4255: Descobertos ventos infravermelhos constantes durante a erupção de um buraco negro de massa estelar

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Impressão de artista da emissão constante de ventos produzidos durante a erupção de um buraco negro num binário de raios-X.
Crédito: Gabriel Pérez Díaz, SMM (IAC)

Uma equipa de investigadores do Instituto de Astrofísica das Canárias detectou pela primeira vez a emissão infravermelha constante de ventos produzidos durante a erupção de um buraco negro num binário de raios-X. Até agora, esses fluxos de material haviam sido detectados apenas noutros comprimentos de onda, como raios-X ou no visível, dependendo da fase em que o buraco negro está a consumir o seu material circundante. Este estudo fornece a primeira evidência de que os ventos estão presentes ao longo da evolução do surto, independentemente da fase, e este é um passo em frente na nossa compreensão dos misteriosos processos de acreção dos buracos negros de massa estelar. O artigo foi publicado na revista Astronomy & Astrophysics.

Os binários de raios-X, como o nome indica, são sistemas duplos que emitem forte radiação em raios-X. São formados por um objecto compacto, normalmente um buraco negro, com uma companheira estelar. Os binários de raios-X de baixa massa têm companheiras com massas iguais ou inferiores à do Sol. Nestes sistemas, os objectos orbitam tão perto um do outro que parte da massa estelar cai no poço gravitacional do buraco negro, formando um disco plano de material em seu redor. Este processo é chamado de acreção, e o disco, de disco de acreção.

Alguns binários de raios-X, denominados transitórios ou transientes, mudam de estados quiescentes, nos quais a quantidade de massa acumulada no buraco negro é pequena e o seu brilho é muito baixo para ser detectado da Terra, para estados eruptivos nos quais o buraco negro tem um aumento no ritmo de acreção, de modo que o material no disco aquece, atingindo valores entre um e dez milhões Kelvin. Durante estas erupções, que podem durar de semanas a vários meses, o sistema emite um grande fluxo de raios-X e o seu brilho aumenta várias magnitudes.

Ainda não sabemos exactamente quais os processos físicos que ocorrem durante estes episódios de acreção. “Estes sistemas são locais onde a matéria está sujeita a campos gravitacionais que estão entre os mais fortes do Universo, de modo que os binários de raios-X são laboratórios de física que a natureza nos fornece para o estudo de objectos compactos e do comportamento da matéria em seu redor,” explica Javier Sánchez Sierras, investigador pré-doutorado do IAC e autor principal do artigo.

Um dos processos físicos mais importantes que os cientistas precisam de entender é a libertação de material, ou ventos, durante os episódios de acreção. Segundo Teo Muñoz Darias, investigador do IAC e co-autor do artigo, “o estudo dos ventos nesses sistemas é a chave para entender os processos de acreção, pois os ventos podem chegar a expulsar ainda mais matéria do que a acretada pelo buraco negro.”

Mesmo vento, estados diferentes

O artigo publicado apresenta a descoberta de ventos do buraco negro MAXI J1820+070 no infravermelho, durante a erupção que teve lugar durante 2018-2019. Nas últimas duas décadas, foram observados ventos em raios-X durante a erupção, denominada suave, na qual a radiação emitida pelo disco de acreção é dominante, apresentando alta luminosidade. Mais recentemente, o mesmo grupo do IAC descobriu, em comprimentos de onda visíveis, ventos no estado de acreção forte, que é caracterizado pelo aparecimento de um jacto, que sai essencialmente perpendicular ao disco de acreção e que emite fortemente em comprimentos de onda do rádio.

“No presente estudo – salientou Sánchez Sierras -, mostrámos a descoberta de ventos infravermelhos que estão presentes durante os estados de acreção forte e suave, durante a evolução completa da erupção, de modo que a sua presença não depende do estado de acreção, e esta é a primeira vez que este tipo de ventos é observado.” Os cientistas também conseguiram mostrar que as propriedades cinemáticas do vento são muito semelhantes às observadas em 2019 no visível, atingindo velocidades de até 1800 km/s.

“Estes dados sugerem que o vento é o mesmo para os dois casos, mas a sua visibilidade muda o comprimento de onda durante a evolução da erupção, o que indicaria que o sistema está a perder massa e também momento angular durante o processo de erupção,” explica Muñoz Darias. Estes resultados são muito importantes para os cientistas, pois acrescentam um novo elemento à imagem global dos ventos nestes sistemas e representam um passo adiante em direcção ao objectivo de completar a compreensão dos processos de acreção nos buracos negros de massa estelar.

Astronomia On-line
1 de Setembro de 2020

 

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3786: Cientistas cidadãos avistam a mais próxima anã castanha jovem e com disco

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Investigadores do MIT, da Universidade do Oklahoma e de outras instituições, com a ajuda de cientistas cidadãos, identificaram uma anã castanha com disco que é a mais jovem do seu tipo a cerca de 100 parsecs da Terra. A anã castanha, de nome W1200-7845 e ilustrada na imagem, parece ter o tipo de disco que pode, potencialmente, formar planetas.
Crédito: NASA/William Pendrill

As anãs castanhas são a “filha do meio” da astronomia, demasiado grandes para serem planetas, mas não grandes o suficiente para serem estrelas. Tal como as suas irmãs estelares, estes objectos formam-se a partir do colapso gravitacional de poeira e gás. Mas, em vez de se condensarem para formar o núcleo quente de uma estrela, as anãs castanhas encontram um equilíbrio mais “zen”, atingindo de alguma forma um estado mais tranquilo e estável em comparação com as estrelas movidas a fusão nuclear.

As anãs castanhas são consideradas o elo que falta entre os planetas gigantes gasosos mais massivos e as estrelas mais pequenas e, dado que têm brilho relativamente baixo, têm sido difíceis de detectar no céu nocturno. Tal como as estrelas, algumas anãs castanhas podem reter o disco turbulento de gás e poeira que sobrou da sua formação inicial. Este material pode colidir e acumular para formar planetas, embora não esteja claro exactamente que tipo de planetas as anãs castanhas podem gerar.

Agora, investigadores do MIT (Massachusetts Institute of Technology), da Universidade do Oklahoma e de outras instituições, com a ajuda de cientistas cidadãos, identificaram uma anã castanha com disco que é a mais jovem do seu tipo a cerca de 100 parsecs da Terra. A anã castanha, de nome W1200-7845, parece ter o tipo de disco que pode, potencialmente, formar planetas. Tem aproximadamente 3,7 milhões de anos e fica a 102 parsecs, ou mais ou menos 332 anos-luz da Terra.

A esta distância, os cientistas poderão observar o jovem sistema com telescópios futuros de próxima geração, a fim de examinar as condições iniciais do disco de uma anã castanha e talvez aprender mais sobre o tipo de planeta que as anãs castanhas podem suportar.

O novo sistema foi descoberto através do Disk Detective, um projecto de “crowdsourcing” financiado pela NASA e hospedado pelo Zooniverse que fornece imagens de objectos no espaço para o público classificar, com o objectivo de seleccionar objectos que provavelmente são estrelas com discos que podem, potencialmente, hospedar planetas.

Os cientistas apresentaram os seus achados, bem como uma nova versão do website Disk Detective, esta semana na reunião virtual da Sociedade Astronómica Americana.

“Dentro da nossa vizinhança solar”

Os utilizadores do site Diskdetective.org, lançado em 2014, podem vasculhar “flipbooks” – imagens do mesmo objecto no espaço, obtidas pelo WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer), que detecta emissões infravermelhas como radiação térmica emitida pelos remanescentes de gás e poeira nos discos estelares. Um utilizador pode classificar um objecto com base em certos critérios, como por exemplo se o objecto parece oval – uma forma que mais se assemelha a uma galáxia – ou redondo – um sinal de que o objecto é mais provavelmente uma estrela que hospeda um disco.

“Temos vários cientistas cidadãos a observar cada objecto e a dar a sua opinião independente, e confiamos na sabedoria do público para decidir o que provavelmente são galáxias e o que provavelmente são estrelas com discos em seu redor,” diz o co-autor do estudo Steven Silverberg, pós-doutorado do Instituto Kavli para Astrofísica e Pesquisa Espacial do MIT.

A partir daí, uma equipa científica, incluindo Silverberg, acompanha discos classificados pelo público, usando métodos mais sofisticados e telescópios para determinar se, de facto, são discos e quais as características que os discos podem ter.

No caso do recém-descoberto W1200-7845, os cientistas cidadãos classificaram o objecto como tendo um disco pela primeira vez em 2016. A equipa científica, incluindo Silverberg e Maria Schutte, estudante da Universidade do Oklahoma, examinou mais atentamente a fonte com um instrumento infravermelho acoplado aos telescópios Magellan de 6,5 metros do Observatório Las Campanas no Chile.

