimento aparente do Sol A Lua no século XXI: novas perspectivas A Lua no século XXI: novas perspectivas ATIVIDADES NA ESTAÇÃO ESPACIAL INTERNACIONAL AGENDA DOS LANÇAMENTOS ESPACIAIS COMO MEDIR DISTÂNCIAS EM ASTRONOMIA COMO MEDIR DISTÂNCIAS EM ASTRONOMIA COMO DETECTAR O NOVO CORONAVÍRUS EM AMOSTRAS BIOLÓGICAS OS SATÉLITES STARLINK E SEUS IMPACTOS NA ASTRONOMIA
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Conselho editorial: Maico A. Zorzan [email protected] Rafael Cândido Jr. [email protected] Wilson Guerra [email protected] Redatores: Beatriz Araujo Yordaky [email protected] Maico A. Zorzan [email protected] Marcela Sorelli Carneiro Ramos [email protected] Michel Corci Batista [email protected] Leandro Teodoro Júnior [email protected] Rafael Cândido Jr. [email protected] Wilson Guerra [email protected] Arte e Diagramação: Wilson Guerra [email protected] Agradecimentos: Profª. Tina Andreolla e orientandos O Brasil não é para amadores, e 2020 reforça essa tese. Em uma pandemia mundial de covid-19 e com governos que aparentemente não estão sabendo lidar com a situação emergencial, esta edição da AstroNova traz um esclarecedor artigo sobre as formas de detecção do vírus SARS-CoV-2 (o novo coronavírus) uma contribuição dos professores Leandro Teodoro e Marcela Sorelli. Já a física Beatriz Yordaky nos retorna a astronomia clássica e discorre sobre os métodos de determinação de distâncias estelares. Se ninguém pôde esticar uma fita métrica pela galáxia, como os astrônomos conseguem estimar as distâncias das estrelas? O meio para isso, ela explica, está na ponta do lápis com uma pitada de geometria! Rafael Cândido Jr. continua sua jornada pelo tempo, e nos descreve com muita clareza como foi construído um calendário para Marte. Nenhum humano ainda vive lá, mas levando em conta as várias sondas que estudam o Planeta Vermelho in loco, um controle cronométrico já se faz necessário. O prof. Michel Corci e a profa. Veridiane Martins retornam com o tema da Educação em Astronomia e nos explicam como se dá o movimento aparente do Sol pelo céu em diferentes épocas. Maico Zorzan entra em um assunto importante e que pode custar caro para a pesquisa astronômica: as implicações dos satélites starlink na astronomia observacional. Eu concluo essa edição trazendo um breve panorama geral sobre uma nova “corrida espacial” para a Lua, mais saudável que a anterior, que se desenha neste começo do século XXI. Fiquem em casa sempre que possível e uma boa leitura para todos nós! Wilson Guerra GCAA AstroNova . N.26 . 2020 EXPEDIENTE EDITORIAL Capa: NGC 2359 Wilson Guerra GCAA Wilson Guerra GCAA Wilson Guerra GCAA Wilson Guerra GCAA Wilson Guerra GCAA Wilson Guerra GCAA Fonte: Nasa
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SUMÁRIO Sistema Solar Um calendário para Marte 08 19 23 Observação Astronômica Satélites Starlink e seu impacto na Astronomia Ano 7 | Edição nº 26 | 2020 15 29 Ensino de Astronomia O movimento aparente do Sol Astrometria Como medir distâncias em Astronomia? Biomedicina Como detectar o novo coronavírus em amostras biológicas? 35 Exploração Espacial A Lua no século XXI: novas perspectivas
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PRINCIPAIS LANÇAMENTOS DO TRIMESTREPRINCIPAIS LANÇAMENTOS DO TRIMESTRE Foguete: Falcon 9 (SpaceX) Carga: Starlink 9 - satélites para internet global Local: base do Centro Espacial Kennedy Data: 06/2020 Foguete: Soyuz (RKK Energiya) Carga: Progress - suprimentos para Estação Espacial Internacional Local: Cosmódromo de Baikonur Data: 23/07/2020 RÚSSIARÚSSIA ESTADOS UNIDOS ESTADOS UNIDOS Foguete: Proton (RKK Energiya) Carga: Express 80 & Express 103 satélites de comunicação Local: Cosmódromo de Baikonur Data: 30/07/2020 Foguete: Antares (Northrop Grumman) Carga: Cygnus - suprimentos para Estação Espacial Internacional Local: base do Cabo Canaveral Data: 07/09/2020 Foguete: Angara A5 Carga: teste de novo tipo de foguete lançador Local: Cosmódromo de Plesetsk Data: 3ºquadrimestre/2020 Foguete: Falcon 9 (SpaceX) Carga: GPS 3 Sv03 - sistema de posicionamento global Local: base do Cabo Canaveral Data: 30/06/2020 Foguete: Atlas 5 (ULA) Carga: Mars 2020 - Jipe robótico da Nasa para Marte Local: base do Cabo Canaveral Data: 17/07/2020
