1285: “Furacão” de matéria escura vai colidir com a Terra

NASA / JPL-Caltech
Terra cercada por filamentos de matéria escura

Se os cálculos de uma equipa de astrónomos estiverem correctos, o Sistema Solar estará, em breve, no meio de um evento turbulento: um “furacão” de matéria escura, a soprar a uma velocidade de 500 quilómetros por segundo.

Apesar de não conseguirmos ver nem sentir, está para muito breve uma detecção directa de matéria escura, avança uma equipa de astrónomos que desconfia que um “furacão” de matéria escura colidirá com a Terra.

A matéria escura continua a ser um dos grandes enigmas do Universo. Não sabemos o que é, mas sabemos que existe. E como é que temos a certeza disso? Os astrónomos sabem-no com base nos movimentos das estrelas e galáxias, que são rápidas demais para a quantidade de massa observável.

Há, então, uma outra massa a criar gravidade e a influenciar esses movimentos cósmicos. Aliás, com base nesses movimentos, os astrónomos conseguem calcular essa massa invisível – ou “matéria escura”, como lhe chamam os entendidos.

Os cientistas trabalham diariamente para conseguir novas e inovadoras formas de detectar esse tipo de matéria, mas ainda não chegaram lá. No entanto, isso não impediu um conjunto de físicos de afirmar que estamos o meio de uma tremenda tempestade de matéria escura. Mas como sabem isso?

Com o lançamento dos dados do satélite Gaia, no ano passado, os astrónomos descobriram uma corrente estelar, deixada para trás por uma grande galáxia anã esferoidal que foi “engolida” pela Via Láctea há muitos anos. Apesar de ter havido várias detecções de fluxos parecidos na Via Láctea, o S1 (como agora é conhecido) é incomum.

Segundo os astrónomos, a corrente estelar associada à matéria escura move-se como se fosse um riacho. Ciaran O’Hare, físico da Universidade de Zaragoza, em Espanha, liderou uma equipa de investigadores para descobrir o efeito de S1 na matéria escura no nosso cantinho da Via Láctea. O estudo foi publicado recentemente na Physical Review D.

Assim, através da análise de modelos diferentes para a densidade e distribuição da matéria escura que flui no fluxo de S1, os cientistas previram assinaturas de matéria escura para cada um desses modelos, passíveis de serem detectadas na Terra.

Uma dessas assinaturas é produzida pelas partículas massivas de interacção fraca hipotética, conhecidas como WIMPs. Se essas partículas existirem, devemos ser capazes de detectá-las através das suas colisões com electrões ou núcleos atómicos. Isso faria com que as partículas carregadas na Terra recuassem, produzindo uma luz que poderia ser captada por xénon líquido ou detectores de cristal.

Através de vários cálculos, a equipa determinou que é muito improvável que estes detectores de WIMP captem qualquer efeito de S1, apesar de ser possível no futuro, conforme a tecnologia progride.

Detectores de axiões – como o Axion Dark Matter Experiment – têm uma maior probabilidade de detectar, mas, para já, são apenas hipotéticos. Os axiões, se existirem, são incrivelmente leves – cerca de 500 milhões de vezes mais leves do que um electrão. Além disso, é possível que os axiões sejam um dos componentes principais da matéria escura.

Segundo os cálculos dos físicos, estas partículas ultra-leves (que não conseguimos observar) poderiam ser convertidas em fotões, passíveis de serem detectados.

Na verdade, não passam de partículas hipotéticas. No entanto, como o fluxo de S1 viaja directamente através do Sistema Solar, o furacão de matéria escura provavelmente cruzará o caminho de vários detectores espalhados pelo mundo.

O estudo admite que os detectores WIMP provavelmente não verão matéria escura do fluxo S1. No entanto, estes são voltados para detectar “matéria escura axiónica“, baseada no axião.

Como a matéria escura é teorizada para representar cerca de 85% da matéria no Universo, a detecção da partícula ou das partículas que a compõem mudaria fundamentalmente a maneira como olhamos para o Universo. Na verdade, não há motivo para temermos o “furacão de matéria escura” – na verdade, é uma coisa boa.

ZAP // ScienceAlert

Por ZAP
14 Novembro, 2018

 

1276: NASA mostra duas galáxias a colidir (e o que pode acontecer à Via Láctea)

Debra Meloy Elmegreen et al / Hubble/AURA/STScI/NASA

Observando os espessos muros de gás e pó que cercam os núcleos de galáxias em fusão, os astrónomos estão a conseguir ver o que acontece quando dois buracos negros massivos de galáxias diferentes colidem um com o outro.

Num novo estudo, publicado a 7 de Novembro na revista Nature, cientistas da Eureka Scientific analisaram centenas de imagens de galáxias em colisão capturadas pelos telescópios Hubble da NASA e do Observatório W. M Keck.