Com estas novas observações, determinaram que a fonte era, de facto, um disco em torno de uma anã castanha que vivia dentro de um “grupo em movimento” – um enxame de estrelas que tende a mover-se como um só pelo céu nocturno. Na astronomia, é muito mais fácil determinar a idade de um grupo de objectos do que de um objecto sozinho. Dado que a anã castanha faz parte de um grupo em movimento que contém cerca de 30 estrelas, investigadores anteriores foram capazes de estimar uma idade média, cerca de 3,7 milhões de anos, que provavelmente também corresponde à idade da anã castanha.

W1200-7845 também está muito perto da Terra, a cerca de 102 parsecs de distância (aproximadamente 332 anos-luz), o que a torna na anã castanha jovem mais próxima já detectada. Para comparação, a estrela mais próxima do Sol, Proxima Centauri, fica a 4,24 anos-luz de distância (W1200-7845 não é a anã castanha mais próxima, apenas a mais jovem, com disco, mais próxima; essa distinção pertence a Luhman 16, a cerca de 6,5 anos-luz).

“A esta distância, consideramos que está dentro do ‘bairro solar’,” diz Schutte. “Esta proximidade é muito importante, porque as anãs castanhas têm uma massa pequena e são inerentemente menos brilhantes do que outros objectos como estrelas. Portanto, quanto mais próximos estes objectos estiverem de nós, mais detalhes podemos observar.”

À procura de Peter Pan

A equipa planeia observar W1200-7845 com outros telescópios, como o ALMA (Atacama Large Millimeter Array) no Chile, que tem 66 antenas enormes que funcionam juntas como um poderoso telescópio para observar o Universo entre o rádio e o infravermelho. Nesta gama de comprimentos de onda, e com esta precisão, os investigadores esperam ver o próprio disco da anã castanha, para medir a sua massa e raio.

“A massa de um disco apenas informa a quantidade de material aí existente, o que nos pode dizer se existe formação planetária e que tipo de planetas é capaz de produzir,” diz Silverberg. “Também podemos usar estes dados para determinar os gases no sistema e a composição do disco.”

Entretanto, os investigadores estão a lançar uma nova versão do Disk Detective. Em Abril de 2019, o site entrou em hiato, pois a sua plataforma, o popular portal de cientistas cidadãos Zooniverse, retirou brevemente a sua plataforma de software anterior em favor de uma versão actualizada. A plataforma actualizada levou Silverberg e colegas a reformular o Disk Detective. A nova versão, lançada esta semana, inclui imagens de um levantamento de todo o céu, PanSTARRS, que observa a maior parte do céu em alta resolução e no visível.

“Estamos desta vez a obter imagens mais actuais com diferentes telescópios e com melhor resolução espacial,” diz Silverberg, que gere o novo site no MIT.

Ao passo que a versão anterior do site tinha como objectivo encontrar discos em torno de estrelas e de outros objectos, o novo site está desenhado para selecionar discos “Peter Pan” – discos de gás e poeira que devem ter idade suficiente para formar planetas, mas que por algum motivo ainda não o fizeram.

“Chamamo-los de discos Peter Pan porque parecem nunca crescer,” acrescenta Silverberg.

A equipa identificou o seu primeiro disco Peter Pan com o Disk Detective em 2016. Desde então, foram encontrados outros sete, cada um com pelo menos 20 milhões de anos. Com o novo website, esperam identificar e estudar mais destes discos, o que pode ajudar a determinar as condições sob as quais os planetas, e possivelmente a vida, se podem formar.

“Os discos que encontrarmos serão lugares excelentes para procurar exoplanetas,” diz Silverberg.

“Se os planetas demorarem mais tempo para se formar do que pensávamos anteriormente, a estrela que orbitam terá menos surtos energéticos quando finalmente se formarem. Se o planeta estiver menos exposto a estas explosões de radiação estelar do que em torno de uma estrela mais jovem, isso poderá afectar significativamente as nossas expectativas de descobrir aí vida.”

Astronomia On-line
5 de Junho de 2020

 

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3632: O Sol, em comparação com outras estrelas, é monótono

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Não muito activo: comparação das variações de brilho do Sol com aquelas de uma estrela parecida com o Sol.
Crédito: MPS/hormesdesign.de

O Sol é uma estrela em constante mudança: às vezes, inúmeras manchas solares cobrem a sua superfície visível; por outras, a superfície está completamente “vazia”. No entanto, pelos padrões cósmicos, o Sol é extraordinariamente monótono. Este é o resultado de um novo estudo apresentado por investigadores sob a liderança do Instituto Max Planck para Investigação do Sistema Solar na edição mais recente da revista Science. Pela primeira vez, os cientistas compararam o Sol com centenas de outras estrelas com períodos de rotação semelhantes e outras propriedades fundamentais. A maioria delas apresentou variações muito mais fortes. Isto levanta a questão de saber se a monotonia do Sol é uma característica básica ou se a nossa estrela está apenas a passar por uma fase invulgarmente calma há já vários milénios.

A extensão com que a actividade solar (e, portanto, o número de manchas solares e o brilho solar) varia pode ser reconstruida usando vários métodos – pelo menos durante um certo período de tempo. Desde 1610, por exemplo, há registos confiáveis de manchas solares que cobrem o Sol; a distribuição de variedades radioactivas de carbono e berílio em anéis de árvores e núcleos de gelo permite-nos tirar conclusões sobre o nível da actividade solar nos últimos 9000 anos. Durante este período de tempo, os cientistas encontram flutuações regularmente recorrentes de força comparável, como nas últimas décadas. “No entanto, quando comparados com toda a vida útil do Sol, 9000 anos é como um piscar de olhos,” diz o Dr. Timo Reinhold, cientista do Instituto Max Planck e autor principal do estudo. Afinal, a nossa estrela tem quase 4,6 mil milhões de anos. “É concebível que o Sol esteja a passar por uma fase silenciosa com a duração de milhares de anos e, portanto, tenhamos uma imagem distorcida da nossa estrela,” acrescenta.

Tendo em conta que não há como descobrir como o Sol era nos tempos primitivos, os cientistas só podem recorrer às estrelas: juntamente com colegas da Universidade de Nova Gales do Sul, Austrália, e da Escola de Pesquisa Espacial na Coreia do Sul, os investigadores do Instituto Max Planck investigaram se o Sol se comporta “normalmente” em comparação com outras estrelas. Isto pode ajudar a classificar a sua actividade actual.

Para esse fim, os investigadores seleccionaram estrelas candidatas que se parecem com Sol em termos de propriedades decisivas. Além da temperatura da superfície, da idade e da proporção de elementos mais pesados do que o hidrogénio e hélio, os cientistas observaram, sobretudo, o período de rotação. “A velocidade com que uma estrela gira em torno do seu próprio eixo é uma variável crucial,” explica o Dr. Sami Solanki, director do Instituto Max Planck e co-autor da nova publicação. A rotação de uma estrela contribui para a criação do seu campo magnético num processo de dínamo no seu interior. “O campo magnético é a força motriz responsável por todas as flutuações na actividade,” diz Solanki. O estado do campo magnético determina com que frequência o Sol emite radiação energética e lança partículas velozes para o espaço em erupções violentas, quão numerosas as manchas solares escuras e regiões brilhantes à sua superfície são – e, portanto, também com que intensidade o Sol brilha.

Um catálogo compreensivo que contém os períodos de rotação de milhares de estrelas está disponível há apenas alguns anos. Tem por base dados de medição do Telescópio Espacial Kepler da NASA, que registou as flutuações de brilho de aproximadamente 150.000 estrelas de sequência principal (ou seja, aquelas que estão a meio das suas vidas) de 2009 a 2013. Os investigadores vasculharam esta enorme amostra e seleccionaram as estrelas que completam uma rotação em 20 a 30 dias. O Sol completa uma volta sob si próprio a cada mais ou menos 24,5 dias. Os investigadores conseguiram refinar ainda mais esta amostra usando dados do Telescópio Espacial Gaia da ESA. No final, restaram 369 estrelas, que também se assemelham ao Sol noutras propriedades fundamentais.

A análise exacta das variações de brilho destas estrelas, de 2009 a 2013, revelam uma imagem clara. Enquanto entre as fases activas e inactivas a irradiação solar flutuou em média apenas 0,07%, as outras estrelas apresentaram variações muito maiores. As suas flutuações eram tipicamente cerca de cinco vezes mais fortes. “Ficámos muito surpreendidos que a maioria das estrelas semelhantes ao Sol sejam muito mais activas que o Sol,” diz o Dr. Alexander Shapiro do Instituto Max Planck, que chefia o grupo de investigação “Ligando as Variabilidades Solar e Estelares”.

No entanto, não é possível determinar o período de rotação de todas as estrelas observadas pelo telescópio Kepler. Para fazer isso, os cientistas têm que encontrar certas quedas que reaparecem periodicamente na curva de luz da estrela. Estas diminuições de brilho podem ser rastreadas até às manchas estelares que escurecem a superfície solar, que giram para fora do campo de visão do telescópio e que depois reaparecem após um período fixo de tempo. “Para muitas estrelas, estes escurecimentos periódicos não podem ser detectados; perdem-se no ruído dos dados medidos e nas flutuações de brilho subjacentes,” explica Reinhold. Visto através do telescópio Kepler, nem mesmo o Sol conseguiria revelar o seu período de rotação.