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Foguete: Vega Carga: SSMS POC, conjunto de microssatélites Local: Base de Kourou Data: 18,19/06/2020 Foguete: Vega Carga: SEOSat-Ingenio & Taranis satélites de comunicação e pesquisa Local: Base de Kourou Data: 08/2020 EUROPAEUROPA CHINACHINA Foguete: Longa Marcha 2D (CNSA) Carga: Gaofen 9-03, satélite de observação da Terra Local: Base Wenchang Data: 17/06/2020 Foguete: Long March 5 (CNSA) Carga: Tianwen 1 - missão robótica científica em Marte (orbitador e rover) Local: Base de Wenchang Data: julho/2020 NOVA ZELÂNDIA NOVA ZELÂNDIA Foguete: Electron (Rocket Lab) Carga: “Don’t Stop Me Now”, satélites: ANDESITE, M2 Pathfinder e militar Local: península Mahia Data: 11/06/2020 Foguete: Electron (Rocket Lab) Carga: STP-27RM - experimento meteorológico Local: Wallops Island Data: 10/12/2018 JAPÃOJAPÃO Foguete: H-2A Carga: Emirates Mars Mission orbitador árabe para Marte Local: centro espacial Tanegashima Data: 14/07/2020 PRINCIPAIS LANÇAMENTOS DO TRIMESTREPRINCIPAIS LANÇAMENTOS DO TRIMESTRE
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Principais atividades - abril a junho/2020Principais atividades - abril a junho/2020 Tripulação atualTripulação atual ESTAÇÃO ESPACIAL INTERNACIONALESTAÇÃO ESPACIAL INTERNACIONAL Próxima Expedição - Soyuz MS-17 (14/10/2020)Próxima Expedição - Soyuz MS-17 (14/10/2020) Dragon Crew, primeira nave tripulada da empresa aeroespacial SpaceX chega à ISS com os astronautas Bob Behnken e Doug Hurley. Dragon Crew, primeira nave tripulada da empresa aeroespacial SpaceX chega à ISS com os astronautas Bob Behnken e Doug Hurley. Aproximação da nave cargueira Cygnus com suprimentos. Aproximação da nave cargueira Cygnus com suprimentos.Astronauta Chris Cassidi realiza experimentos de geração de bolhas em materiais especiais. Astronauta Chris Cassidi realiza experimentos de geração de bolhas em materiais especiais. Cosmonautas Ivan Vagner e Anatoly Ivanishin realizam experimentos científicos em medicina espacial Cosmonautas Ivan Vagner e Anatoly Ivanishin realizam experimentos científicos em medicina espacial
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Divulgar a Ciência, provando que pode ser acessível para todas as pessoas, valorizando a produção científica nacional e desconstruindo as pseudociências. Novas postagens todas as quintas-feiras
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Um calendário para Marte Rafael Cândido Jr. [email protected] Ao estudarmos História, vemos que o desenvolvimento do calendário foi um fator muito importante no desenvolvimento das civilizações, pois era uma forma de contar o tempo, de separar as estações e os períodos de semeadura, colheita, cheias de rios e secas. Hoje, o calendário continua com estas aplicações, mas também é usado para marcar eventos, definir prazos, entre outras aplicações. No futuro, em uma possível colonização de Marte, como será a contagem do tempo? Seria possível aplicar o tempo da 08 Terra em Marte? E se não for possível, como deve ser a contagem do tempo em Marte? Dia sideral e dia solar Existem duas definições para o dia. O dia solar considera o intervalo entre dois momentos em que o Sol atinge a posição máxima no céu. Na Terra, ao longo de um ano, a duração do dia solar pode variar em até 16 minutos para mais ou para menos, de modo que se define o dia solar médio, o qual ao longo de um ano tem 24 horas. Entretanto, por apresentar estas variações devido à excentricidade da órbita terrestre, o dia solar não é utilizado para atividades que necessitem uma maior precisão de tempo. Para isso, utiliza-se o dia sideral, que é o tempo de rotação da Terra tendo como referência as estrelas distantes (também descritas como estrelas fixas, certamente uma herança cultural dos idiomas antigos). A figura 1 apresenta uma gravura que nos auxilia a compreender melhor a diferença entre o dia solar e o dia sideral. Na Terra, assim como nos outros planetas cuja rotação não é retrógrada, o dia sideral é menor que o dia solar. Conforme visto na figura 1, na posição 1, o Sol e SISTEMA SOLAR Um calendário para Marte