“Ver os pares de núcleos de galáxias fundidos com buracos negros massivos tão próximos foi bastante surpreendente”, disse Michael Koss, líder da equipa.

As imagens fornecem uma visão aproximada de um fenómeno que deverá ter sido mais comum no início do Universo, quando as fusões de galáxias eram mais frequentes. Quando as galáxias colidem, os buracos negros podem libertar energia poderosa na forma de ondas gravitacionais, o tipo de ondulação no espaço-tempo que só recentemente foi detectada por experiências inovadoras.

O novo estudo também mostra o que poderá acontecer ao nosso próprio espaço cósmico, daqui a milhares de milhões de de anos, quando a Via Láctea colidir com a galáxia vizinha Andrómeda e os seus respectivos buracos negros centrais se misturarem.

“Simulações de computador de galáxias mostram que os buracos negros crescem mais rapidamente no final da fusão, perto do momento em que os buracos negros interagem”, disse Laura Blecha, da Universidade da Florida.

NASA, ESA, and M. Koss (Eureka Scientific, Inc.)

Uma fusão de galáxias é um processo lento que dura mais de mil milhões de anos, quando duas galáxias, sob o impulso inexorável da gravidade, se aproximam até se finalmente unirem.

O gás e pó ejectados durante a colisão de galáxias forma, muitas vezes, uma cortina espessa em redor dos centros destas, protegendo-os da vista em luz visível. Parte do material também cai nos buracos negros dos núcleos das galáxias em fusão. Os buracos negros crescem rapidamente enquanto se alimentam dessa comida cósmica, fazendo o gás brilhar intensamente.

Este rápido crescimento ocorre durante os últimos 10 milhões a 20 milhões de anos da fusões. As imagens da NASA capturaram esse fenómeno já perto da fusão final, quando os buracos negros estão separados por apenas três mil anos-luz – quase um abraço em termos cósmicos.

Não é fácil encontrar núcleos de galáxias tão próximos. A maioria das observações de galáxias em colisão capturaram os buracos negros em estágios iniciais, quando estavam cerca de 10 vezes mais distantes. O estágio final do processo requer observações de alta resolução em luz infravermelha que podem ver através das nuvens de pó e identificar as localizações dos dois núcleos que se fundem.

“O gás que cai nos buracos negros emite raios-X e o brilho dos raios-X indica a rapidez com que o buraco negro está a crescer”, explicou Koss. “Eu não sabia se encontraríamos fusões ocultas, mas suspeitávamos, com base em simulações de computador, que estariam em galáxias densamente encobertas. Por isso, tentámos ver através da poeira, na esperança de encontrar fusões de buracos negros”.

NASA, ESA, and M. Koss (Eureka Scientific, Inc.)

A equipa analisou galáxias com uma distância média de 330 milhões de anos-luz da Terra. Muitas das galáxias são semelhantes em tamanho à Via Láctea e à Andrómeda. A equipa analisou 96 galáxias do Observatório Keck e 385 galáxias do arquivo do Hubble encontrado em 38 programas de observação do último. A amostra representa o que os astrónomos encontrariam ao realizar uma investigação em todo o céu.

Para verificar os resultados, a equipa de Koss comparou as galáxias do estudo com outras 176 galáxias do arquivo do Hubble que não possuem buracos negros em crescimento. A comparação confirmou que núcleos luminosos são, de facto, uma assinatura de buracos negros em rápido crescimento e em direcção a uma colisão.

Futuros telescópios infravermelhos, como o planeado Telescópio Espacial James Webb da NASA, fornecerão uma sonda de colisões de galáxias empoeiradas, medindo as massas, a taxa de crescimento e a dinâmica de pares de buracos negros próximos.

ZAP // NASA

Por ZAP
12 Novembro, 2018

 

1218: ASTRÓNOMOS CONFIRMAM COLISÃO ENTRE DUAS GALÁXIAS SATÉLITES DA VIA LÁCTEA

Esta imagem mostra uma vista geral da Pequena Nuvem de Magalhães e foi composta a partir de duas exposições do DSS2 (Digitized Sky Survey 2), que digitalizou levantamentos fotográficos do céu nocturno.
Crédito: Davide De Martin (ESA/Hubble)

Se, numa noite limpa, se encontrar no hemisfério sul, poderá ver duas nuvens luminosas deslocadas da Via Láctea.

Estas nuvens de estrelas são galáxias satélites da Via Láctea, chamadas Pequena Nuvem de Magalhães e Grande Nuvem de Magalhães.

Usando dados recém-divulgados da um novo e poderoso telescópio espacial, astrónomos da Universidade do Michigan descobriram que a região sudeste, ou “Asa”, da Pequena Nuvem de Magalhães, está a afastar-se do corpo principal dessa galáxia anã, fornecendo a primeira evidência inequívoca de que a Pequena e a Grande Nuvem de Magalhães colidiram recentemente.