Assim sendo os cientistas também estudaram mais de 2500 estrelas parecidas com o Sol com períodos de rotação desconhecidos. O seu brilho flutuou muito menos do que o do outro grupo.

Estes resultados permitem duas interpretações. Poderá haver uma diferença fundamental ainda inexplicável entre estrelas com períodos de rotação conhecidos e desconhecidos. “É igualmente concebível que estrelas com períodos de rotação conhecidos e parecidos ao do Sol nos mostrem as flutuações fundamentais na actividade de que o Sol é capaz,” diz Shapiro. Isso significaria que a nossa estrela tem permanecido invulgarmente fraca ao longo dos últimos 9000 anos e que em escalas de tempo muito grandes também sejam possíveis fases com flutuações muito maiores.

Não há, no entanto, motivo de preocupação. No futuro próximo, não há indicação de tal “hiperactividade” solar. Pelo contrário: durante a última década, o Sol tem-se mostrado bastante fraco, mesmo pelos seus próprios baixos padrões. As previsões de actividade para os próximos 11 anos indicam que isso não mudará em breve.

Astronomia On-line
5 de Maio de 2020

 

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3542: Cientistas convertem água em combustível solar

CIÊNCIA/TECNOLOGIA

University of Southampton

Uma equipa de investigadores britânicos usou uma metodologia única que permite transformar água em combustível solar, que pode ser uma solução para energia renovável.

Esta metodologia única utilizada por uma equipa de cientistas da Universidade de Southampton mostra ser uma potencial solução para energia renovável, eliminação de gases com efeito de estufa e produção química sustentável. O processo passa por transformar fibras ópticas em micro-reactores foto-catalíticos, convertendo assim água em combustível de hidrogénio através de energia solar.

Segundo o Tech Explorist, os investigadores britânicos revestiram as fibras com óxido de titânio, decorado com nano-partículas de paládio. Isto permitiu que o material funcionasse como catalisador para a separação indirecta contínua da água. Os resultados do estudo foram publicados, em Fevereiro, na revista científica ACS Photonics.

“Ser capaz de combinar processos químicos activados pela luz com as excelentes propriedades de propagação da luz das fibras ópticas tem um enorme potencial. Neste trabalho, o nosso foto-reactor exclusivo mostra melhorias significativas na actividade em comparação com os sistemas existentes. Este é um exemplo ideal de engenharia química para a tecnologia verde do século XXI”, explicou o autor principal do estudo, Matthew Potter, em comunicado de imprensa.

As fibras ópticas formam a camada física da notável rede global de telecomunicações de quatro mil milhões de quilómetros, que se expande a uma taxa superior a Mach 20, ou seja, mais de 4 km/s.

“Para este projecto, reaproveitamos essa extraordinária capacidade de fabricação usando as instalações aqui no ORC [Optoelectronics Research Centre], para fabricar micro-reatores altamente escaláveis feitos de vidro de sílica pura com propriedades ideais de transparência óptica para foto-catálise solar”, disse também o co-autor Pier Sazio.

ZAP //
Por ZAP
9 Abril, 2020

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3497: Descobertos novos planetas menores para lá de Neptuno

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

A cúpula do Telescópio Blanco no Observatório Inter-Americano de Cerro Tololo no Chile, onde a câmara DES usada para o levantamento DES estava instalada.
Crédito: Reidar Hahn, Fermilab

Usando dados do DES (Dark Energy Survey), investigadores descobriram mais de 300 objectos transneptunianos (OTNs), planetas menores localizados nos confins do Sistema Solar, incluindo mais de 100 novas descobertas. Publicado na revista The Astrophysical Journal Supplement Series, o estudo também descreve uma nova abordagem para encontrar tipos semelhantes de objectos e pode ajudar pesquisas futuras do hipotético Planeta Nove e de outros planetas não descobertos. O trabalho foi liderado pelo aluno Pedro Bernardinelli e pelos professores Gary Bernstein e Masao Sako da Universidade da Pensilvânia, EUA.

O objectivo do DES, que completou em Janeiro seis anos de recolha de dados, é entender a natureza da energia escura, recolhendo imagens de alta precisão do céu do hemisfério sul. Embora o DES não tenha sido desenhado especificamente para os OTNs, a sua abrangência e profundidade de cobertura tornaram-no particularmente hábil em encontrar novos objectos para lá de Neptuno. “O número de OTNs que podemos encontrar depende de quanto do céu podemos observar e do objecto mais ténue que podemos encontrar,” diz Bernstein.

Dado que o DES foi projectado para estudar galáxias e super-novas, os investigadores tiveram que desenvolver uma mova maneira de rastrear movimento. Dois levantamentos dedicados a OTNs recolhem medições com a frequência de uma ou duas horas, o que permite que os cientistas sigam mais facilmente os seus movimentos. “As pesquisas dedicadas a OTNs têm como ver o objeto a mover-se e é fácil rastreá-los,” diz Bernardinelli. “Uma das principais coisas que fizemos neste artigo foi descobrir uma maneira de recuperar esses movimentos.”

Usando os primeiros quatros anos de dados do DES, Bernardinelli começou com um conjunto de dados de 7 mil milhões de ‘pontos’, todos os possíveis objectos detectados pelo software que estavam acima dos níveis de fundo da imagem. Seguidamente, removeu quaisquer objectos presentes em noites múltiplas – objectos como estrelas, galáxias e super-novas – para criar uma lista “transiente” de 22 milhões de objectos antes de iniciar um jogo massivo de “liga os pontos”, procurando pares ou trios de objectos detectados a fim de ajudar a determinar onde o objecto apareceria nas noites subsequentes.

Com os 7 mil milhões de pontos reduzidos a uma lista de aproximadamente 400 candidatos vistos em pelo menos seis noites de observações, os investigadores tiveram que verificar os seus resultados. “Temos esta lista de candidatos e depois precisamos de garantir que os nossos candidatos são realmente verdadeiros,” explica Bernardinelli.

Para filtrar a sua lista de candidatos até OTNs reais, os investigadores voltaram ao conjunto de dados originais para ver se conseguiam encontrar mais imagens do objecto em questão. “Digamos que encontrámos algo em seis noites diferentes,” realça Bernstein. “Para os OTNs que existem, observámo-los na realidade em 25 noites diferentes. Isto significa que há imagens onde esse objecto deveria estar, mas não conseguiu passar pela primeira etapa de ser chamado de ‘ponto’.”

Bernardinelli desenvolveu uma maneira de “empilhar” várias imagens para criar uma visão mais nítida, o que ajudou a confirmar se um objecto detectado era um OTN real. Também verificaram que o seu método era capaz de detectar OTNs conhecidos nas áreas do céu em estudo e foram capazes de detectar objectos falsos injectados na análise. “A parte mais difícil foi tentar garantir que encontrássemos o que deveríamos encontrar,” diz Bernardinelli.

Após muitos meses de desenvolvimento de método e de análise, os cientistas encontraram 316 OTNs, incluindo 245 descobertas feitas pelo DES e 139 novos objectos que não tinham sido publicados anteriormente. Com apenas 3000 objectos actualmente conhecidos, este catálogo DES representa 10% de todos os objectos transneptunianos conhecidos. Plutão, o OTN mais famoso, está 40 vezes mais distante do Sol do que a Terra, e os OTNs encontrados usando os dados do DES estão entre 30 e 90 vezes a distância Terra-Sol. Alguns destes objectos estão em órbitas extremamente longas que os levam muito além de Plutão.

Agora que o DES está completo, os investigadores estão a executar novamente a sua análise de todo o conjunto de dados do DES, desta vez com um limite mais baixo para a detecção de objectos no primeiro estágio de filtragem. Isto significa que há um potencial ainda maior para, no futuro próximo, encontrar novos OTNs, possivelmente até 500, com base nas estimativas dos investigadores.

O método desenvolvido por Bernardinelli também pode ser usado para procurar OTNs nos próximos levantamentos astronómicos, incluindo o do novo Observatório Vera C. Rubin. Este observatório vai examinar todo o céu do hemisfério sul e será capaz de detectar objectos ainda mais fracos e mais distantes do que o DES. “Muitos dos programas que desenvolvemos podem ser facilmente aplicados a outros grandes conjuntos de dados, como o que o Observatório Rubin vai produzir,” salienta Bernardinelli.

Este catálogo de OTNs também será uma ferramenta científica útil para investigações futuras do Sistema Solar. Dado que o DES recolhe um amplo espectro de dados sobre cada objecto detectado, os investigadores podem tentar descobrir a origem do objecto transneptuniano, tendo em conta que se espera que objectos que se formam mais perto do Sol tenham cores diferentes daqueles formados em regiões mais distantes e mais frias. E, ao estudar as órbitas destes objectos, os cientistas podem estar um passo mais perto de encontrar o Planeta Nove, um planeta hipotético do tamanho de Neptuno que se pensa existir para lá de Plutão.

