Infografia (in Publico, 20-02-2010)
Tranquility é o novo módulo da Estação Espacial Internacional

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Álbum de Viagem dos satélites Herschel e Planck, lançados em 14-05-2009 com o foguetão Ariane 5.
Sobre o mais recente projecto espacial da ESA, ver mais nesta posta. Para saber mais sobre o que são os pontos de Lagrange, ver http://tinyurl.com/qcdce3. Para acompanhar as discussões no Twitter, ver #hplaunch

20090514 - At 15:12:02 CEST, at the beginning of a 55-minute launch window, the Herschel and Planck satellite pair lifted off on board an Ariane 5 from Europe’s Spaceport in French Guiana.

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Ano Internacional da Astronomia 2009

O que fez Galileu?

O que é que há de tão especial no ano 2009?

Esta pergunta faz todo o sentido, mas tem uma resposta simples. Comecemos por recuar 400 anos, a partir de 2009; chegaremos a 1609, como é óbvio. O que aconteceu em 1609?

Nesse ano, um polémico professor de matemática, astronomia e fortificações, leccionando na prestigiada Universidade de Pádua, fez importantes descobertas, tantas e tão valiosas que abalaram o mundo. Chamava-se Galileu Galilei e tinha nascido em 1564, em Pisa, na Itália. Diz-se que ninguém descobriu tanto, em tão pouco tempo, como ele.

A maior parte dos sábios desta época pensava que o Sol, todos os planetas e até mesmo as longínquas estrelas orbitavam em torno da Terra, suposta móvel e no centro do Universo. Era o chamado sistemageocêntrico porque, em grego, geo significa Terra. E isto, apesar de Nicolau Copérnico ter publicado em 1543, vinte e um anos antes de Galileu nascer, um livro que fundamentava a hipótese de os astros orbitarem em torno do Sol e não da Terra (sistema heliocêntrico). Porém, não havia provas claras que apoiassem o modelo heliocêntrico. Galileu iria encontrar algumas.

Retrato de Galileu Galilei, atribuído a Tintoretto, pintado aproximadamente em 1606, data em que o ilustre físico, matemático e astrónomo tinha 42 anos.

O que fez Galileu?

Corria a Primavera de 1609 quando Galileu Galilei ouviu dizer que um holandês tinha inventado um instrumento que permitia ver os objectos afastados como se eles estivessem próximos. Nunca viu o invento holandês. Tudo o que chegou ao seu conhecimento foi que esse instrumento era constituído por um tubo com uma lente em cada extremidade.

Aplicando-se intensamente na sua oficina-laboratório, Galileu constrói em pouco tempo um instrumento com a mesma função, capaz de aproximar os objectos seis vezes (6x). Esforçando-se mais ainda, constrói telescópios cada vez melhores, já superiores ao do holandês, capazes de aproximar os objectos 8x. Em Agosto apresenta este último telescópio aos Doges de Veneza e a outros notáveis, mostrando navios ao largo, invisíveis a olho nu e a torre de uma igreja muito distante. Quase todos ficam maravilhados, embora alguns não acreditem no que vêem. Galileu continua a aperfeiçoar os telescópios e chega a produzir instrumentos capazes de aproximar 20x. Mais tarde consegue 32x.

Em Novembro de 1609 Galileu começa a utilizar os seus telescópios para observar os astros. Descobre que a Lua tem crateras e montanhas, o que contradiz os seguidores de Aristóteles que imaginavam a Lua cristalina a perfeita. Descobre também que ela não tem luz própria (o que na época suscitava dúvidas). O telescópio revela-lhe ainda muitos milhares de estrelas invisíveis a olho nu e que ninguém suspeitava que existiam. A Via Láctea dissolve-se numa multidão de estrelas e deixa de ser a hipotética emanação celeste, e sublunar, que os antigos supunham.