“Este é realmente um dos nossos resultados empolgantes,” comenta Sally Oey, professora de astronomia na Universidade de Michigan e autora principal do estudo. “Podemos realmente ver que a ‘Asa’ é a sua própria região separada que está a afastar-se do resto da Grande Nuvem de Magalhães.”

Os resultados foram publicados na revista The Astrophysical Research Letters.

Juntamente com uma equipa internacional, Oey e o investigador Johny Dorigo Jones estavam a examinar a Pequena Nuvem de Magalhães em busca de estrelas “fugitivas”, estrelas que foram expelidas de enxames no interior da galáxia anã. Para observar esta galáxia, usaram um recente lançamento de dados do Gaia, um telescópio espacial da Agência Espacial Europeia.

O Gaia está desenhado para fotografar as estrelas várias vezes ao longo de um período de vários anos a fim de traçar os seus movimentos em tempo real. Dessa forma, os cientistas podem medir como as estrelas se movem pelo céu.

“Temos observado estrelas muito massivas e quentes – as estrelas mais quentes e luminosas, que são bastante raras,” afirma Oey. “A beleza da Pequena Nuvem de Magalhães e da Grande Nuvem de Magalhães é que são as suas próprias galáxias, de modo que estamos a observar todas as estrelas massivas numa única galáxia.”

O estudo de estrelas numa única galáxia ajuda os astrónomos de duas maneiras: em primeiro lugar, fornece uma amostra estatisticamente completa das estrelas numa galáxia-mãe. Em segundo lugar, isto dá aos astrónomos uma distância uniforme de todas as estrelas, o que ajuda a medir as suas velocidades individuais.

“É realmente interessante que o Gaia tenha obtido os movimentos próprios destas estrelas. Estes movimentos contêm tudo o que estamos a ver,” afirma Dorigo Jones. “Por exemplo, se observarmos alguém a andar na cabine de um avião em voo, o movimento que vemos contém o do avião, bem como o movimento muito mais lento da pessoa a caminhar.

“Removemos o movimento em massa de toda a Pequena Nuvem de Magalhães para aprender mais sobre as velocidades de estrelas individuais. Estamos interessados na velocidade de estrelas individuais porque estamos a tentar entender os processos físicos que ocorrem na nuvem.”

Oey e Dorigo Jones estudam estrelas em fuga para determinar como foram expulsas desses aglomerados. Num mecanismo, chamado de cenário de super-nova binária, uma estrela num par ligado gravitacionalmente explode como uma super-nova, ejectando a outra estrela como uma fisga. Este mecanismo produz estrelas binárias emissoras de raios-X.

Outro mecanismo é que um enxame de estrelas gravitacionalmente instável eventualmente ejecta uma ou duas estrelas do grupo. Isto é chamado de ejecção dinâmica, que produz estrelas binárias normais. Os investigadores encontraram números significativos de estrelas fugitivas entre binários de raios-X e binários normais, indicando que ambos os mecanismos são importantes na expulsão de estrelas de enxames.

Ao observar estes dados, a equipa também observou que todas as estrelas da Asa – a parte sudeste da Pequena Nuvem de Magalhães – estão a mover-se numa direcção e velocidade semelhantes. Isto demonstra que a Pequena e a Grande Nuvens de Magalhães provavelmente tiveram uma colisão há algumas centenas de milhões de anos.

Gurtina Besla, colaboradora do estudo e astrónoma da Universidade do Arizona, modelou a colisão da Pequena com a Grande Nuvem de Magalhães. Ela e a sua equipa previram, há alguns anos, que uma colisão directa faria com que a região da Asa da Pequena Nuvem de Magalhães se movesse em direcção à Grande Nuvem de Magalhães, ao passo que se as duas galáxias simplesmente passassem perto uma da outra, as estrelas da Asa estariam movendo-se numa direcção perpendicular. Em vez disso, a Asa afasta-se da Pequena Nuvem de Magalhães, em direcção à Grande Nuvem de Magalhães, realça Oey, confirmando que ocorreu uma colisão directa.

“Nós queremos o máximo possível de informações sobre estas estrelas a fim de restringir melhor esses mecanismos de ejecção,” comenta Dorigo Jones. “Todos nós gostamos de ver imagens de galáxias e de nebulosas incrivelmente distantes. No entanto, a Pequena Nuvem de Magalhães está tão perto de nós que até podemos ver a sua beleza no céu nocturno à vista desarmada. Estes factos, juntamente com os dados do Gaia, permitem-nos analisar os movimentos complexos de estrelas dentro da Pequena Nuvem de Magalhães e até determinar factores da sua evolução.”