“Há muitas ideias sobre planetas gigantes que costumavam existir no Sistema Solar e que não existem mais, ou planetas muito distantes e massivos, mas que são demasiado ténues para os termos ainda descoberto,” diz Bernardinelli. “Fazer este catálogo é a parte divertida da descoberta. Depois, quando criamos este recurso, podemos comparar o que encontramos com o que a teoria disse que devíamos encontrar.”

Astronomia On-line
17 de Março de 2020

 

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3495: Novas descobertas de ondas gravitacionais

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Simulação numérica da primeira fusão de buracos negros binários observada pelo detector Advanced LIGO no dia 14 de Setembro de 2015.
Crédito: S. Ossokine, A. Buonanno (Instituto Max Planck para Física Gravitacional), projecto Simulating eXtreme Spacetimes, W. Benger (Airborne Hydro Mapping GmbH)

Investigadores do Instituto Max Planck para Física Gravitacional (Instituto Albert Einstein) em Hannover, juntamente com colegas internacionais, publicaram o seu segundo Catálogo Aberto de Ondas Gravitacionais (2-OGC). Usaram métodos de investigação aprimorados para aprofundar os dados publicamente disponíveis da primeira e da segunda campanha de observações. Além de confirmarem as dez fusões conhecidas buracos negros binários e de uma fusão de estrelas de neutrões binárias, também identificaram quatro candidatos promissores à fusão de buracos negros, que passaram despercebidos nas análises iniciais do LIGO/Virgo. Estes resultados demonstram o valor das investigações dos dados públicos do LIGO/Virgo por grupos independentes das colaborações LIGO/Virgo. A equipa de investigação também disponibilizou o seu catálogo completo, além da análise detalhada de mais de uma dúzia possíveis fusões de buracos negros binários.

“Nós incorporamos os métodos mais avançados,” diz Alexander Nitz, cientista da equipa do Instituto Max Planck para Física Gravitacional (Instituto Albert Einstein) em Hannover, que liderou a equipa de investigação internacional. “As nossas melhorias permitem descobrir fusões mais fracas de buracos negros binários: os quatro sinais adicionais mostram que isto funciona!”

Os resultados foram publicados a semana passada na revista The Astrophysical Journal.

Novas descobertas em dados antigos

A equipa internacional de pesquisa analisou os dados de ondas gravitacionais disponíveis ao público, obtidos pelos detectores Advanced LIGO e Advanced Virgo na sua primeira (de Setembro de 2015 a Janeiro de 2016) e na sua segunda (de Novembro de 2016 a Agosto de 2017) campanha de observações. Estes foram previamente analisados pela colaboração LIGO e Virgo. Foram encontradas dez fusões de buracos negros binários e uma fusão de estrelas de neutrões binárias. Outra análise independente já havia encontrado várias fusões adicionais de buracos negros.

O trabalho liderado por Nitz confirma 14 destes eventos e encontra mais uma possível fusão de buracos negros binários não avistada pelas análises anteriores. A ser real, GW151205 veio de uma fusão bastante distante de dois buracos negros massivos com mais ou menos 70 e 40 vezes a massa do Sol, respectivamente.

O truque não foi apenas uma maneira aprimorada de classificar potenciais sinais de ondas gravitacionais, mas também ter como alvo as propriedades que os buracos negros binários devem ter. “Temos uma ideia do que é a típica massa de um buraco negro binário a partir dos sinais que já foram detectados,” explica Collin Capano, investigador sénior do Instituto Albert Einstein em Hannover e co-autor da publicação. “A nossa sensibilidade a buracos negros binários melhorou 50% a 60% usando estas informações para ajustar a nossa pesquisa e procurar os sinais mais prováveis.”

Nenhuma nova fusão de estrelas de neutrões binárias

A equipa não encontrou novos candidatos a fusões de estrelas de neutrões binárias nos dados das duas campanhas de observação do LIGO/Virgo. Dado que apenas foram identificadas duas fusões de estrelas de neutrões binárias, graças às suas ondas gravitacionais, e a população subjacente não é bem conhecida, uma pesquisa direccionado ainda não é possível.

Os 15 sinais relatados agora são apenas uma pequena parte de um maior catálogo online. A equipa publicou o seu catálogo completo de eventos, incluindo candidatos estatisticamente menos significativos e os resultados detalhados das suas análises. “Esperamos que estes dados permitam que outros cientistas realizem futuramente investigações profundas, fornecendo uma melhor compreensão da população de buracos negros binários, bem como do ruído de fundo,” diz Sumit Kumar, investigador sénior do Instituto Albert Einstein e co-autor da publicação.

Astronomia On-line
17 de Março de 2020

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3159: Pela primeira vez, neurónios artificiais foram criados para curar doenças crónicas

CIÊNCIA/SAÚDE

University of Bath

Uma equipa de investigadores conseguiu recriar as propriedades biológicas dos neurónios em chips, que podem ser úteis ajudar na cura de doenças neurológicas crónicas.

Naquele considerado um feito única na ciência, investigadores da Universidade de Bath criaram neurónios artificiais que podem vir a ter importantes aplicações médicas, nomeadamente na cura do Alzheimer e de outras doenças degenerativas crónicas. Estes chips de silicone comportam-se como verdadeiros neurónios, respondendo a sinais do sistema nervoso.

De acordo com o Neuroscience News, este é um feito há muito tempo perseguido pela comunidade científica. Os neurónios artificiais têm a capacidade de reparar os bio-circuitos, replicando a sua função saudável e restaurando a função corporal completa do paciente.

No caso da insuficiência cardíaca, por exemplo, os neurónios do cérebro das pessoas não respondem correctamente ao sistema nervoso, não enviando os sinais correctos para o coração. Isto faz com que o coração não bombeie sangue com a intensidade que deveria.

O estudo publicado esta terça-feira na revista Nature Communications detalha a forma como os cientistas conseguiram modelar e derivar equações para explicar como é que os neurónios respondem a estímulos eléctricos de outros nervos. Os investigadores conseguiram replicar as dinâmicas naturais em ratos, usando chips de silicone.

“Até agora, os neurónios eram como caixas negras, mas conseguimos abri-la e espiá-la por dentro. O nosso trabalho altera paradigmas porque fornece um método robusto para reproduzir as propriedades elétricas dos neurónios reais em detalhes mínimos”, disse o autor do estudo, Alain Nogaret.

O investigador realça ainda que uma das vantagens da sua inovação é que os seus neurónios precisam de pouca energia (140 nanowatts).

“Estamos a desenvolver pacemakers inteligentes que não apenas estimulam o coração a bombear a um ritmo constante, mas usam esse neurónios para responder em tempo real às exigências impostas ao coração”, acrescentou o investigador da Universidade de Bath.

ZAP //

Por ZAP
8 Dezembro, 2019

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3137: Novo sistema obtém energia solar quando o sol não está a brilhar

CIÊNCIA

Um grupo de investigadores da Universidade de Houston apresentou um dispositivo que armazena energia do sol para uso durante a noite. A energia solar é uma alternativa para o futuro, mas os investigadores enfrentam o desafio de superar as suas limitações. Nesse sentido, foram desenvolvidos vários projectos para armazenar energia solar para uso quando o sol não está a brilhar.

O segredo para uma captação 24 horas por dia estará no combinar de várias tecnologias já conhecidas no mercado.

Usar Energia Solar sem que o sol esteja a raiar

Esta não é a primeira vez que se fala num dispositivo que armazena energia solar para uso quando o sol não está a brilhar. Superar as limitações da energia fotovoltaica como a energia limpa do futuro é um dos maiores desafios. Contudo, os investigadores não mostram estar dispostos a poupar tempo nem dinheiro para o fazer.

Por detrás deste dispositivo está um grupo de investigadores da Universidade de Houston. Na base está um dispositivo híbrido que capta a energia solar de forma eficiente. Ao mesmo tempo, este produto armazena essa energia para uso posterior.

O objectivo deste projecto é desenvolver uma nova opção de usar a energia solar ao longo do dia. Isto é, que as horas limitadas de luz, os dias sem sol sejam um impedimento.

Luz do sol 24 horas, sete dias por semana

O trabalho desenvolvido pelos engenheiros da Universidade de Houston combina armazenamento de energia molecular e armazenamento de calor latente para produzir um dispositivo integrado de recolha e armazenamento para possível operação 24 horas por dia, 7 dias por semana.

Assim, os autores do estudo afirmam que uma eficiência de 73% é alcançada em operações de pequena escala e de até 90% quando aplicada em operações de grande escala. Também afirmam que 80% da energia é recuperada à noite.

Parte do sucesso deste novo dispositivo reside na utilização de um material de armazenamento molecular, um composto orgânico que, de acordo com os investigadores, demonstra alta energia específica e excepcional libertação de calor, mantendo-se estável durante longos períodos de armazenamento.