Assestando o telescópio sobre o planeta Júpiter, Galileu concluiu, após algumas observações sucessivas, que quatro pequenas luas giram em volta deste planeta, tal como a nossa Lua gira em volta da Terra. Afinal, pensou Galileu, pode haver outros centros de movimento, sem ser a Terra. Essa descoberta revelou-lhe que o Sistema do Mundo talvez não fosse geocêntrico (naquele tempo chamava-se “Sistema do Mundo” ao que hoje chamamos Universo”). Entusiasmado, publicou em Março de 1610 um livro imortal, chamado “Mensageiro Celeste” (o título original era Sidereus Nuncius). Nele descreve as maravilhas que observou nos céus, mas com isso começa também a criar inimigos. Continuando as suas observações telescópicas, descobre, em Julho de 1610 que Saturno tem “saliências”, uma de cada lado, dando-lhe a ideia de um “planeta com orelhas” (não conseguiu ver os anéis que hoje conhecemos, porque o seu telescópio não era suficientemente poderoso para isso). E no final desse ano, descobre que o planeta Vénus passa por um ciclo completo de fases, como a Lua, o que só é possível se Vénus e a Terra orbitarem o Sol, em conformidade com o modelo heliocêntrico. E em contradição com o modelo geocêntrico…

Em 1612 observa o Sol, pelo método da projecção, um método seguro idealizado pelo seu amigo Benedetto Castelli. Galileu sabia que é muito perigoso olhar para o Sol através de telescópios. Outros observadores observaram o Sol e cometeram esse erro, causando danos irremediáveis aos seus olhos… Mas, voltando a Galileu, ele descobriu que o Sol apresenta manchas à sua superfície, e que essas manchas dão, pouco a pouco, a volta ao Sol. Isso comprova que o Sol também tem movimento de rotação, que (segundo Galileu) se completa em “pouco menos de um mês”.

É claro que todas estas descobertas desagradaram à Igreja Católica, grande defensora do geocentrismo. A comprovação de que a superfície lunar é acidentada, a revelação de imensas estrelas que não se viam a olho nu, as luas de Júpiter, as fases de Vénus e até as manchas solares e a rotação do Sol, contrariando as suposições da época, inspiraram inimizades da maior parte do clero. A Igreja via nessas descobertas um argumento e uma ameaça contra o geocentrismo e contra alguns dos seus fundamentos teológicos. E, para mais, a leitura literal da Bíblia, sem interpretação adequada, parecia impor a imobilidade da Terra e o movimento do Sol à nossa volta.

Réplica de um dos telescópios de Galileu Galilei.

As partes polémicas das Sagradas Escrituras

Vejamos seguidamente as partes da Bíblia em que os religiosos mais conservadores se baseavam para dizer que as Sagradas Escrituras impõem a imobilidade da Terra e sugerem o movimento do Sol em volta do nosso planeta. Apresentam-se duas traduções diferentes.

Salmo 104:5
“Lançou os fundamentos da terra, para que não vacile em tempo algum.”
(Cf. Trad. João Ferreira de Almeida (1628-1691)).

“Ele fundou a terra sobre os seus lugares estabelecidos; não será abalada, por tempo indefinido ou para todo o sempre”.
(Cf. Trad. New World Bible Translation Committee).

Eclesiastes 1:4 e 1:5
(1:4) “Uma geração vai, e outra geração vem; mas a terra para sempre permanece.
(1:5) “E nasce o sol, e põe-se o sol, e volta ao seu lugar de onde nasceu.”
(Cf. Trad. João Ferreira de Almeida (1628-1691).

(1:4) “Uma geração vai e outra geração vem; mas a terra permanece por tempo indefinido.
(1:5) “E também o sol raiou e o sol se põe, e vem ofegante ao seu lugar onde vai raiar”.
(Cf. Trad. New World Bible Translation Committee).

Josué 10:13
“(…) O sol pois se deteve no meio do céu, e não se apressou a pôr-se, quase um dia inteiro”
(Cf. Trad. João Ferreira de Almeida (1628-1691).

“(…) o sol ficou parado no meio dos céus e não teve pressa em pôr-se por cerca de um dia inteiro”.
(Cf. Trad. New World Bible Translation Committee).

Na leitura da Bíblia que as autoridades religiosas então faziam, as frases anteriormente referidas pareciam “garantir” a imobilidade da Terra e “certificar” o movimento do Sol em torno do nosso planeta, interpretações que Galileu Galilei contestava. A essas afirmações Galileu contrapõe dizendo que o que observa no céu, com o seu telescópio, é também obra de Deus. E que tal obra tanto pode ser vista na Bíblia (se devidamente interpretada) como na observação dos próprios fenómenos celestes. Afirma que a Bíblia não se engana e está sempre correcta, mas deve ser interpretada adequadamente, pois Deus não pode contradizer-se dando a ver nos céus (Sua obra) coisas diferentes das que se podem ler nas Sagradas Escrituras. Vejamos algumas das suas justificações a este propósito.