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uma determinada estrela distante podem ser vistos na posição mais alta no céu (se fosse possível visualizar esta estrela, ela estaria alinhada ao Sol). Na posição 2, o planeta completou uma volta completa em torno de seu eixo, de modo que a estrela distante está novamente na posição mais alta do céu, porém o Sol não está devido à translação da Terra em torno do Sol. Para o Sol estar novamente nesta posição mais alta, é preciso mais um tempo, de modo que na posição 3 tem- se o meio-dia novamente (e dependendo da latitude onde você vive e o dia do ano, ao meio-dia você pode estar numa situação de estar totalmente acima da sua sombra). O tempo decorrido entre as posições 1 e 2 é a completa rotação da Terra, que utiliza como referência uma estrela distante, é o dia sideral. Porém, como a nossa translação afeta o ângulo em que o Sol é visto da Terra, o tempo decorrido entre as posições 1 e 3 é denominado dia solar, ou seja, o tempo entre um meio-dia e outro. Para a Terra, o dia sideral tem a duração de 23 horas, 56 minutos e 4 segundos e o dia solar médio dura 24 horas. Para Marte, o dia sideral tem duração de 24 horas, 37 minutos e 23 segundos; o dia solar marciano médio dura 24 horas, 39 minutos e 35 segundos; o qual foi denominado sol. Desta forma, 1 sol é, aproximadamente, 1,0275 dia. Singularidades do ano marciano Assim como é definido o dia sideral e o dia solar, o ano também tem diferentes definições. O ano sideral é o tempo entre duas passagens consecutivas da Terra por um mesmo ponto de sua órbita em torno do Sol. A duração do ano sideral é de 366,256 dias siderais, o que equivale a 365,2564 dias solares médios, ou seja, 365 dias, 6 horas, 9 minutos e 13 segundos. Entretanto o ano Figura 1. Definições do dia sideral (de 1 para 2) e do dia solar (de 1 para 3). 1309 AstroNova . N.26 . 2020
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sideral não é usado no dia-a- dia, sua aplicação encontra- se nos estudos astronômicos. O ano trópico, também denominado ano solar, é definido como o intervalo de tempo em que o Sol, no seu movimento aparente no céu, leva para retornar ao mesmo ponto a partir do qual ocorre o início de uma estação, ou seja, é o período de tempo entre duas passagens ou pelo equinócio de primavera, ou pelo equinócio de outono, ou pelo solstício de inverno, ou pelo solstício de verão. O nosso ano civil, definido pelo calendário gregoriano, é o ano trópico, cuja duração é de 365 dias (médios solares, de 24 horas de duração), 5 horas, 48 minutos e 46 segundos. Lembrando que a cada 4 anos é adicionado um dia extra (exceto nos anos divisíveis por 100 que não sejam divisíveis por 400). As estações do ano se devem à inclinação do eixo de rotação da Terra em relação à perpendicular ao plano da órbita, seu valor é de 23,44°. O planeta Marte também apresenta esta inclinação axial, porém o valor da inclinação é um pouco maior em relação à Terra: 25,19°. Deste modo, o planeta Marte também tem estações; porém, ao contrário da Terra, a duração das estações é diferente ao longo do ano, e isto se deve à sua órbita. Conforme a 1ª Lei de Kepler, todas as órbitas são elipses e apresentam uma excentricidade. Para a órbita da Terra, a excentricidade é de 0,0167; que é um valor pequeno se comparada com a excentricidade da órbita de Marte, cujo valor é 0,093. O ponto da órbita no qual o planeta está mais distante do Sol é denominado afélio, e o ponto da órbita em que o planeta está mais próximo do Sol é denominado periélio. A distância da Terra ao Sol no afélio é de 152.097.700 km, no periélio esta distância é de 147.098.070 km. Fazendo a relação entre afélio e periélio, tem-se o valor 1,034. As distâncias de afélio e de periélio para Marte são respectivamente,249.232.432 km e 206.655.215 km. Fazendo a mesma relação entre afélio e periélio, tem- se o valor 1,21. A figura 2 mostra as órbitas dos planetas internos. A órbita amarela é a da Terra e define o plano da eclíptica. Para os outros planetas, a parte azul indica o trecho de órbita acima do plano da eclíptica, a parte rosa indica o trecho que se encontra AstroNova . N.26 . 2020 10 Figura 2. Órbitas dos planetas internos do Sistema Solar (Mercúrio, Vênus, Terra e Marte) vista do pólo norte da eclíptica, ou seja, desta posição os planetas seriam vistos se movendo no sentido contrário ao dos ponteiros do relógio.