O segredo estará na energia molecular

Os responsáveis do projecto, em declarações ao World Energy Trade, explicaram que esta alta eficiência se deve, em parte, à capacidade do dispositivo de captar todo o espectro da luz solar, com a possibilidade do seu uso imediato e a conversão do excesso em armazenamento de energia molecular.

T. Randall Lee, professor de química, explica que o dispositivo oferece maior eficiência de várias maneiras:

  • a energia solar é armazenada em forma molecular em vez de calor, que se dissipa ao longo do tempo;
  • o sistema integrado também reduz perdas térmicas, uma vez que não é necessário transportar a energia armazenada através de condutas.

Também é importante notar que o dispositivo desenvolvido pela Universidade de Houston permite que a energia armazenada produza energia térmica a uma temperatura mais elevada durante a noite do que durante o dia, o que aumenta a quantidade de energia disponível mesmo quando o sol não brilha.

Criado combustível líquido que pode armazenar a energia do Sol durante 18 anos

O grande problema das energias renováveis é o armazenamento. Qual o interesse em haver muita energia solar ou eólica quando não temos como guardar de forma eficiente e barata? Este é o calcanhar de … Continue a ler Criado combustível líquido que pode armazenar a energia do Sol durante 18 anos

04 Dez 2019

spacenews

 

3027: A Internet quântica pode estar mais próxima do que nunca

CIÊNCIA

sakkmesterke / Canva

Um novo estudo torna mais real a probabilidade de vir a existir uma Internet quântica. Para além de resolver vários problemas de segurança dos dias de hoje, também seria capaz de resolver problemas que os actuais computadores são incapazes de o fazer.

Graças à sua natureza dupla, que permite conter dois estados de informação ao mesmo tempo, os computadores teriam mais poder e maior velocidade. Trazer estas características às massas é um objectivo em comum para vários investigadores, já que os seus benefícios seriam notáveis para a sociedade e para a ciência.

O novo estudo foi publicado, na semana passada, na revista científica Physical Review X. Nesta investigação são comparadas duas abordagens diferentes (clássica e quântica) para resolver um problema computacional conhecido como “clustering” — que consiste em agrupar bocados de informação com base nas suas semelhanças.

Segundo a Inverse, os investigadores dificultaram a tarefa ao algoritmo quântico, de forma a testar o seu verdadeiro potencial. Em vez de lhe fornecerem informação pré-catalogada, como na abordagem clássica, obrigaram o algoritmo a ter de fazê-lo por si próprio. Este processo seria fundamental na existência de uma Internet quântica, pelo que esta experiência aproxima mais esta realidade.

O objectivo do algoritmo quântico é encontrar um equilíbrio entre observar informação suficiente para categorizá-la correctamente e não observar demasiado ao ponto de degradá-la.

Tendo isto em conta, a equipa de investigadores notou que o seu algoritmo alcançou esta premissa, mantendo a informação ao máximo no seu estado original, enquanto a organizava de forma correta.

ZAP //

Por ZAP
14 Novembro, 2019

 

2844: Neandertais ocuparam ilhas do Mediterrâneo dezenas de milhares de anos antes do que se pensava

CIÊNCIA

Cientistas descobriram provas de que a ilha de Naxos, na Grécia, já era habitada por neandertais há 200.000 anos, dezenas de milhares de anos antes do que se pensava até agora.

AFP / PIERRE ANDRIEU

Um estudo publicado hoje na revista Science Advances, apresenta conclusões de vários anos de escavações e põem em causa o que se pensava sobre as movimentações humanas na região, que era considerada inacessível para os homens de Neandertal (Homo neanderthalensis), espécie que coexistiu com os humanos modernos (Homo sapiens).

As novas descobertas levaram a que os investigadores reconsiderassem as rotas que a antiga espécie humana seguiu na disseminação da espécie de África para a Europa e demonstram a capacidade de adaptação dos neandertais a desafios ambientais.

“Até recentemente, essa parte do mundo era vista como irrelevante para os estudos com seres humanos, mas estes resultados obrigam-nos a repensar a história das ilhas do Mediterrâneo”, disse Tristan Carter, professor associado de Antropologia da Universidade McMaster, no Canadá, e principal autor do estudo, que contou com a participação de Dimitris Athanasoulis, chefe de Arqueologia do Cycladic Ephorate of Antiquities, do Ministério da Cultura da Grécia.

Embora se soubesse que os caçadores da Idade da Pedra viviam na Europa continental há mais de um milhão de anos, acreditava-se que as ilhas do Mediterrâneo só tinham sido colonizadas há 9.000 anos, por agricultores.

Os estudiosos acreditavam que o mar Egeu, que separava a Anatólia ocidental [Ásia menor] da Grécia continental, era intransponível para os neandertais, sendo a ponte terrestre da Trácia, no sudoeste da Europa, a única passagem.

As novas investigações sugerem agora que o mar Egeu era acessível muito antes do que se pensava. Em certos momentos da Idade do Gelo o mar era mais baixo, expondo uma rota terrestre entre os continentes, permitindo que as populações pré-históricas passassem a pé até Stelida, perto da ilha de Naxos, uma rota de migração alternativa que liga África à Europa.

Os investigadores consideram que a área teria sido atraente devido à abundância de matérias-primas para a construção de ferramentas e de água doce.

No entanto, “ao entrar nesta região, as novas populações teriam enfrentado um ambiente novo e desafiador, com diferentes animais, plantas e doenças, exigindo novas estratégias adaptativas”, disse Tristan Carter.

A equipa encontrou vestígios de actividade humana de 200.000 anos em Stelida, onde desenterrou várias ferramentas e armas de caça.

Os dados científicos recolhidos no local contribuem para o debate acerca da importância das rotas costeiras e marinhas para a disseminação das espécies humanas. Embora os dados sugiram que o mar Egeu tenha sido atravessado a pé, os autores também não descuram a hipótese de que os neandertais possam ter construído embarcações.

A investigação agora publicada faz parte do Projecto Arqueológico Stelida Naxos, colaboração que envolve vários investigadores que trabalham no local desde 2013.

sapo24
16 out 2019 19:16
MadreMedia / Lusa

 

2352: Encontrada em Israel cidade com dez mil anos da Idade da Pedra

CIÊNCIA

Yaniv Berman / Israel Antiquities Authority
A metrópole antiga encontrada no bairro de Motza, perto de Jerusalém

Uma enorme metrópole que remonta à Idade da Pedra foi descoberta perto de Jerusalém, em Israel. Os investigadores dizem que não é apenas a maior deste tipo já encontrada no país, mas uma das mais monumentais já encontradas.

Segundo o Science Alert, o extenso local neolítico, desenterrado no bairro de Motza, perto de Jerusalém, foi fundado há cerca de 10.500 anos e, no seu auge, teria sido um centro movimentado para cerca de dois mil e três mil habitantes da Idade da Pedra.

“Esta é provavelmente a maior escavação deste período no Médio Oriente, o que permitirá que a pesquisa avance muito à frente de onde estamos hoje, só pela quantidade de material que podemos salvar e preservar deste local”, explicou à Reuters Lauren Davis, arqueóloga da Autoridade de Antiguidades de Israel que está a conduzir a escavação.

Embora não saibamos o nome original desta metrópole antiga, a escavação a decorrer no local, que decorre há 18 meses, já descobriu a pegada de uma cidade que cresceu para cobrir até 40 hectares na sua época.

Quando começou a aparecer, este povoamento seria muito menor, provavelmente ocupando apenas um único hectare. No entanto, no decorrer dos 1.500 anos seguintes, desenvolveu-se até ser um próspero centro urbano repleto de grandes edifícios, instalações públicas e locais de rituais.

“Veio mudar o jogo. É um local que mudará drasticamente aquilo que sabemos sobre a era Neolítica”, disse também um dos investigadores, Jacob Vardi, ao The Times of Israel.

Ao contrário de Çatalhöyük, na Turquia, uma cidade do mesmo período, a metrópole de Motza possui becos convenientemente desocupados entre os edifícios para permitir a livre passagem – enquanto que os habitantes da cidade turca provavelmente tiveram que recorrer a escadas para sair das habitações e estruturas urbanas.

Além disso, noutras partes da cidade, existiam anexos que foram utilizados para armazenar sementes e alimentos, tal como lentilhas e grão-de-bico, e os artefactos culturais e objectos artesanais preciosos como pulseiras e medalhões, preservados nos túmulos da cidade e noutros lugares, revelam evidências de uma comunidade que possuía e comercializava todo o tipo de coisas exóticas.

“Estes objectos confirmam o facto de, já nesse período, os habitantes deste local terem mantido relações de intercâmbio com outros lugares distantes”, explicam os investigadores num comunicado.

“Foram encontrados objectos únicos de pedra nos túmulos, feitos de um tipo desconhecido deste material, bem como objectos feitos de obsidiana da Anatólia e conchas do mar, algumas das quais foram trazidas do Mar Mediterrâneo e do Mar Vermelho”.

As escavações também desenterraram ferramentas de sílex, incluindo pontas de flechas usadas para caçar e possivelmente lutar, além de machados e vários tipos de lâminas. Algumas dessas ferramentas teriam sido usadas nos campos, permitindo o desenvolvimento da agricultura na cidade, que cultivava trigo, cevada e feijão.

