QUAL É O PODER DE UMA BOMBA DE HIDROGÊNIO?

A Bomba de hidrogênio que a Coreia do Norte diz ter testado tem uma capacidade de destruição milhares de vezes superior ao das bombas libertadas em Hiroshima e Nagasaki, em 1945. Já passaram 70 anos desde que os Estados Unidos lançaram as bombas atômicas sobre ‎Hiroshima e Nagasaki, no Japão. Agora, a Coreia do Norte diz ter conseguido detonar uma bomba de hidrogênio. As imagens de destruição e as dezenas de milhares de mortes do “Little Boy” e do “Fat Man” perduram na história mundial, mas a explosão de uma bomba deste tipo pode ser “vários milhares de vezes mais potente que a bomba de Hiroshima”, explicou ao Observador Nuno Barradas, supervisor do Reator Português de Investigação (RRI) no Campus Tecnológico e Nuclear do Instituto Superior Técnico. Para perceber quão potente é o processo lembre-se que são as reações de fusão do hidrogênio que aquecem o nosso Sol.

Cisão versus fusão

Isótopos são núcleos de um mesmo elemento, com o mesmo número de prótons dentro do núcleo, mas um número variável de nêutrons. No caso do urânio, os isótopos mais comuns são o Urânio-238, com 146 nêutrons no núcleo, e o Urânio-235, com 143 nêutrons. Numa bomba atômica, usa-se Urânio-235 ou Plutônio-239, isótopos radioativos e instáveis. Estes núcleos, quando bombardeados com nêutrons, dividem-se (cisão ou fissão) originando núcleos mais estáveis ao mesmo tempo que libertam nêutrons e energia, muita energia. E, claro, a radiação libertada afetará os seres vivos na área durante muito anos após a explosão. Numa reação de fusão, como a que ocorre nas bombas de hidrogênio, não existe uma divisão de um núcleo grande, como o urânio, mas uma fusão de núcleos muito pequenos (com uma massa muito menor). O que faz com que “por grama de combustível, a fusão seja muito mais potente”, referiu Nuno Barradas. Além disso, a cisão liberta sete vezes menos energia do que a fusão do hidrogênio. A energia libertada corresponde à diferença de estabilidade, ou seja, quanto mais estável o núcleo (ou núcleos) formado, maior a energia libertada, explicou o físico do RRI. A cisão do urânio origina núcleos mais estáveis do que o do elemento original, mas a fusão de dois núcleos de hidrogênio origina hélio, “o núcleo mais estável que existe”. Além disso, enquanto a bomba atômica precisa de, pelo menos, 25 quilogramas de Urânio-235 para que se dê uma reação, a bomba de hidrogênio não tem um limite mínimo de material para que ocorra fusão. Daí o receio de que se crie uma bomba tão pequena que possa ser colocada num míssil, noticiou o jornal britânico The Guardian. Por outro lado, quanto mais hidrogênio tiver a bomba, mais potente será a explosão.

Como juntar 2 núcleos de hidrogênio?

A primeira dificuldade é conseguir juntar dois núcleos de hidrogênio, que têm ambos cargas positivas e que, à partida, se iriam repelir um ao outro. Este processo acontece naturalmente no interior do Sol, onde as pressões e temperatura são muito altas. Mas na Terra não é possível recriar essas condições. Portanto, para fazer com que os dois núcleos de hidrogênio se fundam, é preciso envolvê-los com várias cargas explosivas, que rebentem todas ao mesmo tempo e que obriguem os núcleos a juntarem-se, explicou Nuno Barradas. Estas cargas explosivas podem ser várias bombas atômicas do mesmo tipo que a bomba de Hiroshima ou um invólucro contínuo de explosivos, mas na verdade não se sabe ao certo, porque os modelos produzidos até agora nunca foram divulgados, referiu o físico. Existem três isótopos para o átomo de hidrogênio: o prótio (1 próton sem nêutrons), o deutério (1 próton e 1 nêutron) e o trítio (1 próton e 2 nêutrons). Na reação são usados 2 isótopos de hidrogênio, normalmente deutério e trítio, mas como explicou Nuno Barradas o trítio tem de estar presente para que a reação seja mais eficiente. Esta fusão liberta muita energia sob a forma de calor, daí também se chama termonuclear, mas não liberta radiação. A radiação libertada durante a explosão de uma bomba H vem toda das explosões atômicas que envolvem os núcleos de hidrogênio.

Que tecnologia é necessária?

Para criar uma bomba de hidrogênio é preciso ter desenvolvido algumas tecnologias e capacidades, como explicou Nuno Barradas. Ser capaz de fabricar bombas atômicas do tipo de Hiroshima, logo ter capacidade para enriquecer o urânio (ou poder comprá-lo). Ter uma tecnologia associada que permita que a explosão das bombas atômicas, que envolvem os núcleos de hidrogênio, aconteça toda ao mesmo tempo. Poder produzir e renovar o trítio, que além de não existir na natureza, tem de estar sempre a ser renovado – é muito radioativo e vai decaindo ao longo do tempo. Mas Nuno Barradas que o modelo inicial que conhece pode ter sido modificado e que em relação à Coreia do Norte ninguém sabe que tipo de tecnologia poderão estar a usar.