“As Escrituras não se enganam, mas sim os seus intérpretes e comentadores, de várias maneiras (…)” “A Bíblia ensina-nos como se vai para o céu, não como vai o céu” (citação usada por Galileu). “Não me sinto obrigado a acreditar que o mesmo Deus que nos dotou de sensibilidade, razão e intelecto pretenda que nos esqueçamos os utilizar.” “Uma referência, por exemplo, à mão de Deus não significa um apêndice de cinco dedos, mas antes a Sua presença nas vidas humanas”.

Convém referir que Galileu foi sempre um homem profundamente religioso, de fé sólida e inabalável, pelo que nunca se lhe pôs a questão da dúvida religiosa. E, convém referir que as suas duas filhas foram freiras, no Convento de São Mateus, perto de Florença, regido pela ordem franciscana das Clarissas, a que exigia uma conduta quotidiana mais dura e austera. Também teve um filho, Vincenzo Galilei.

Galileu Galilei com 60 anos, segundo o retrato feito em Florença (1624) pelo pintor Ottavio Leoni.

Início dos problemas com a Igreja Católica

Todos os problemas referidos levaram a que, em 1616, Galileu fosse chamado a Roma, por ordem do Papa Paulo V, para ser advertido de que só poderia considerar o heliocentrismo (e a teoria de Copérnico) como mera hipótese académica (uma forma de facilitar cálculos), mas nunca como um facto. Tal advertência foi-lhe dada pelo cardeal Belarmino, que também o avisou de que o livro de Copérnico fora proibido. É de notar coragem e perseverança de Galileu, pois nesses tempos desafiar a Igreja era muito perigoso: em 1600, o monge Giordano Bruno fora queimado vivo, atado a um poste, por afirmar que o Universo podia ser infinito e que haveria muitos planetas habitados, além da própria Terra. O inquisidor foi precisamente… Roberto Belarmino, mais tarde beatificado (1923) e canonizado (1930), passando a ser Santo e conhecido como São Roberto Belarmino.

A vida continua

Galileu contém-se por algum tempo, mas por fim (c.1624) começa a escrever uma das suas maiores obras: os Diálogos sobre os Dois Principais Sistemas do Mundo, onde compara os sistemas geocêntrico (de Ptolomeu) e heliocêntrico (de Copérnico). O Papa desse tempo, Urbano VIII, autoriza-o a escrever esse livro desde que fale dos dois sistemas sem tomar partido pelo sistema heliocêntrico, suposto como mera hipótese. O livro é publicado em 1632, mas o Papa, anteriormente amigo e admirador do sábio italiano (quando era o cardeal Maffeo Barberini), sente-se ridicularizado numa personagem do livro, defensora do geocentrismo (os inimigos de Galileu tiveram a habilidade de convencê-lo nesse sentido). A fúria do Papa é imensa e o livro é proibido: em 1633 Galileu é chamado a Roma, acorrentado se se recusar, apesar de já velho (69 anos) e doente. Ao fim de muitos e extensos interrogatórios e depois de lhe terem mostrado os instrumentos de tortura da Inquisição (o temível Santo Ofício), é forçado a negar as suas convicções. Não é queimado vivo, devido ao apreço do Papa e à influência de muitos amigos poderosos que tinha. Em vez disso é condenado a prisão perpétua, mais tarde comutada em prisão na sua casa pessoal de Arcetri, nos arredores de Florença. Sempre vigiado pelos oficiais da Inquisição.