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11 abaixo deste plano. Os pontos verdes indicam o periélio e o ponto vermelho, o afélio. Nota-se que a órbita de Marte apresenta uma grande diferença na distância ao Sol quando comparada com a órbita da Terra. Conforme a 2ª Lei de Kepler, a linha que liga o planeta ao Sol varre áreas iguais em tempos iguais. Deste modo, ao longo de sua órbita, o planeta apresenta diferentes velocidades, as quais dependem da distância que estão do Sol. Assim, no periélio, ponto mais próximo do Sol, a velocidade orbital do planeta é maior, e no afélio, ponto mais distante do Sol, o planeta apresenta menor velocidade orbital. A referência para o início do ano é o equinócio vernal no hemisfério norte do planeta, ou seja, equinócio de primavera. A figura 3 apresenta a definição de longitude solar (LS), que é o ângulo medido na órbita a partir do ponto da órbita no qual ocorre o equinócio vernal (LS = 0°). A cada 90° ocorre uma mudança de estação, de modo que, em relação ao hemisfério norte, a 90° é o solstício de verão, a 180° é o equinócio de outono e a 270° é o solstício de inverno. O afélio, maior distância em relação ao Sol, menor velocidade de translação, ocorre com LS = 70° e o periélio, menor distância em relação ao Sol, maior velocidade de translação, ocorre com LS = 250°. Então, como o afélio ocorre entre a primavera e o verão no hemisfério norte, a passagem entre estas estações demora mais que a passagem entre as estações do outono e do inverno, entre as quais ocorre o periélio. Então, podemos afirmar que no hemisfério norte de Marte a primavera e o verão demoram mais que o outono e o inverno. Enquanto que no hemisfério sul tem-se longos outonos e invernos e primaveras e verões curtos. O conceito de mês é proveniente da translação da Lua em torno da Terra. No caso de Marte, suas duas Figura 3. Longitudes solares, a partir do equinócio vernal (LS = 0°). A cada 90° ocorre a mudança de estação. A gravura marca também as passagens do afélio e do periélio. AstroNova . N.26 . 2020
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AstroNova . N.26 . 2020 12 luas, Fobos e Deimos, completam suas translações em, respectivamente, 7,66 h e 30,35 h. Como o valor de LS varia de 0° a 360°, dividindo em 12 partes iguais, de forma equivalente aos meses da Terra, tem-se que cada mês corresponde à variação do LS em 30°. A tabela 1 apresenta o número do mês, a variação da longitude solar, o sol inicial e o sol final, a duração do mês em sols e, se houver, alguma ocorrência importante que aconteça durante o mês. Nota-se que os meses mais próximos do periélio tem menor duração em sols que os meses mais próximos do afélio. Outra verificação importante é que o mês marciano não tem um número inteiro de sols. Em uma futura colonização marciana, seria muito complicado trocar o mês ao longo do sol. Por exemplo, o mês 7 dura 49,7 sols. Isso corresponde a 49 sols inteiros e 0,7 da duração de um sol. Calculando tem-se que este 0,7 corresponde ao período de 17 horas, 15 minutos e 42,5 segundos. Seria um tanto confuso trocar o mês durante a extensão de um sol, seria o equivalente na Terra a mudar o dia quando ainda fossem 16 horas e 48 minutos, assim a hora 16:49 seria 00:00 de um novo dia primeiro de um novo mês. Além disso, como se daria a extensão do ano? Afinal o ano marciano dura 668,6 sols. Como resolver o problema de fracionar a passagem do tempo em Marte, sendo que não há uma lua que possa ajudar? Calendário dariano O calendário dariano foi proposto pelo engenheiro aeroespacial, cientista político e jurista espacial Thomas Gangale e tem esse nome em homenagem a seu filho Darius. Foi publicado a primeira vez em junho de 1986 no Jornal da Sociedade Interplanetária Britânica e foi apresentado em 1998 na convenção da MarsSociety como uma das duas opções de calendário a serem consideradas para uma futura colonização do planeta. Como ponto de partida é considerado o equinócio vernal (de primavera) do hemisfério norte de Marte. O período entre um equinócio Tabela 1. Dados sobre os 12 meses marcianos.