Além das culturas, os cientistas dizem que os antigos habitantes guardavam e comiam vacas e porcos – e podem ter sido a primeira sociedade conhecida a domesticar cabras.

As escavações no local continuam e a equipa de arqueólogos diz que esta descoberta sem precedentes – e todos os objectos raros e misteriosos que contém – ainda tem muito a revelar.

ZAP //

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22 Julho, 2019

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2334: Ilhas Marshall são dez vezes mais radioactivas que Chernobyl

U.S. Army / Wikimedia

Algumas das Ilhas Marshall no Oceano Pacífico – como os atóis Bikini e Enewetak – ainda são mais radioactivas que Chernobyl e Fukushima, embora mais de 60 anos tenham passado desde que os EUA testaram armas radioactivas.

Ao testar o solo para plutônio-239 + 240, os investigadores descobriram que algumas das ilhas tinham níveis entre 10 e 1.000 vezes maiores do que em Fukushima – onde um terremoto e tsunami levaram à fusão de reactores nucleares – e cerca de 10 vezes mais altos do que os níveis na zona de exclusão de Chernobyl.

Os cientistas levaram apenas um número limitado de amostras de solo, o que significa que é necessária uma investigação mais abrangente. Independentemente disso, ficaram surpreendidos que nem os governos nacionais nem as organizações internacionais tivessem “qualquer orientação adicional sobre os níveis de plutónio permissíveis no solo”, embora os níveis nas Ilhas Marshall fossem altos.

Depois de lançar bombas atómicas nas cidades japonesas de Hiroshima e Nagasaki em 1945, efectivamente terminando a II Guerra Mundial, os EUA decidiram testar mais armas radioactivas. Alguns desses testes ocorreram nas Ilhas Marshall, uma cadeia de ilhas entre o Hawai e as Filipinas, um distrito do Território da Confiança das Ilhas do Pacífico – administrado pelos EUA em nome das Nações Unidas.

As duas primeiras bombas – chamadas Able e Baker – foram testadas no Atol de Bikini em 1946 e deram início a um período de 12 anos de testes nucleares nos atóis Bikini e Enewetak, durante os quais os EUA testaram 67 armas nucleares.

O primeiro teste da bomba de hidrogénio – Ivy Mike – foi testado em Enewetak em 1951. Os EUA realizaram o seu maior teste de bomba de hidrogénio no Atol de Bikini – a bomba de 1954 do Castelo Bravo, que foi mais de 1.000 vezes mais poderosa que “Little Boy”, a arma de urânio que dizimou Hiroshima.

Além de contaminar os atóis Bikini e Enewetak, a precipitação nuclear dos testes também choveu e as pessoas que vivem nos atóis de Rongelap e Utirik adoeceram, de acordo com a Live Science.

Em 2016, uma equipe de investigadores da Universidade de Columbia, em Nova Iorque, publicou um estudo na revista Proceedings of National Academy of Sciences sobre a radiação gama de fundo em três dos atóis Marshall do norte: Enewetak, Bikini e Rongelap. Descobriram que os níveis de radiação no Bikini eram mais altos do que o relatado anteriormente, por isso decidiram fazer estudos mais aprofundados sobre a radioactividade nas ilhas.

Agora, a mesma equipa escreveu três novos estudos, publicados na revista PNAS, em quatro dos atóis nas ilhas do norte de Marshall: Bikini, Enewetak, Rongelap e Utirik. Os níveis externos de radiação gama foram significativamente elevados no Atol de Bikini; na ilha de Enjebi no Atol de Enewetak; e na Ilha Naen, no Atol Rongelap, em comparação com uma ilha no sul das Ilhas Marshall, que os cientistas usaram como controlo.

Os níveis nas ilhas Bikini e Naen eram tão altos que ultrapassaram o limite máximo de exposição que os EUA e a República das Ilhas Marshall concordaram.

Os cientistas também descobriram que as ilhas de Runit e Enjebi no Enewetak Atoll, bem como nas ilhas Bikini e Naen, tinham altas concentrações de isótopos radioactivos no solo. Essas quatro ilhas tinham níveis de plutónio radioactivo que eram mais altos que Fukushima e Chernobyl.

No segundo estudo, os investigadores trabalharam com mergulhadores profissionais, que recolheram 130 amostras de solo da cratera Castle Bravo, no Atol de Bikini. O nível de alguns dos isótopos – plutônio-239.240, amerício-241 e bismuto-207 – tinha uma ordem de magnitude maior do que os níveis encontrados noutras ilhas Marshall.

Estas descobertas são importantes porque “medir a contaminação radioativa do sedimento da cratera é um primeiro passo para avaliar o impacto geral dos testes de armas nucleares nos ecossistemas oceânicos”.

No terceiro estudo, os cientistas testaram mais de 200 frutas – a maioria cocos e pandanus – em 11 das ilhas de quatro diferentes atóis no norte das Ilhas Marshall. Os níveis de césio-137 não pareciam bons para uma grande parte dos frutos dos atóis Bikini e Rongelap, que tinham níveis de radioactividade superiores aos considerados seguros por vários países e organizações internacionais

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18 Julho, 2019

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2137: A rotação da Terra está a alterar o movimento das águas de um lago italiano

CIÊNCIA

Barni1 / Wikimedia

O lago Garda, atractivo destino turístico, único pelas suas características físicas e ambientais e caso de estudo para várias equipas científicas internacionais, ainda não revelou todos os seus segredos.

Um grupo de investigadores, composto por cientistas das Universidades de Trento e Utrecht, acaba de fazer uma descoberta nova e inesperada: a rotação planetária modifica significativamente o movimento da água no lago Garda e afecta a mistura em águas profundas, que é de grande importância para o ecossistema do lago.

A descoberta, divulgada em comunicado, é o resultado da colaboração entre o Departamento de Engenharia Civil, Ambiental e Mecânica da Universidade de Trento (UniTrento) – mais especificamente, a equipa de investigação liderada por Marco Toffolon – e uma equipa do Instituto para Pesquisa Marinha e Atmosférica Utrecht em Universidade de Utrecht, liderada por Henk Dijkstra.

Segundo o novo estudo publicado na revista Scientific Reports, os investigadores atingiram os resultados “graças a uma campanha de campo intensa, suportada pelos resultados de simulações numéricas da hidrodinâmica do Lago Garda, que manteve os nossos investigadores ocupados em Trento e Utrecht durante dois anos, de 2017 a 2018″.

“De acordo com nosso estudo, quando o vento sopra ao longo do eixo principal do lago Garda, a rotação da Terra causa uma circulação secundária que desloca a água lateralmente, de uma costa à outra. Isso cria uma diferença na temperatura da água entre o leste (Veneto) e costa oeste (Lombardia) e, altamente relevante para a ecologia do lago, contribui para o transporte de oxigénio, nutrientes e outras substâncias da superfície para as camadas profundas e vice-versa”.

Em detalhe, no caso dos ventos Foehn, superfícies de água fria o lado leste do lago (ressurgente) e a água mais quente movem-se ao longo do lado oeste (afundamento) Entre Fevereiro e Abril, em particular, quando a temperatura da água do lago é mais baixa, o movimento vertical pode até atingir o fundo do lago, que está a uma profundidade de 350 metros.

“Não esperávamos observar no Lago Garda um evento que é típico das áreas costeiras dos oceanos e grandes lagos”, concluíram os investigadores.

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8 Junho, 2019



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2131: Físicos descobriram uma forma de salvar o gato de Schrödinger

CIÊNCIA

oliviermartins / Flickr

Investigadores da Universidade de Yale, nos EUA, descobriram como capturar o famoso gato de Schrödinger, um símbolo de super-posição quântica, antecipando os seus saltos e agindo em tempo real para “salvá-lo”.

A descoberta, que anula anos de dogma fundamental na física quântica, permite que os investigadores criem um sistema de alerta antecipado para saltos iminentes de átomos artificiais que contêm informações quânticas. Um estudo que anuncia a descoberta foi publicado na edição online da revista Nature.

O gato de Schrödinger é um paradoxo bem conhecido que é usado para ilustrar o conceito de super-posição, a capacidade de existir dois estados opostos simultaneamente, e a imprevisibilidade da física quântica. A ideia é que um gato seja colocado numa caixa selada com uma fonte radioactiva e um veneno que será activado se um átomo da substância radioactiva se desintegrar.

A teoria da super-posição da física quântica sugere que, até que alguém abra a caixa, o gato está vivo e morto, uma super-posição de estados. Abrindo a caixa para observar o gato muda abruptamente o seu estado quântico aleatoriamente, forçando-o a estar vivo ou morto. O salto quântico é a mudança discreta, não contínua e aleatória no estado quando observada.