Galileu regressa ao trabalho

Apesar de proibido de escrever, Galileu retoma a escrita e as suas investigações. Em 1636 tem pronto um novo livro, denominado Discurso sobre Duas Novas Ciências, onde não toca no heliocentrismo mas lança os fundamentos da resistência de materiais, precursora da engenharia mecânica e os alicerces da dinâmica, uma área da Física que mais tarde servirá de inspiração ao grande Isaac Newton que (apesar de não ser pessoa dada à modéstia) afirma ter visto mais longe do que outros por ter subido aos ombros de gigantes (referindo-se a Galileu e a Kepler). Devido às proibições a que o autor estava sujeito, o original desta obra teve de ser levado secretamente de Itália para a Holanda, onde foi impresso. Entretanto, devido a infecções oculares, Galileu ficou totalmente cego em 1637. Recebeu o livro já impresso em 1638 e foi na escuridão total que tomou nas mãos a sua obra derradeira. Ainda teve tempo para idealizar a aplicação dos pêndulos aos relógios, ideia concretizada mais tarde por Huygens (em 1656). Por fim, em 8 de Janeiro de 1642, “entregou a alma ao Criador com firmeza filosófica e cristã”, como descreveu Vincenzo Viviani, o seu último discípulo e primeiro biógrafo. Via Portal do Astrónomo.

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GOING ON MEANS GOING FAR, GOING FAR MEANS RETURNING

The European Extremely Large Telescope — The World’s Biggest Eye on the Sky

Extremely Large Telescopes are considered worldwide as one of the highest priorities in ground-based astronomy. They will vastly advance astrophysical knowledge, allowing detailed studies of subjects including planets around other stars, the first objects in the Universe, super-massive black holes, and the nature and distribution of the dark matter and dark energy which dominate the Universe.

Since the end of 2005 ESO has been working together with its user community of European astronomers and astrophysicists to define the new giant telescope needed by the middle of the next decade. More than 100 astronomers from all European countries have been involved throughout 2006, helping the ESO Project Offices to produce a novel concept, in which performance, cost, schedule and risk were carefully evaluated.

Dubbed E-ELT for European Extremely Large Telescope, this revolutionary new ground-based telescope concept will be 42 metres in diameter and will be the world’s biggest eye on the sky.

With the start of operations planned for 2018, the E-ELT will tackle the biggest scientific challenges of our time, and aim for a number of notable firsts, including tracking down Earth-like planets around other stars in the “habitable zones” where life could exist — one of the Holy Grails of modern observational astronomy. It will also perform “stellar archaeology” in nearby galaxies, as well as make fundamental contributions to cosmology by measuring the properties of the first stars and galaxies and probing the nature of dark matter and dark energy. On top of this astronomers are also planning for the unexpected — new and unforeseeable questions will surely arise from the new discoveries made with the E-ELT.

Do you want to have more information on this fascinating project? Then, please use the table of content below to read further:

Preparing a Revolution

Astronomy is experiencing a golden era. The past decade alone has brought amazing discoveries that have excited people from all walks of life, from the first planets orbiting other stars to the accelerating Universe, dominated by the still-enigmatic dark matter and dark energy.

The European Extremely Large Telescope, with a proposed diameter of 42 metres, is currently undergoing a very detailed design phase. The final go-ahead for construction is expected in 2010, with the start of operations planned for 2018.

The telescope’s “eye” will be almost half the length of a soccer pitch in diameter and will gather 15 times more light than the largest optical telescopes operating today. The telescope has an innovative five-mirror design that includes advanced adaptive optics to correct for the turbulent atmosphere, giving exceptional image quality. The main mirror will be made up from almost 1000 hexagonal segments.

Such a telescope may, eventually, revolutionise our perception of the Universe, much as Galileo’s telescope did, 400 years ago.

Are We Alone?

The E-ELT is taking astronomy a step further. With a diameter of 42 metres and the adaptive optics concept built in, the E-ELT will lead to many breakthroughs in the field.

The E-ELT has embraced the quest for extrasolar planets — planets orbiting other stars. This will include not only the discovery of planets down to Earth-like masses through indirect measurements of the wobbling motion of stars perturbed by the planets that orbit them, but also the direct imaging of larger planets and possibly even the characterisation of their atmospheres.

Furthermore, the E-ELT’s suite of instruments will allow astronomers to probe the earliest stages of the formation of planetary systems and to detect water and organic molecules in protoplanetary discs around stars in the making. Thus, the E-ELT will answer fundamental questions regarding planet formation and evolution and will bring us one step closer to answering the question: are we alone? Apart from the obvious scientific interest, this would represent a major breakthrough for humanity.