Astronomia On-line
30 de Outubro de 2018

 

1078: Universo paralelo com uma física diferente parece ter colidido com o nosso

Chingster23 / Flickr

Dados do telescópio Planck podem ter revelado colisão do nosso Universo com outro universo, com leis da física diferentes.

A conclusão é de uma análise feita por Ranga-Ram Chary, pesquisador do centro de dados americano telescópio Planck, na Califórnia, que pertence à Agência Espacial Europeia, ESA.

De acordo com as teorias cosmológicas modernas, que defendem que o universo em que vivemos é só uma bolha entre muitas outras, uma colisão entre universos é possível.

Este “multiverso” pode ser uma consequência da inflação cósmica, uma ideia amplamente aceite pela comunidade científica que diz que o universo primordial se expandiu exponencialmente após o Big Bang.

Uma vez iniciada, essa expansão exponencial não cessa, tornando inevitável uma imensidão de universos onde cada universo criado tem as suas próprias leis físicas que podem ser, ou não, diferentes daquelas que conhecemos.

Alguns destes universos podem ser totalmente diferentes, enquanto outros podem estar cheios de partículas e regras semelhantes ou até iguais às nossas.

Esta teoria explica porque é que as constantes físicas do nosso universo parecem estar tão sintonizadas para permitir a existência de galáxias, estrelas, planetas e até a própria vida.

Como saber se existem universos vizinhos?

Infelizmente, caso estes universos existam, neste momento, são quase impossíveis de detectar. Com o espaço entre estes universos e o nosso em expansão, a velocidade da luz – a mais elevado que nós conhecemos – é demasiado lenta para levar qualquer informação entre estas diferentes regiões.

No entanto, caso as duas bolhas – os dois universos – estejam próximas o suficiente para se tocarem, podem deixar marcas uma na outra.

Em 2007, Matthew Johnson e os seus colegas da Universidade de York, no Canadá, propuseram que essa colisão de bolhas – ou universos – poderia aparecer na radiação de fundo das micro-ondas como “sinais circulares” – algo como um anel brilhante e quente de fotões.

Passado quatro anos desta ideia inicial, em 2011 a mesma equipa propôs-se investigar estes sinais nos dados das sondas WMAP da NASA, antecessor da sonda Planck. Contudo, a investigação revelou-se um fiasco quando a equipa não encontrou os sinais que eram esperados.

A nova proposta

Agora, Ranga-Ram Chary acredita que pode ter visto uma assinatura diferente naquilo que pode ser uma colisão com um universo paralelo.

Em vez de analisar a própria radiação, Chary subtraiu-a a um modelo do céu. Em seguida, retirou também tudo o resto: estrelas, gás, poeiras e todo o tipo de objectos.

O resultado deveria ser um vazio – ruído. Mas, para seu espanto, numa certa faixa de frequência, certos pedaços do céu apareceram muito mais brilhantes do que o previsto.

Estas anomalias detectadas por Ranga-Ram Chary podem ter como causa uma “pancada” cósmica: uma colisão do nosso universo com outra parte de um outro universo.

Os pontos brilhantes detectados parecem ser de algumas centenas de milhares de anos após o Big Bang, quando electrões e protões se juntaram para criar o hidrogénio.

Como essa luz é normalmente abafada pelo brilho de fundo das micro-ondas cósmicas, esse momento da história do universo – chamado de “recombinação” – era difícil de ser detectado. Porém, a análise da Chary revelou pontos 4.500 vezes mais brilhantes do que o previsto pela teoria.

Uma explicação já avançada, sugere que o responsável pela brilho anormal é o excesso de protões e electrões deixados no ponto de contacto com o outro universo. As manchas detectadas por Chary exigem, assim, que o universo do outro lado da colisão tenha aproximadamente mil vezes mais partículas do que o nosso.

As dúvidas

Apesar da proposta apresentada, existem ainda algumas ressalvas quanto à teoria e, por isso, ainda é cedo para afirmar o que é que estas manchas realmente significam.

Em 2014, uma equipa de astrónomos utilizou o telescópio BICEP2 no Polo Sul verificando um sinal fraco com grandes implicações cosmológicas: espirais de luz polarizada pareceram fornecer evidências para a inflação, mas acabou por se concluir que o sinal vinha de grãos de poeira dentro da nossa galáxia.

David Spergel, da Universidade de Princeton nos Estados Unidos, considerou que essa poeira poderia estar, novamente, a “nublar” as conclusões.

“Eu suspeito que valeria a pena olhar para as possibilidades alternativas. As propriedades da poeira cósmica são mais complicadas do que imaginávamos, e acho que essa é a explicação mais plausível”, afirmou.

Joseph Silk, da Universidade Johns Hopkins, também nos Estados Unidos, é ainda mais pessimista e considera o artigo de Chray uma boa análise às anomalias nos dados do Planck e diz que as reivindicações de um universo alternativo são “completamente implausíveis”.