‘No Matter’ Project / Flickr
O Gato de Schrödinger, que está vivo e morto enquanto está dentro da caixa, é um dos paradigmas da Mecânica Quântica

A experiência, realizada no laboratório de Michel Devoret e do autor principal Zlatko Minev, assemelha-se pela primeira vez ao funcionamento real de um salto quântico. Os resultados revelam uma descoberta surpreendente que contradiz a opinião estabelecida do físico dinamarquês Niels Bohr: os saltos não são abruptos ou tão aleatórios quanto se pensava anteriormente.

Para um pequeno objecto tal como um electrão, uma molécula ou átomo que contém informação quântica artificial do salto quântico é a transição súbita de um dos seus estados de outra energia discretos. No desenvolvimento de computadores quânticos, os investigadores devem lidar com os saltos dos qbits, que são as manifestações dos erros nos cálculos.

Os enigmáticos saltos quânticos foram teorizados por Bohr há um século, mas não foram observados até a década de 1980, em átomos. “Estes saltos ocorrem sempre que medimos um qbit. Sabe-se que saltos quânticos são imprevisíveis a longo prazo. Apesar disso, queríamos saber se seria possível obter um aviso antecipado de que um salto está prestes a acontecer em breve”, explicou em comunicado Devoret.

Minev observou que a experiência foi inspirada por uma previsão teórica de Howard Carmichael, da Universidade de Auckland, pioneiro da teoria da trajectória quântica e co-autor do estudo. Além do seu impacto fundamental, a descoberta é um avanço em potencial no entendimento e controle da informação quântica. Cientistas dizem que a gestão confiável de dados quânticos e a correcção de erros, à medida que ocorrem, é um desafio-chave em no desenvolvimento de computadores quânticos completamente úteis.

A equipa de Yale usou uma abordagem especial para monitorizar indirectamente um átomo artificial supercondutor, com três geradores de micro-ondas que irradiam o átomo contido numa cavidade 3D feita de alumínio. O método de monitorização duplamente indirecto, desenvolvido pela Minev para circuitos super-condutores, permite aos físicos observar o átomo com eficiência sem precedentes.

A radiação de micro-ondas agita o átomo artificial à medida que é observado simultaneamente, resultando em saltos quânticos. O pequeno sinal quântico dos saltos pode ser amplificado sem perder a temperatura ambiente. Aqui, o sinal pode ser monitorizado em tempo real. Isso permitiu aos investigadores ver uma súbita ausência de fotões de detecção. Esta pequena ausência é a advertência antecipada de um salto quântico.

(CC0/PD) geralt / pixabay

“O efeito mostrado por esta experiência é o aumento da coerência durante o salto, apesar da sua observação”, assinala Devoret e Minev. É possível também reverter os saltos e este é um ponto crucial, de acordo com os investigadores. Enquanto os saltos quânticos aparecem discretos e aleatórios a longo prazo, reverter um salto quântico significa que a evolução do estado quântico tem, em parte, um carácter determinado e não aleatório. O salto ocorre da mesma maneira previsível do seu ponto de partida aleatório.

“Os saltos quânticos de um átomo são um pouco análogos à erupção de um vulcão, são completamente imprevisíveis a longo prazo, mas com a supervisão correta podemos detectar um aviso antecipado de um desastre iminente e agir antes de acontecer”.

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7 Junho, 2019



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2108: Encontrada debaixo da Antárctida uma placa oculta que evita inundação mundial

CIÊNCIA

Jeremy Harbeck / NASA
Glaciar de Thwaites, na Antárctida

Uma estrutura rochosa antiga encontrada no coração da plataforma de gelo Ross ajuda a determinar onde o gelo da Antárctida derrete e onde permanece firme e congelado.

A estrutura é uma antiga fronteira tectónica, provavelmente formada durante o nascimento do continente antárctico ou pouco depois. De acordo com uma nova investigação publicada na revista Nature Geoscience, esse limite protege a linha de deslizamento da plataforma de gelo, o ponto em que é suficientemente espessa para se estender até ao fundo do mar.

A geologia criada pelo limite mantém a água do oceano quente, que promove a fusão, longe daquela parte da prateleira. Mas a circulação oceânica impulsionada pela mesma geologia leva a um derretimento no verão ao longo da borda leste da estante.

A placa permaneceu escondida sob a terra durante centenas de milhões de anos. Trata da plataforma de gelo Ross, que desacelera o deslizamento para o oceano de aproximadamente 20% do gelo da Antárctida, o que equivale a uma elevação do nível do mar em quase 11,6 metros.

Os investigadores detectaram a placa graças às observações realizadas pelo sistema de exploração chamado IcePod. O sistema consegue medir a altura, largura e a estrutura interior de um bloco de gelo, além de interceptar sinais magnéticos e gravitacionais dos blocos subjacentes.

O sistema também permite “ver” através do gelo até uma profundidade de centenas de metros para detectar estruturas que os satélites são incapazes de identificar.

Esta placa rochosa, situada entre o leste e oeste da Antárctida, criou uma divisão sob o continente que protege a plataforma de gelo Ross das águas mais quentes e do seu possível derretimento.

“Podemos ver que esta barreira geológica faz com que o fundo marinho no leste da Antárctida seja mais profundo que no oeste. Isso afecta a maneira como a água circula sob o bloco de gelo”, afirmou Kirsty Tinto, geóloga da Universidade de Columbia e autora do estudo.

Num futuro próximo, a linha de deslizamento da plataforma de gelo – o ponto em que entra em contacto com o fundo do mar – deve permanecer estável, pelo menos diante de mudanças climáticas moderadas. Mas variações no clima local terão um grande impacto na rapidez com que a borda frontal da plataforma de gelo derrete.

Essas variações podem incluir reduções no declínio do gelo marinho ou diminuição da cobertura de nuvens, disse Laurie Padman, cientista da Earth and Space Research, em Oregon, e co-autora do estudo, em comunicado.

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4 Junho, 2019



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2094: Há um novo vírus a infectar pessoas na China (e pode espalhar-se pelo mundo)

CIÊNCIA

John Tann / Wikimedia

Um novo vírus foi descoberto a infectar pessoas na China e pode estar a ser transmitido por carrapatos. Para já, ainda só foi encontrada em região chinesa mas pode espalhar-se pelo resto do mundo.

Investigadores apelidaram o vírus de “vírus Alongshan”, em honra da cidade no nordeste da China onde foi descoberto pela primeira vez, de acordo com o relatório, publicado no New England Journal of Medicine. Nos seres humanos, o vírus está ligado a uma série de sintomas, incluindo febre, dor de cabeça e fadiga e, em alguns casos, náuseas, erupções cutâneas e até mesmo coma.

O vírus foi identificado, pela primeira vez, num agricultor de 42 anos que ficou misteriosamente doente com febre, dor de cabeça e náusea. Visitou um hospital na região da Mongólia Interior em Abril de 2017. O agricultor também relatou uma história de picadas de carrapatos.

No início, os médicos pensaram que o paciente estava infectado com o vírus da encefalite transmitida por carrapatos (TBEV), outro vírus que é transmitido por carrapatos e é endémico para a região. Mas o resultado do teste foi negativo, levando os investigadores a procurar outras causas.

Outras investigações revelaram que o paciente estava infectado com um vírus que é geneticamente distinto de outros vírus conhecidos, segundo o relatório. Depois de identificar o vírus, os cientistas começaram a examinar amostras de sangue de outros pacientes que visitaram o hospital com sintomas semelhantes e relataram uma história de picadas de carrapatos.

Os investigadores descobriram que, dos 374 pacientes que visitaram o hospital nos cinco meses seguintes e preencheram este critério, 86 pacientes estavam infectados com o vírus Alongshan. Quase todos os pacientes eram agricultores ou trabalhadores florestais, segundo o relatório.

Quando os investigadores testaram carrapatos e mosquitos na região, descobriram que o vírus estava presente em ambos os insectos, de acordo com o Live Science.

Os investigadores suspeitam que o vírus é transmitido pelo carrapato taiga (Ixodes persulcatus), encontrado em partes da Europa Oriental e da Ásia, incluindo China, Coreia, Japão, Mongólia e Rússia. Ainda assim, o estudo não consegue provar que o carrapato transmite a doença e não pode descartar a possibilidade de mosquitos estarem a transmitir a doença.

Laura Goodman, professora da Faculdade de Medicina Veterinária da Universidade de Cornell, considerou o novo trabalho um “excelente estudo”, mas disse que deixa algumas perguntas sem resposta. “Até que possamos realmente saber a resposta para essas pergunta, não podemos confirmar totalmente o potencial alcance geográfico” do vírus, disse Goodman à Live Science.

Ainda assim, os cientistas caracterizaram todo o genoma do vírus Alongshan e essa informação ajudará na vigilância mais ampla do vírus. O vírus Alongshan pertence a uma família de vírus chamada Flaviviridae, a mesma família que inclui o TBEV, assim como vírus transmitidos por mosquitos, como dengue, vírus do Nilo Ocidental e vírus Zika. O vírus Alongshan é intimamente relacionado a outro vírus transmitido por carrapatos, chamado vírus do carrapato Jingmen, descoberto em 2014.