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1313 AstroNova . N.26 . 2020 vernal e outro é de 668,6 sols. Então, em 10 anos marcianos tem-se 6686 sols. A solução dada por Gangale foi fazer, para cada década, 6 anos de 669 sols e 4 anos de 668 sols. Com isso, os anos com duração de 669 sols somam 4014 sols e os anos com duração de 668 sols somam 2672 sols, totalizando em uma década 6686 sols. Neste calendário o ano é dividido em 24 meses. A cada semestre, os primeiros 5 meses tem 28 sols e o último mês tem 27 sols. Exceto em anos que tenham 669 sols, o último mês do ano terá 28 sols ao invés de 27. As semanas são compostas de 7 sols, tal como a semana de 7 dias da Terra, e são denominados de Sol Solis, Sol Lunae, Sol Martis, Sol Mercuri,SolJovis, Sol Veneri e Sol Saturni. Assim, os meses com 28 sols tem exatamente 4 semanas, de modo que o primeiro dia do mês é sempre o Sol Solis e o último dia é sempre Sol Saturni. Nos meses com 27 sols, o último sol é Sol Veneri, porém o primeiro sol do mês seguinte não é Sol Saturni e sim Sol Solis. Os meses são denominados pela constelação do zodíaco em latim, seguido do nome da constelação em sânscrito. Assim, os meses do ano são: Sagittarius, Dhanus, Capricornius, Makara, Aquarius, Kumbha, Pisces, Mina, Aries, Mesha, Taurus, Rishabha, Gemini, Mithuna, Cancer, Karka, Leo, Simha, Virgo, Kanya, Libra, Tula, Scorpius, Vrishika. Assim como o calendário gregoriano, que vai apresentar diferença de um sol por volta do ano 4000 EC, o calendário dariano também apresentará um atraso, porém, a cada 2000 anos marcianos será recalculada a distribuição dos anos com 669 sols e com 668 sols, de modo que só ocorra diferença de 1 sol em 10000 anos marcianos, que seria por volta do ano 24180 EC. O calendário gregoriano tem como ponto de partida da contagem dos anos o nascimento de Jesus, de modo que o ano de seu nascimento é considerado o ano 1 deste calendário. Mas qual o ano de partida do calendário dariano? A princípio, Gangale propôs que o ano zero do calendário dariano fosse em 1975, em reconhecimento ao Programa Viking, que foram as primeiras missões que obtiveram sucesso no estudo de Marte. Porém esta escolha foi questionada pelos russos, que pousaram a primeira nave em Marte em 1971, embora a Mars 3 só tenha transmitido 15 segundos de dados. Em 1999, Peter Kokh, presidente emérito da MoonSociety, propôs que o ano zero do calendário dariano deveria ser o ano de 1609, em reconhecimento ao trabalho de Johannes Kepler, que formulou suas leis do movimento planetário a partir da observação de Marte realizadas por TychoBrahe. Neste mesmo ano de 1609, Galileo Galilei observou pela primeira vez o planeta Marte pelo telescópio. Assim, o sol 1 de Sagittarius do ano 0 de Marte corresponde ao dia 11 de março de 1609 na Terra, dia que começou uma nova era em Marte. Rafael Cândido Jr. é graduado e mestre em Engenharia Química (USP) e doutorando em Engenharia Aeroespacial (UFABC). É membro do grupo de astronomia Arcturus. Bibliografia recomendada Para entender conceitos mais avançados do calendário dariano e outras propostas de calendário para Marte (link na imagem). Página da ESA (Agência Espacial Europeia) do projeto de Base de Dados sobre o clima de Marte: http://www-mars.lmd.jussieu.fr
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Arcturus é uma estrela alaranjada a cerca de 37 anos-luz de distância de nós, localizada na constelação do Boieiro. O Clube de Astronomia Arcturus, fundado em 2015, está com uma nova identidade visual. Somos estudantes e professores da UFABC unidos por uma vontade em comum: divulgar Astronomia. Hoje somos focados na divulgação dessa ciência, e damos espaço a não-membros que queiram contribuir com conteúdo digital para a nossa página no facebook e site. Tem interesse em escrever sobre Astronomia? Fale conosco! facebook.com/astronomiaarcturus clubearcturus.wordpress.com