Por ZAP
27 Setembro, 2018

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738: COLISÃO CATACLÍSMICA MOLDOU A EVOLUÇÃO DE ÚRANO

Imagem de Úrano em cores falsas, obtida em 1998 pelo Hubble, no infravermelho próximo, que mostra bandas de nuvens anéis e luas. Crédito: NASA e Erich Karkoschka (Universidade do Arizona)

De acordo com uma nova investigação, Úrano foi atingido por um objecto massivo com aproximadamente o dobro do tamanho da Terra, o que provocou a inclinação do planeta e poderia explicar as suas baixíssimas temperaturas.

Astrónomos da Universidade de Durham lideraram uma equipa internacional de especialistas na investigação de como Úrano ficou inclinado de lado e que consequências teria um gigantesco impacto na evolução do planeta.

A equipa realizou as primeiras simulações de computador de alta resolução de diferentes colisões massivas com o gigante gelado a fim de tentar descobrir como o planeta evoluiu.

A investigação confirma um estudo anterior que afirmou que a inclinação de Úrano foi provocada por uma colisão com um objecto massivo – provavelmente um jovem proto-planeta feito de rocha e gelo – durante a formação do Sistema Solar há cerca de 4 mil milhões de anos.

As simulações também sugeriram que os detritos do impacto poderiam ter formado uma fina concha perto da camada gelada do planeta e ter prendido o calor emanado do núcleo de Úrano. Os cientistas disseram que o aprisionamento desse calor interno poderia em parte ajudar a explicar a temperatura extremamente baixa da atmosfera exterior de Úrano (-216º C).

Os achados foram publicados na The Astrophysical Journal.

Impacto gigante

O autor principal, Jacob Kegerreis, investigador de doutoramento do Instituto de Cosmologia Computacional da Universidade de Durham, disse: “Úrano gira de lado, o seu eixo aponta quase em ângulo recto em relação a todos os outros planetas do Sistema Solar. Isto quase certamente foi provocado por um impacto gigante, mas sabemos muito pouco sobre como isto realmente aconteceu e de que outras formas um evento tão violento afectou o planeta.”

“Corremos mais de 50 cenários diferentes para o impacto, usando um supercomputador para ver se podíamos recriar as condições que moldaram a evolução do planeta.”

“As nossas descobertas confirmam que o resultado mais provável foi que o jovem Úrano esteve envolvido numa colisão cataclísmica com um objecto duas vezes mais massivo que a Terra, se não maior, colocando-o de lado e definindo os eventos que ajudaram a formar o planeta que vemos hoje.”

Havia dúvidas sobre como Úrano conseguiu manter a sua atmosfera aquando da violenta colisão, que a poderia ter expelido para o espaço.

De acordo com as simulações, isto pode muito provavelmente ser explicado pelo objecto que “raspou” o planeta durante a colisão. A colisão foi forte o suficiente para afectar a inclinação de Úrano, mas o planeta foi capaz de reter a maioria da sua atmosfera.

Anéis e luas

A investigação também poderá ajudar a explicar a formação dos anéis e luas de Úrano, com as simulações a sugerir que o impacto poderia ter lançado pedras e gelos para órbita em redor do planeta. Estas rochas e gelos podem ter-se agrupado para formar os satélites interiores do planeta e talvez alterado a rotação de quaisquer luas pré-existentes já em órbita de Úrano.

As simulações mostram que o impacto pode ter derretido gelo e pedaços de rocha dentro do planeta. Isto pode ajudar a explicar o campo magnético inclinado e fora do centro de Úrano.

Úrano é semelhante ao tipo mais comum de exoplanetas – planetas para lá do nosso Sistema Solar – e os investigadores esperam que as suas descobertas ajudem a explicar como esses planetas evoluíram e a entender mais sobre a sua composição química.

O Dr. Luis Teodoro, co-autor do artigo, do Centro de Pesquisa Ames da NASA, disse: “Todas as evidências apontam para que os impactos gigantescos tenham sido frequentes durante a formação planetária, e com este tipo de investigação estamos agora a obter mais informações sobre os seus efeitos em exoplanetas potencialmente habitáveis.”

Astronomia On-line
6 de Julho de 2018

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686: Os buracos negros podem ser dois wormholes que colidiram

 

Embora este tema já tivesse sido publicado AQUI, penso que este é mais completo, por isso a sua repetição.

(dr) The SXS (Simulating eXtreme Spacetimes) Project

Quando dois wormholes colidem, são criadas ondulações no espaço-tempo. Esses ecos gravitacionais poderiam ser detectados por instrumentos futuros, fornecendo evidências de que essa hipotética colisão através do espaço-tempo existe mesmo.

O Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferómetro Laser (LIGO) detectou recentemente ondulações no espaço-tempo, chamadas de ondas gravitacionais, uma descoberta que valeu aos cientistas o Prémio Nobel da Física em 2017. Essas ondas são provenientes da fusão de buracos negros, acreditam os especialistas.

No entanto, embora essa detecção sustente a existência de buracos negros, esses objectos apresentam ainda muitos problemas teóricos. Um deles relaciona-se com o facto de parecerem inconsistentes com as leis da mecânica quântica.

Uma das principais características dos buracos negros é o seu horizonte de eventos, uma região do espaço-tempo além da qual nada pode escapar – nem mesmo a luz. Aliás, é por este motivo que se atirarmos algum objecto para um buraco negro, esse objecto desaparece.

Stephen Hawking descobriu que, graças ao tunelamento quântico, os buracos negros podem na verdade produzir um pouco de radiação, algo que ficou conhecido como “radiação Hawking“. Contudo, o que sai do buraco negro é completamente aleatório, isto é, não contém nenhuma pista sobre o que entrou nele anteriormente.

A mecânica quântica funciona de uma forma muito pragmática: se sabemos tudo sobre um sistema particular, devemos também ser capazes de descrever o seu passado e o seu futuro. Assim, um horizonte de eventos do qual nada sabemos não combina com a mecânica quântica.

Para resolver este paradoxo, alguns físicos sugeriram que os horizontes de eventos não existem. Em vez de abismos dos quais nada retorna, os buracos negros podem ser objectos especulativos que não têm horizontes de eventos, como as estrelas de bósons ou os wormholes.

Sai buraco negro, entra wormhole

No recente estudo, publicado na revista científica Physical Review D, físicos belgas e espanhóis levantaram a hipótese de que se dois wormholes colidissem, produziriam ondas gravitacionais muito semelhantes às que são geradas pela fusão de buracos negros.

A única diferença seria na última fase da fusão, chamada de ringdown, quando o buraco negro ou os wormholes recém-combinados relaxam no seu estado final. Como os wormholes não têm horizontes de eventos, as ondas gravitacionais poderiam ser recuperadas, produzindo um eco durante o ringdown.

“O interior do objecto é uma espécie de cavidade onde as ondas gravitacionais são reflectidas. A produção de ecos gravitacionais não é muito diferente de ecos sonoros num vale, por exemplo”, explicaram os investigadores ao Live Science.

O problema é que, como a força do sinal cai durante o ringdown, torna-se muito fraco para a configuração atual do LIGO conseguir detectar. No entanto, este panorama pode mudar no futuro, uma vez que os cientistas continuam a actualizar-se, ajustando o instrumento.

A verdade é que, actualmente, os wormholes são menos um facto científico e mais ficção científica. Aliás, eles são comummente descritos em filmes e livros como uma espécie de “estrada intergaláctica“.

No entanto, para que se possa atravessar os wormholes, precisaríamos de alguma matéria exótica desconhecida de forma a mantê-los abertos. Por esse motivo é que se mantêm hipotéticos, pelo menos para já. Além disso, as repercussões de uma detecção de ecos gravitacionais potencialmente provenientes de wormholes seriam dramáticas para a física.

Mas os cientistas mantêm a mente aberta e acreditam que vale a pena explorar essa possibilidade. “Está na altura de levar a sério a possibilidade de existirem outros objectos que podem ser tão maciços e compactos quanto os buracos negros”, afirma o físico português Vitor Cardoso, que já estudou wormholes.

ZAP // HypeScience

Por ZAP
24 Junho, 2018

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606: As máquinas aprendem a evitar asteróides

 

A 12 de Outubro de 2017, um asteróide do tamanho de um autocarro passou muito perto da Terra, dez vezes mais depressa do que um avião a jacto (a cerca de 25000 quilómetros por hora).

Um asteróide deste tamanho ter-se-ia rapidamente consumido na atmosfera da Terra, mas esta passagem tão próxima levantou uma grande quantidade de questões. Como é que podemos evitar um asteróide que esteja numa rota de colisão com a Terra? Qual é o método que nos pode dar maiores hipóteses de sucesso?

Para encontrar a resposta, os cientistas têm usado uma técnica chamada “Aprendizagem por Máquinas” (“Machine Learning”).

Esta capacidade está por todo o lado à nossa volta – por exemplo, é usada pelos filtros que detectam o “spam” nas nossas contas de email, para nos dar recomendações em lojas online, e em muitas outras utilizações. Se queremos que um computador desempenhe uma determinada tarefa, mostramos-lhe exemplos dessa tarefa a ser realizada. É a partir desses exemplos que o computador aprende a cumprir essa tarefa.

Neste caso concreto, o computador recebeu milhões de simulações de asteróides a dirigirem-se para a Terra. Em cada uma delas, o asteróide acertava ou não na Terra. O sucesso (evitar a colisão) era baseado em vários factores, desde o tamanho do asteróide ao método utilizado para o afastar, e a quanto tempo antes da possível colisão é que ele fora detectado.