The First Objects in the Universe

By probing the most distant objects the E-ELT will provide clues to understanding the formation of the first objects that formed: primordial stars, primordial galaxies and black holes and their relationships. Studies of extreme objects like black holes will benefit from the power of the E-ELT to gain more insight into time-dependent phenomena linked with the various processes at play around compact objects.

The E-ELT is designed to make detailed studies of the first galaxies and to follow their evolution through cosmic time. Observations of these early galaxies with the E-ELT will give clues that will help understand how these objects form and evolve. In addition, the E-ELT will be a unique tool for making an inventory of the changing content of the various elements in the Universe with time, and to understand star formation history in galaxies.

One of the most exciting goals of the E-ELT is the possibility of making a direct measurement of the acceleration of the Universe’s expansion. Such a measurement would have a major impact on our understanding of the Universe. The E-ELT will also search for possible variations in the fundamental physical constants with time. An unambiguous detection of such variations would have far-reaching consequences for our comprehension of the general laws of physics.

The E-ELT Concept

The present core concept is for a telescope with a mirror 42 metres in diameter, covering a field on the sky about a tenth the size of the full Moon. The mirror design itself is revolutionary and is based on a novel five-mirror scheme that results in an exceptional image quality. The primary mirror consists of almost 1000 segments, each 1.4 metres wide, but only 50 mm thick. The optical design calls for an immense secondary mirror 6 metres in diameter, almost as large as the biggest primary telescope mirrors in operation today.

Adaptive mirrors are incorporated into the optics of the telescope to compensate for the fuzziness in the stellar images introduced by atmospheric turbulence. One of these mirrors is supported by more than 5000 actuators that can distort its shape a thousand times per second.

The telescope will have several science instruments. It will be possible to switch from one instrument to another within minutes. The telescope and dome will also be able to change positions on the sky and start a new observation in a very short time.

The ability to observe over a wide range of wavelengths from the optical to mid-infrared will allow scientists to exploit the telescope’s size to the fullest extent.

Europe’s Window on the Universe

ESO has built up considerable expertise in planning, constructing and operating large astronomical telescopes at remote sites. ESO’s Very Large Telescope is the world’s most advanced ground-based optical telescope and has enabled many scientific breakthroughs.

This expertise forms the backbone of efforts to develop an Extremely Large Telescope for Europe’s astronomers. The basic reference design was completed by the end of 2006. The final design of this facility, a study costing 57 million Euros, is now underway, with the aim of having the E-ELT observatory starting operation around 2018. In addition to these design activities, more than 30 European scientific institutes and high-tech companies are studying the technological aspects of large telescopes within the Framework Programme 6 ELT Design Study, partially funded by the European Commission. The E-ELT is a high technology, highly prestigious science-driven project that incorporates many innovative developments. It offers numerous possibilities for technology spin-off and transfer, together with lucrative technology contract opportunities and provides a dramatic showcase for European industry.

The E-ELT has already gained wide support in the European scientific community. This venture is the only optical astronomy project selected in the roadmap of the European Strategy Forum on Research Infrastructures. It also features very prominently in the ASTRONET European Infrastructure Roadmap for Astronomy.

The European leadership of this major flagship project will indisputably raise the European scientific, technological and industrial profile.

Finding a home

An extraordinary telescope calls for an exceptional site. Much care is thus taken to ensure that the future home of the E-ELT will be the most adequate possible. This generally means a high, dry site, so as to have as little hindrance to the observations. The E-ELT site selection team is currently investigating in great detail several possible sites, in Argentina, in Chile, in Morocco, and in Spain

Similar efforts are being carried out by the Thirty-Meter Telescope (TMT) site selection team. For the sake of efficiency, the TMT pre-selected sites (all in North and South America) are not included in the E-ELT study, but data are shared.

The final report is due for end 2009 and a final decision on the choice of the site will be taken in 2010.

The E-ELT in numbers

• Main mirror diameter: 42 metres
• Light collecting area: 1300 square metres

42 metre diameter

With its main mirror as large as 42 metre in diameter, this will be the largest telescope to observe in visible-light. It will be four to five times larger than the present-day state-of-the-art facilities of this kind, and will collect about 15 times more light. It will also be much larger than the two other extremely large telescope in planning, the Thirty-Meter Telescope and the Giant Magellan Telescope.