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DISTÂNCIAS ASTRONOMIA? Como medir em DISTÂNCIAS ASTRONOMIA? Como medir em 15 Beatriz Yordaky [email protected] Você já pensou no quão longe um ser humano já esteve de casa? Há quase 51 anos atrás o engenheiro espacial Neil Armstrong se tornou a primeira pessoa a pisar na Lua. O nosso satélite natural nos orbita a uma distância média de 390 mil quilômetros e até hoje isso foi o mais distante que já ousamos nos aventurar fora da Terra. Por outro lado, o objeto mais distante feito pelo homem é a sonda espacial Voyager 1, lançada no ano de 1977 e que em agosto de 2012 adentrou o espaço interestelar. Atualmente ela está à inimaginável distância de cerca de 22 bilhões de quilômetros de nós. Pelo fato da distância Terra- Lua ser meros 0,002% da atual distância Terra- Voyager 1, talvez você fique com a impressão de que a sonda espacial viajou, e muito, pelo universo. Para padrões humanos, sem dúvidas. Já para padrões astronômicos, é como se a Voyager nem houvesse saído do lugar. Conforme deixamos a Terra e saímos do Sistema Solar a caminho de outras estrelas, as distâncias entre os objetos vão crescendo enormemente. Já aqui não faz mais sentido falar de quilômetros, mas sim de anos-luz. Fazendo as devidas conversões, a Voyager 1 está a 0,002 anos-luz distante de nós e a estrela mais próxima do Sol, Proxima Centauri, a ASTROMETRIA
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16 AstroNova . N.26 . 2020 4,22 anos-luz, ou 2.110 vezes a distância percorrida pela sonda espacial nesses 43 anos de exploração do Sistema Solar. Olhando dessa perspectiva podemos nos considerar pequenos e até mesmo impotentes perante o Cosmos. Talvez tenhamos nossas limitações físicas e tecnológicas, mas ainda assim temos um instrumento de grande poder que, acompanhado da curiosidade, pode nos levar mais longe do que sequer poderíamos imaginar: a Ciência. Você pode se perguntar: se o mais longe que um empreendimento humano já chegou foi onde está hoje a sonda Voyager 1, como podemos saber o quão distante de nós está o que existe além, como as estrelas e até mesmo outras galáxias? Para medirmos distâncias felizmente não precisamos ir até o objeto de interesse, mas utilizamos algumas técnicas que tornam possível conhecermos as profundezas do universo sem precisar realizar uma viagem interestelar. A seguir falarei sobre algumas das técnicas mais famosas. Astronomia de radar Para objetos dentro do sistema solar e a até cerca de 1 UA de nós a técnica de radar pode ser usada, consistindo na emissão de micro-ondas na direção do objeto de interesse e na recepção do sinal rebatido pela superfície dele. De acordo com o tempo que levar para o sinal voltar é determinada a distância do objeto. Um dos exemplos de uso da técnica é na determinação precisa de órbitas de asteroides, além da determinação da distância à Lua e aos planetas mais próximos. Paralaxe Estique uma mão fechada com o indicador apontado para cima e então alterne sua visão entre o olho esquerdo e o direito, sempre mantendo o outro fechado. Perceba como o dedo parece se mover com relação ao fundo. Entretanto, sabemos que a mão permanece posicionada no mesmo lugar e o efeito é só uma questão de perspectiva. A esse fenômeno damos o nome de paralaxe e ele acontece quando um observador, de posições diferentes, vê um deslocamento aparente de um objeto com relação ao fundo. Quanto mais próximo o objeto, mais notável é o efeito da paralaxe (faça o teste agora posicionando o indicador mais próximo ao seu rosto). Ano-luz é uma medida de distância na qual uma unidade (1 ano-luz) equivale ao espaço percorrido pela luz em 1 ano, cerca de 9,5 trilhões de quilômetros. É uma boa medida astronômica, já que nada é mais rápido do que a luz. A Unidade Astronômica (UA) é uma medida de distância muito utilizada dentro do sistema solar e em outros sistemas estelares. 1 UA equivale à distância aproximada Terra-Sol, cerca de 150 milhões de quilômetros.