Quem já testou bombas H?

A primeira bomba termonuclear, “Ivy Mike”, foi produzida nos Estados Unidos e testada em 1952, no atol Enewetak, no oceano Pacífico, referiu The Wall Street Journal. Um ano depois, uma bomba equivalente foi detonada na Sibéria, Rússia. O Reino Unido deixou cair uma bomba de hidrogênio na ilha Malden, no Pacífico, em 1957. Mais tarde, em 1967, a China detonou uma bomba H no local de teste Lop Nur e a França fez o mesmo, no sul do Pacífico, um ano mais tarde. Outros países, como a Índia, Paquistão, Israel e Coreia do Norte, que têm realizado testes com armas nucleares, poderão ter também capacidade para criar bombas de hidrogênio. Fonte: theguardian.com/world/2016/jan/06/north-korea-test-what-is-a-miniaturised-hydrogen-bomb

PESQUISADORES OBSERVAM 2 BURACOS NEGROS SUPERMASSIVOS PRESTES A SE FUNDIR

Conforme duas galáxias entram nos estágios finais de fusão, cientistas têm teorizado que seus buracos negros supermassivos formariam um “binário” – dois buracos negros em uma órbita tão próxima que são gravitacionalmente ligados um ao outro. Em um novo estudo, astrônomos da Universidade de Maryland (EUA) apresentaram evidências diretas de um quasar pulsante, o que pode comprovar a existência desses buracos negros binários. “Acreditamos que observamos dois buracos negros supermassivos em maior proximidade do que nunca. Estes buracos negros podem estar tão próximos que estão emitindo ondas gravitacionais, que foram previstas pela teoria da relatividade geral de Einstein”, explica Suvi Gezari, também da Universidade de Maryland, coautora do trabalho publicado na revista “Astrophysical Journal Letters”. A descoberta pode lançar luz sobre a frequência com que os buracos negros se aproximam o suficiente para formar um binário gravitacionalmente ligado e, eventualmente, se fundir. Os buracos negros tipicamente devoram matéria, que acelera e se aquece, emitindo energia eletromagnética e criando alguns dos pontos mais luminosos no céu, chamados quasares. Quando dois buracos negros orbitam como um binário, absorvem matéria ciclicamente, o que leva os teóricos a preverem que o quasar binário responderia clareando e escurecendo periodicamente.

A metodologia

Os pesquisadores realizaram uma busca sistemática pelos chamados quasares variáveis usando o Telescópio de Pesquisa Panorâmica e Sistema de Resposta Rápida (Pan-STARRS1) de Vistoria de Profundidade Média. Este telescópio fica baseado no Havaí, em Haleakala, e fotografa o mesmo pedaço de céu uma vez a cada três dias, recolhendo centenas de dados para cada objeto ao longo de quatro anos. Nestes dados, a equipe de astrônomos encontrou o quasar PSO J334.2028+01.4075, que tem um grande buraco negro de quase 10 bilhões de massas solares e emite um sinal óptico periódico que se repete a cada 542 dias. O sinal do quasar era incomum porque as curvas de luz da maioria dos quasares são arrítmicos. Para verificar a sua descoberta, a equipe de pesquisa executou rigorosos cálculos e simulações e examinou dados adicionais, incluindo dados fotométricos de outros telescópios e sistemas de monitoramento. “A descoberta de um candidato a sistema compacto binário de buracos negros supermassivos como o PSO J334.2028+01.4075, que parece a uma separação orbital tão pequena, acrescenta ao nosso conhecimento limitado das etapas finais da fusão entre os buracos negros supermassivos”, aponta a estudante de mestrado em astronomia da Universidade de Maryland, Tingting Liu, principal autora do artigo. Os pesquisadores planejam continuar a procurar novos quasares variáveis. A partir de 2023, sua pesquisa poderia ser auxiliada pelo telescópio Synoptic Large Telescope Survey. Espera-se que este aparelho possa fazer o levantamento de uma área muito maior, possibilitando identificar a localização de milhares destes buracos negros supermassivos que estão se fundindo no céu noturno. fonte: https://cmns.umd.edu/news-events/features/2969