Usando essa informação, o computador foi treinado para encontrar os padrões que conduziam quer ao choque quer à passagem sem colisão. Quando o computador estiver suficientemente treinado, poderá dizer-nos qual a melhor forma de impedir que um asteróide atinja a Terra.

Portanto, se algum dia descobrirmos um asteróide numa rota de colisão com a Terra, o computador usará o seu treino para nos dizer imediatamente se temos ou não possibilidade de lhe alterar a trajectória. Além disso, poderá também dizer-nos como o devemos fazer!

Facto curioso: Já foi proposta uma larga variedade de métodos para resolver o problema dos asteróides perigosos que se possam dirigir para a Terra; eles incluem explosões nucleares, mas também os chamados “tractores gravíticos”. Este último método requer que se coloque uma sonda muito perto do asteróide, de forma a conseguir que a sua gravidade afecte ligeiramente a direcção em que o asteróide segue. Este método é muito menos espectacular do que uma explosão nuclear, mas é também muito mais seguro.

Este Space Scoop é baseado num Comunicado de Imprensa de SAAO.

Link para a notícia original: http://www.unawe.org/kids/unawe1810/ 

Portal do Astrónomo
José Saraiva
1 Junho, 2018

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498: Mega-colisão de galáxias há 12 mil milhões de anos intriga astrónomos

ESO/M. Kornmesser

Quase no fim do universo observável, uma imensa colisão cósmica, que envolveu 14 jovens galáxias, pode ter dado lugar a uma das maiores mega-estruturas do nosso universo: um aglomerado de galáxias, gravitacionalmente ligado à matéria escura e a nadar num mar de gás ionizado quente.

Usando o Atacama Large Millimeter / Submilimeter Array (ALMA), uma equipa internacional de cientistas descobriu a concentração surpreendentemente densa prestes a fundir-se, formando o núcleo do que eventualmente se tornará um aglomerado colossal.

Este proto-aglomerado está localizado a aproximadamente 12,4 mil milhões de anos-luz de distância, o que significa que a sua luz começou a viajar até nós quando o universo tinha apenas 1,4 mil milhões de anos, ou cerca de um décimo da sua idade actual.

As suas galáxias individuais formam estrelas até 1.000 vezes mais rápido do que a nossa galáxia e estão amontoadas dentro de uma região do espaço com apenas três vezes o tamanho da Via Láctea. O aglomerado de galáxias resultante certamente fará frente a alguns dos aglomerados mais massivos que vemos hoje no universo.

“Ter encontrado um imenso aglomerado de galáxias em formação é espectacular por si só. Mas o facto de isso estar a acontecer tão cedo na história do universo representa um desafio formidável para a nossa compreensão actual do modo como as estruturas se formam no universo”, aponta Scott Chapman, astrofísico da Universidade Dalhousie, no Canadá, especialista em cosmologia observacional que estuda as origens das estruturas no universo e a evolução das galáxias.

Durante os primeiros milhões de anos da história cósmica, a matéria normal e a matéria escura começaram a agregar-se em concentrações cada vez maiores, dando origem aos aglomerados de galáxias, os maiores objectos do universo conhecido.

Com massas comparáveis ​​a um bilião de sóis, os aglomerados podem conter até mil galáxias, grandes quantidades de matéria escura, buracos negros gigantescos e gases emissores de raios X que atingem temperaturas superiores a um milhão de graus.

As teorias actuais e os modelos computacionais sugeriam, entretanto, que proto-aglomerados tão massivos como o observado pelo ALMA deveriam ter demorado muito mais a evoluir.

“Como é que o conjunto de galáxias ficou tão grande em tão pouco tempo é um mistério. Não foi construído gradualmente, ao longo de milhares de milhões de anos, como os astrónomos esperavam”, disse Tim Miller, candidato a doutoramento na Universidade de Yale e co-autor do estudo.

“Esta descoberta oferece uma oportunidade incrível para estudar como aglomerados de galáxias e as suas galáxias gigantescas uniram-se nesses ambientes extremos.”

Este proto-aglomerado galáctico específico, chamado SPT2349-56, foi observado pela primeira vez como uma leve mancha de luz milimétrica em 2010 com o Telescópio do Polo Sul da National Science Foundation.

Observações de acompanhamento com o telescópio Atacama Pathfinder Experiment (APEX) ajudaram a confirmar que este era de facto uma fonte galáctica extremamente distante e digna de observações de acompanhamento com o ALMA.

A resolução superior e a sensibilidade do ALMA permitiram aos astrónomos distinguir nada menos que 14 objectos individuais numa região do espaço incrivelmente pequena, confirmando que o objecto era um proto-aglomerado num estágio muito inicial de desenvolvimento.