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Parsec (pc) é uma unidade de distância também muito utilizada na Astronomia. Ela é definida como a distância de um objeto cuja paralaxe heliocêntrica vale um segundo de arco (1''), cerca de 3,3 anos-luz. Existe uma relação trigonométrica entre 1) a distância entre os dois pontos de observação (também chamada de linha de base e que no exemplo é a distância entre seus olhos), 2) a aparente mudança na posição do objeto e 3) a distância dele até você. Uma vez que sabemos a distância entre os pontos de observação e podemos medir o ângulo compreendido entre as duas posições aparentes do objeto, é possível calcular sua distância a nós, como ilustrado na figura 1. Esse fenômeno não só pode ser aplicado a situações cotidianas como também na determinação de distâncias a planetas e a algumas estrelas. Como estes objetos estão muito distantes de nós é preciso uma linha de base grande, de forma que o ângulo de paralaxe também seja grande o suficiente para poder ser medido pelos instrumentos que dispomos. Paralaxe geocêntrica Embora a determinação da distância aos planetas mais próximos e à Lua seja hoje feita com maior precisão através da técnica de radar, antigamente utilizava-se a paralaxe geocêntrica. O método de paralaxe é o mesmo, mas nesse caso a linha de base é o diâmetro da Terra. Paralaxe heliocêntrica Como discutido no começo do texto, a distância à estrela mais próxima (Proxima Centauri) é 2.110 vezes a distância à sonda espacial Voyager 1, que hoje se encontra no espaço interestelar e fora do Sistema Solar. Quando falamos em estrelas devemos considerar que suas distâncias a nós são imensas. Nesse caso, é preciso buscar uma linha de base maior ainda e a solução para isso é utilizar o diâmetro da órbita da Terra em torno do Sol. Com isso, mede-se a posição da estrela de interesse com relação às estrelas de fundo e, 6 meses depois, se faz a mesma medida do outro ponto da órbita terrestre, como ilustrado na figura 3. 17 AstroNova . N.26 . 2020 Figura 1: Trigonometria envolvida na determinação da distância de um objeto a partir do fenômeno da paralaxe Figura 2: Ilustração da paralaxe geocêntrica na determinação da distância Terra-Lua Figura 3: Ilustração do fenômeno da paralaxe heliocêntrica de uma estrela
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18 AstroNova . N.26 . 2020 Um recorde de paralaxe Nos dias 22 e 23 de abril de 2020 a sonda New Horizons fez observações recordes das estrelas Proxima Centauri e Wolf 359, as duas mais próximas do Sol. Como dito por Brian May, guitarrista do Queen e astrofísico envolvido no experimento, foi a maior linha de base de paralaxe já utilizada na história: a distância da sonda à Terra, hoje de cerca de 7 bilhões de quilômetros. As paralaxes puderam ser medidas através da diferença entre as imagens feitas das estrelas pela sonda New Horizons e por telescópios na Terra num mesmo instante. O fenômeno da paralaxe é muito utilizado na determinação de distâncias na astronomia, desde que estas não sejam muito grandes, assim como no caso das estrelas Proxima Centauri e Wolf 359. O limite para o uso da paralaxe trigonométrica é de cerca de 400 pc. Estrelas que estão além deste limite não têm paralaxes notáveis e, por isso, constituem o fundo “fixo” sobre o qual podemos medir as paralaxes de estrelas e objetos celestes mais próximos. As estrelas longínquas, mesmo assim, não fogem a técnicas de medição de distância, como a paralaxe espectroscópica e a técnica das estrelas variáveis, que nos ajudam a desvendar ainda mais as profundas distâncias do cosmos e falaremos mais sobre elas na próxima edição da Revista AstroNova. Nos vemos em breve! Beatriz Yordaky é bacharel em Física pela UFABC e vice-presidente do Clube de Astronomia Arcturus Referências: Figura 4: Duas fotos da Proxima Centauri tiradas no mesmo instante, a da esquerda pela sonda New Horizons e a da direita feita da Terra. Figura 5: Técnicas para determinação de distâncias na Astronomia e suas faixas de aplicação. Nasa: https://voyager.jpl.nasa.gov/ https://www.nasa.gov/feature/ nasa-s-new-horizons-conducts-the-first- interstellar-parallax-experiment Astronomia e Astrofísica: http://astro.if.ufrgs.br/dist/