MOTORES DE ANTIMATÉRIA E FUSÃO PODERÃO MOVER NAVES ESPACIAIS NO FUTURO

Em 2010, a NASA produziu um trabalho em parceria com o “The Tauri Group” para determinar quais as áreas de avanço tecnológico mais promissoras, que permitiriam vencer os desafios da exploração espacial. Uma das tecnologias sugeridas pela pesquisa, chamada de “Technology Frontiers: Breakthrough Capabilities for Space Exploration” (“Fronteiras da Tecnologia: capacidades inovadoras para a exploração espacial”) é o uso de antimatéria para disparar um motor de fusão nuclear. Como combustível para esse motor, seriam usadas pastilhas contendo deutério e trítio – isótopos mais pesados do hidrogênio -, cercados por um material mais pesado, como urânio. A ideia é disparar um raio de antiprótons – o equivalente da antimatéria aos prótons – para iniciar a reação de fusão, com o hidrogênio sendo convertido em hélio e liberando muita energia. A propulsão poderia ser obtida de diversas formas, como aquecendo um combustível ao ejetá-lo em altíssimas velocidades. A ideia não é nova: o projeto Daedalus, da Sociedade Interplanetária Britânica, já propôs o uso de foguetes de fusão para fazer viagens interestelares. Os cálculos apontam que uma viagem para Júpiter precisaria de 1,16 gramas de antiprótons, o que não parece muito, exceto quando consideramos que desde 1950 não devem ter sido produzidos mais de 10 nanogramas do material em aceleradores de partículas, e que poucas gramas devem custar vários trilhões de dólares. Porém, os autores do estudo apontam que a produção de antiprótons está avançando, e talvez venham a ser a grande novidade em propulsão espacial até 2060. Com a quantidade de combustível suficiente, uma viagem a Júpiter não demoraria mais que alguns poucos meses, e seria possível chegar em Marte depois de apenas 39 dias de viagem, usando um foguete de plasma. FONTE: Space.com]

MOTORES DE ANTIMATÉRIA E FUSÃO PODERÃO MOVER NAVES ESPACIAIS NO FUTURO

Em 2010, a NASA produziu um trabalho em parceria com o “The Tauri Group” para determinar quais as áreas de avanço tecnológico mais promissoras, que permitiriam vencer os desafios da exploração espacial. Uma das tecnologias sugeridas pela pesquisa, chamada de “Technology Frontiers: Breakthrough Capabilities for Space Exploration” (“Fronteiras da Tecnologia: capacidades inovadoras para a exploração espacial”) é o uso de antimatéria para disparar um motor de fusão nuclear. Como combustível para esse motor, seriam usadas pastilhas contendo deutério e trítio – isótopos mais pesados do hidrogênio -, cercados por um material mais pesado, como urânio. A ideia é disparar um raio de antiprótons – o equivalente da antimatéria aos prótons – para iniciar a reação de fusão, com o hidrogênio sendo convertido em hélio e liberando muita energia. A propulsão poderia ser obtida de diversas formas, como aquecendo um combustível ao ejetá-lo em altíssimas velocidades. A ideia não é nova: o projeto Daedalus, da Sociedade Interplanetária Britânica, já propôs o uso de foguetes de fusão para fazer viagens interestelares. Os cálculos apontam que uma viagem para Júpiter precisaria de 1,16 gramas de antiprótons, o que não parece muito, exceto quando consideramos que desde 1950 não devem ter sido produzidos mais de 10 nanogramas do material em aceleradores de partículas, e que poucas gramas devem custar vários trilhões de dólares. Porém, os autores do estudo apontam que a produção de antiprótons está avançando, e talvez venham a ser a grande novidade em propulsão espacial até 2060. Com a quantidade de combustível suficiente, uma viagem a Júpiter não demoraria mais que alguns poucos meses, e seria possível chegar em Marte depois de apenas 39 dias de viagem, usando um foguete de plasma. Fonte: Space.com

FUSÃO DE GALÁXIAS É CAPTURADA PELO HUBBLE

A foto acima mostra a galáxia NGC 2623, que é na verdade um par de galáxias em processo de formar uma só. O telescópio Hubble fotografou a fase final dessa titânica fusão de galáxias. Elas estão a cerca de 300 milhões de anos-luz de nós, na constelação de Câncer. E por que acontecem fusões de galáxias? No espaço, as galáxias não ficam igualmente espaçadas: elas se reúnem em grupos ou pequenos aglomerados, unidos pela atração gravitacional (e governadas por ela). Nessa dança gravitacional, é comum que duas galáxias sejam mutuamente atraídas e acabem passando por um processo de fusão. Essa colisão e fusão demoram milhões ou até bilhões de anos. No caso da NGC 2623, o encontro violento entre as galáxias gigantes tem produzido uma região de formação de estrelas perto de um amplo núcleo luminoso, ao longo das “caudas” vistas na imagem. As caudas opostas cheias de gás, poeira e jovens aglomerados de estrelas azuis se estendem por mais de 50.000 anos-luz a partir do núcleo já mesclado das galáxias. Provavelmente provocado pela fusão, um buraco negro supermassivo comanda a atividade na região nuclear. A formação de estrelas e seu núcleo galáctico ativo fazem da NGC 2623 brilhante em todo o seu espectro. A imagem também mostra galáxias de fundo ainda mais distantes, espalhadas pelo campo de visão do Hubble. Veja também a foto da NGC 6240, uma colisão entre duas galáxias ricas em gás que se fundiram a 330 milhões de anos-luz da Terra, na constelação de Ofiúco. O fenômeno nos permite ter uma ideia de como a fusão de nossa galáxia com a galáxia Andrômeda vai parecer para um observador em outro ponto do universo. FONTE:[NASA]