A extrema distância deste conjunto e os componentes claramente definidos oferecem aos astrónomos uma oportunidade sem precedentes de estudar alguns dos primeiros passos da formação de aglomerados menos de 1,5 mil milhões de anos após o Big Bang.

Usando os dados do ALMA como as condições iniciais para simulações computacionais sofisticadas, os investigadores conseguiram demonstrar como esta colecção actual de galáxias provavelmente crescerá e evoluirá ao longo de milhões de anos.

“O ALMA deu-nos, pela primeira vez, um ponto de partida claro para prever a evolução de um aglomerado de galáxias. Com o tempo, as 14 galáxias que observamos irão parar de formar estrelas e irão colidir e aglutinar-se numa única galáxia gigantesca”, garante Chapman.

A segunda do seu tipo

O proto-aglomerado descoberto pelo ALMA no início do universo é uma descoberta rara, mas não é o primeiro a ser encontrado. É uma de duas recentes descobertas de aglomerados deste tipo num período em que supostamente não deveriam estar lá.

Uma equipa de cientistas anunciou que também encontraram um proto-aglomerado de 10 galáxias no início do Universo em Setembro do ano passado. É possível descobrir todo o tipo de coisas que se forma no início do Universo – estrelas, galáxias, aglomerados – mas o tamanho e a composição desses proto-aglomerados é um enigma.

“Acredita-se que a duração destas galáxias seja relativamente curta, porque consomem o gás a uma taxa extraordinária”, explicou o astrofísico Iván Oteo, da Universidade de Edimburgo, principal autor do artigo publicado na quarta-feira na revista Nature.

“Em qualquer momento, em qualquer canto do Universo, essas galáxias são geralmente minoria. Por isso, encontrar numerosas galáxias assim a brilhar ao mesmo tempo é muito confuso e algo que ainda temos de entender.”

ZAP // HypeScience / Science Alert

Por ZAP
29 Abril, 2018

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363: NASA planeia nave para destruir asteróide que pode colidir com a Terra em 2135

JPL-Caltech / NASA

Em 2135 há uma pequena probabilidade de um asteróide atingir a Terra. Por isso, os cientistas começaram a desenhar uma nave espacial que usa armas nucleares para rebentar com o corpo celeste.

Os cientistas da NASA desenvolveram um plano para “tratar” de um asteróide que tem 1 em 2.700 hipóteses de atingir a Terra a 21 de Setembro de 2135. A solução? Desfazê-lo com armas nucleares.

O asteróide, conhecido como Bennu, está actualmente em órbita do Sol a cerca de 16 mil milhões de quilómetros da Terra e provavelmente nunca chegará a atingir a Terra, mas o Governo dos EUA quer estar preparado para todas as situações.

A NASA e dois laboratórios de armas do Departamento de Energia reuniram-se para projectar uma nave espacial que pode explodir Bennu caso este se chegue demasiado perto do planeta Terra.

De acordo com o Buzzfeed News, a Missão de Mitigação de Asteróides a Hipervelocidades, Hammer, poderia usar uma de duas tácticas para combater um impacto.

Se um asteróide é suficientemente pequeno, o HAMMER usaria um “impactor” de 8,8 toneladas para esmagar o objecto. Se o asteróide for muito grande, a nave espacial usa um dispositivo nuclear para o explodir.

O físico David Deadborn, do Laboratório Nacional Lawrence Livermore, sugeriu que várias embarcações do HAMMER poderiam atirar-se para a frente do asteróide de forma a diminuí-lo e obrigá-lo a mudar de rumo.

A ideia do HAMMER surgiu de um relatório de 2010 publicado na revista Acta Astronáutica sobre a defesa do nosso planeta a partir de objecto próximos da Terra. “As duas respostas realistas consideradas são o uso de uma nave espacial que funciona como um pêndulo cinético ou um transportador explosivo nuclear para desviar o objecto que se aproxima”, afirmava o relatório.

Infelizmente, a nave espacial nunca pôde ser construída e os cientistas da NASA recusaram-se a fornecer uma estimativa do custo do projecto. A recente missão OSIRIS-REx – já em direcção a Bennu -, custou mais de 800 milhões de dólares (646 milhões de euros), pelo que o custo pode ser um sério impedimento à aprovação do HAMMER.

Os cientistas por trás do projecto vão apresentar o seu trabalho em maio de 2018 na oficina de disrupção Catastrófica no sistema Solar, no Japão.

Estar preparado, especialmente se os cientistas estão conscientes da probabilidade de uma colisão de asteróides, é imperativo, mas é improvável que este asteróide cause qualquer tipo de cenário do dia do juízo final semelhante ao do filme Armageddon.

ZAP // Futurism

Por ZAP
11 Março, 2018

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