Almost 1000 segments

It is not possible, nor advised, to build such a large mirror in one piece. Instead, the 42-m mirror will be composed of about 1000 hexagonal segments, about 1.4 metre wide and 5 cm thick. The whole concept of the telescope is in fact to be modular, so that pieces can be manufactured in large quantities, thereby drastically reducing the cost. Only this approach makes the E-ELT possible within a restricted budget.

CRÉDITOS – ESO

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– 20080313

A close-up view of the exterior of space shuttle Endeavour’s crew cabin, starboard wing and payload bay door was provided by the station’s Expedition 16 crew. Before docking with the station, STS-123 commander Dominic Gorie flew the shuttle through a roll pitch maneuver, basically a backflip, to provide the station crew with a good view of Endeavour’s heat shield.

Using digital still cameras equipped with both 400 and 800 millimeter lenses, the station crew took a number of photos of the shuttle’s thermal protection system and sent them to teams on the ground for analysis. A 400 millimeter lens was used for this image.

Image Credit: NASA

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Messenger no Primeiro Calhau a contar do Sol – 20080201

A sonda Messenger (MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging) da NASA concluiu ontem a primeira de três passagens nas proximidades de Mercúrio, tendo recolhido dados suficientes para ocupar os peritos da agência espacial durante meses. Foram recolhidas mais de 1200 imagens e a informação obtida pelos sete aparelhos a bordo permitiu alterar ideias sobre o planeta, cujo campo magnético é mais poderoso do que se supunha. Outra surpresa tem a ver com indícios de vulcanismo.

A sonda Messenger, lançada a partir do Centro Espacial Kennedy no dia 3 de Agosto de 2004, que já percorreu 7.900 milhões de quilómetros, encontra-se apenas a meio da sua longa e sinuosa viagem.

A primeira constatação é a de que a sonda resistiu de forma notável ao ambiente térmico muito hostil daquela zona interna do sistema solar. Mercúrio é o planeta mais próximo do Sol, rodando numa órbita sensivelmente a um terço da distância entre a Terra e a estrela.

A NASA recolheu bastante informação sobre Mercúrio durante três passagens de uma anterior sonda, a Mariner 10, em 1975. Mas, só com esta primeira passagem da Messenger, a superfície cartografada aumentou de 45% para mais de dois terços. Há abundante material inédito sobre a geologia da superfície, embora estes dados ainda estejam em análise.

Pensava-se até agora que Mercúrio era relativamente semelhante à Lua. A maior diferença conhecida era o facto de o planeta ter uma atmosfera muito ténue (tão rarefeita que as moléculas nem sequer colidem umas com as outras). No entanto, os cientistas perceberam, com os novos dados, que afinal há diferenças muito maiores. Ontem, a NASA apresentou em conferência de imprensa a sua interpretação preliminar dos resultados obtidos, com destaque para dois aspectos: o campo magnético e aquilo que parecem ser indícios de actividade vulcânica no passado.

O investigador-chefe da missão, Sean Solomon, explicou que esta passagem permitiu “ver parte do planeta como nunca foi visto por uma sonda, e a nossa pequena máquina enviou uma mina de ouro com dados muito excitantes”. Tal como a Terra, Mercúrio tem um campo magnético, que aliás poderá ser bipolar. Tudo indica que, apesar de ser muito mais fraco do que o da Terra, o campo magnético mercuriano consegue proteger do vento solar parte da superfície do planeta.

Os cientistas falam em “planeta muito dinâmico”, com interacções inesperadas. Foram estudadas as crateras de impacto, menos profundas do que as da Lua. E, numa dessas crateras, descobriu-se uma forma que entusiasmou os cientistas a ponto destes baptizarem a estrutura: a “Aranha”. Trata-se de uma cratera da qual partem mais de 40 compridos raios mais escuros e cuja explicação poderá estar em qualquer forma de vulcanismo. Aliás, foram detectadas outras estruturas na superfície que apontam para indícios de actividade vulcânica. A Messenger volta a passar nas proximidades de Mercúrio em Outubro e ficará na sua órbita em Março de 2011.

fontes:DN e SIC

Credit: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington

Publicado no Luminescências

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