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19 Marcela Sorelli Carneiro Ramos [email protected] Leandro Teodoro Júnior [email protected] O SARS-CoV-2 possui um grande desafio no que se refere à sua identificação in vivo, ou seja, sua identificação no corpo de uma pessoa infectada. É sabido que o principal componente de sua estrutura externa, a proteína spike é o principal local de interação com células pulmonares e renais. Além disso, o próprio material genético do vírus pode ser utilizado como meio identificador de contaminação. Com isso, temos dois principais métodos de identificação do Novo Coronavírus: métodos moleculares, com base na informação genética do vírus, e sorológicos, baseado na resposta imunológica do paciente. Mas como são os métodos de identificação? Antes de tudo, precisamos entender alguns conceitos básicos sobre o material genético e como é possível detectar a presença de material genético viral em amostras de pacientes. A informação genética e sua duplicação Todo ser, vivo ou “no limite da vida”, possui moléculas de informação genética, ou seja, estruturas químicas que fornecem a informação para aquele ser desenvolver suas principais funções, como reprodução, sobrevivência e realizar inúmeros processos celulares. Essas moléculas podem ser, no caso dos vírus, tanto de DNA quanto de RNA. Para um vírus se multiplicar, é necessária a duplicação do seu material genético e, essa duplicação, depende da maquinaria celular da célula infectada. A célula possui diversas estruturas, conhecidas como organelas, que atuam como se fossem pequenos órgãos, desenvolvendo funções específicas. Dentre essas Como detectar o Novo Coronavírus em amostras biológicas? BIOMEDICINA Como detectar o Novo Coronavírus em amostras biológicas?
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organelas, temos o núcleo e o retículo endoplasmático que executam boa parte da estruturação de novas partículas virais. No caso do Novo Coronavírus, após infectar células, ele utiliza organelas como o núcleo para duplicar seu material genético. Após infecção, o núcleo infectado origina constantemente novas moléculas de RNA viral. Portanto, uma das formas de detecção do Novo Coronavírus é justamente quantificar a presença de material genético viral na amostra de paciente. Para entendermos melhor como é realizado o teste molecular, precisamos relembrar a estrutura do material genético. Estrutura do material genético e técnica de Reação em Cadeia da Polimerase (PCR) O DNA (dupla fita) é uma molécula muito complexa e, ao mesmo tempo, muito simples. Sua estrutura química é dada pela presença de um carboidrato (açúcar), unidades básicas chamadas bases nitrogenadas (Adenina, Citosina, Guanina e Timina) e fosfato. Essas bases se conectam umas nas outras, A com T e C com G, por meio de ligações de hidrogênio, fazendo com que as duas fitas permaneçam conectadas, conformação conhecida como dupla hélice. O PCR, do inglês Polymerase Chain Reaction (Reação em Cadeia da Polimerase) é uma técnica utilizada em laboratórios de biologia molecular a fim de se amplificar (aumentar) partes de um material genético de interesse para facilitar sua visualização. Para isso, o material a ser analisado é colocado em uma máquina que simula o ambiente celular e que possui todos os substratos necessários para a confecção de uma nova fita acontecer, tendo como molde, a fita inicial presente na amostra. É uma técnica amplamente utilizada em laboratórios de pesquisa e criminalística, quando se tem amostras escassas de um material biológico como por exemplo, sangue, fluidos corporais, entre outros. Assim, a técnica de PCR aplicada na identificação de COVID-19 utiliza o material genético coletado (que pode conter ou não material viral) e uma sequência de iniciadores (primers) específica para o vírus, a fim de gerar novas moléculas de DNA (amplificação) contendo material genético de interesse. Após o processo de amplificação, o DNA gerado pelo método de PCR será idêntico ao material 20 AstroNova . N.26 . 2020 Figura 1. Proteína Spike se ligando ao receptor ACE2 e sendo ativada pela proteína TMPRSS2, presente nas células pulmonares, para iniciar processos de fusão e infecção, liberando assim seu material genético dentro da célula. Adaptado de material da Universidade de Tóquio.