No novo estudo, todos os 86 pacientes foram tratados com base nos seus sintomas com uma combinação de um medicamento antiviral e antibiótico. Os sintomas desapareceram em 6 a 8 dias de tratamento. Os pacientes passaram uma média de 10 a 14 dias no hospital e todos os pacientes acabaram por recuperar sem complicações.

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2 Junho, 2019



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Cientistas portugueses propõem solução para dois “problemas” do Universo

CIÊNCIA

Um estudo realizado por investigadores da Universidade de Aveiro concluiu que as partículas que terão sido responsáveis por um período acelerado de expansão no início do Universo, os ‘inflatões’, podem constituir a ‘matéria escura’ que existe nas galáxias.

João Rosa é investigador do Departamento de Física e do Centro de Investigação e Desenvolvimento em Matemática e Aplicações da Universidade de Aveiro
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João Rosa, investigador do Departamento de Física e do Centro de Investigação e Desenvolvimento em Matemática e Aplicações da Universidade de Aveiro, disse à Lusa que a investigação, publicada recentemente na revista Physical Review Letters , propõe “soluções para dois grandes problemas em aberto” na área da cosmologia: a inflação do universo e a ‘matéria escura’.

Segundo o investigador, a teoria da inflação, proposta em 1981 pelo físico americano Alan Guth, avança que nas “primeiras fracções de segundos” após o Big Bang, o Universo teve uma “expansão acelerada”.

“A expansão do Universo só pode ser acelerada se o Universo tiver matéria num estado diferente da matéria que nós conhecemos hoje como os protões e os electrões”, afirmou João Rosa, acrescentando que a teoria da inflação propõe assim “a existência de novas partículas elementares”, denominadas pelos investigadores como ‘inflatões’.

Por sua vez, a origem da ‘matéria escura’, designação dada pelos especialistas a “partículas que não emitem luz” existentes nas galáxias e que exercem força gravitacional sobre a matéria luminosa (estrelas), permanece desconhecida.

“Temos aqui dois problemas que indicam a existência de novas partículas. É quase uma questão natural que se coloca: Será que estas partículas que são precisas para originar esta inflação, podem ser as mesmas partículas que hoje inferimos como sendo a ‘matéria escura’?”, inquiriu o investigador.

Apesar desta “nem sempre ser uma ligação óbvia”, uma vez que os modelos convencionais apontam que depois da explosão inicial do Universo existiu um arrefecimento e que os ‘inflatões’ se transformaram em outras partículas após a inflação (teoria da inflação fria), a investigação coordenada por João Rosa concluiu que os ‘inflatões’ “não se transformaram” e que acabaram por ser “uma fonte de calor” para o Universo.

“Nos modelos de inflação quente, como o próprio nome indica, não há este arrefecimento porque os inflatões estão num estado de energia muito grande, mas conseguem transferir lentamente uma pequena parte da sua energia para o resto do Universo e mantê-lo quente, como se fossem uma fonte de calor permanente”, sublinhou.

Segundo o modelo teórico desenvolvido pelos investigadores, os ‘inflatões’, que “sobreviveram desde a inflação até aos dias de hoje”, não emitem luz e são “extremamente frios”, uma vez que perderam a sua energia ao manter o Universo quente.

À Lusa, João Rosa adiantou que a equipa da UA vai continuar a “procurar modelos teóricos que possam explicar diferentes questões que permanecem em aberto”, esperando que a proposta apresentada “possa ser tida em consideração” em futuras observações astronómicas.

Diário de Notícias
Lusa
28 Maio 2019 — 23:00


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1872: Investigadores identificaram os “assassinos” que causaram a maior extinção massiva da Terra

CIÊNCIA

Barcroft / YouTube

Uma equipa de investigadores encontrou fortes evidências de que o evento na história da Terra conhecido como a Grande Mortandade, a maior extinção em massa, foi causada por erupções de vulcões.

As conclusões do estudo, realizado por investigadores da Universidade de Cincinnati, nos EUA, e da Universidade de Geociências da China, foram publicadas a 5 de Abril na revista Nature Communications.

A extinção em massa do Permiano-Triássico, ocorrida há cerca de 250 milhões de anos, terminou com a vida de 95% das espécies marinhas e 70% dos vertebrados terrestres. Hipóteses diferentes ainda estão a ser consideradas e a sua causa exacta ainda não foi esclarecida pela ciência.

De acordo com o portal Science Daily, o grupo de cientistas liderado por Jun Shen encontrou no registo geológico da época um aumento de mercúrio em quase uma dúzia de regiões do mundo, o que, segundo eles, representa evidência de que o cataclismo foi causado por vulcões.

Como explicam, as erupções inflamaram vastos depósitos de carbono, libertando vapor de mercúrio na atmosfera que choveu e acabou nos sedimentos marinhos do planeta.

Os investigadores situam estas erupções no sistema vulcânico das chamadas “armadilhas siberianas”, localizadas na actual Rússia. Esses eventos eram frequentes e duradouros, durando por um período de centenas de milhares de anos e libertando tanto material para o ar que as temperaturas subiram cerca de 10ºC no planeta. O clima mais quente, a chuva ácida e o aquecimento da água foram apontados pelos especialistas como os principais responsáveis pela extinção.

Thomas Algeo diz que os investigadores ainda se estão a perguntar o que foi mais prejudicial. “Criaturas adaptadas a ambientes mais frios não teriam sorte, por isso, o meu palpite é que a mudança na temperatura seria o assassino número 1. Os efeitos seriam agravados pela acidificação e outras toxinas no meio ambiente”, disse.

Além disso, o cientista destacou como um factor importante o facto de as erupções terem ocorrido durante um período prolongado de tempo. “O que importa não é necessariamente a intensidade, mas a duração“, disse Algeo. “Quanto mais tempo passava, mais pressão era exercida sobre o meio ambiente”, concluiu.

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20 Abril, 2019

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1829: Os denisovanos podem ter sobrevivido até hoje (e podem estar escondidos numa ilha do Pacífico)

CIÊNCIA

Randii Oliver / NASA

Uma equipa internacional de investigadores, liderada por Murray Cox, da Massey University, apresentou uma série de dados que podem alterar o que se sabe sobre a evolução da nossa espécie.

Os resultados, apresentados a especialistas na Conferência da Associação Americana de Antropologia Física, serão publicados em breve numa revista científica.

Cox assegurou que os nossos antepassados directos podem ter-se misturado com os denisovanos até há “apenas” 15 mil anos, muito mais recentemente do que se pensava anteriormente. Para chegar a essa conclusão, Cox e sua equipa realizaram uma análise detalhada do ADN dos actuais habitantes da Indonésia e da Papua Nova Guiné.

Como os paleontólogos bem sabem, quando o Homo sapiens saiu pela primeira vez de África, a nossa espécie foi-se encontrando e misturando com outras classes de hominídeos, entre eles os Neandertais e os Denisovanos.

Esses encontros deixaram o seu testemunho nos nossos genes fazendo com que, hoje, todos os seres humanos de ascendência não-africana tenha no seu ADN cerca de 4% do ADN neandertal, enquanto algumas populações asiáticas retêm uma percentagem semelhante de ADN denisovano.

O problema é que sabemos muito sobre os neandertais, mas ainda muito pouco sobre os denisovanos. Os únicos restos descobertos até agora consistem em alguns dentes e alguns pequenos fragmentos de ossos descobertos numa caverna siberiana.

Testes genéticos sugerem que os denisovanos também tiveram de viver muito mais ao leste e ao sul da Sibéria. A nossa espécie cruzou-se com eles pelo menos duas vezes, na Ásia e na Australásia, como mostram os genomas de algumas populações de Papua Nova Guiné, que conservam até 5% de ADN de denisovano.

Até agora, no entanto, os estudos genéticos realizados concentraram-se numa pequena parte do ADN das pessoas analisadas. Por essa razão, e para ter uma imagem mais completa, Cox e a sua equipa decidiram realizar o que é o primeiro estudo em larga escala de genomas completos dos habitantes actuais da Indonésia e da Papua Nova Guiné.

Os investigadores, com efeito, sequenciaram o ADN completo de 161 pessoas diferentes para o seu trabalho. Os resultados foram surpreendentes.

De acordo com Cox, naquela parte do mundo, os nossos ancestrais directos cruzaram-se pelo menos com dois grupos diferentes de denisovanos: um há cerca de 50 mil anos; e outro muito mais recentemente, no máximo há 15 mil anos.

Cox chegou a esta última data depois de verificar que os genes da segunda “travessia” são muito mais comuns nas pessoas que vivem na ilha maior de Papua Nova Guiné, na qual vivem nas numerosas ilhas próximas. Isto indica que a mistura aconteceu depois de os ancestrais da ilha terem ido embora.

Evidências arqueológicas sugerem que a migração para as ilhas ocorreu há 30 mil anos. Mas ao comparar os genomas dos “continentais” e dos ilhéus, a equipa de Cox adia a data até 15 mil. A única explicação para os dados genéticos encontrados é ter havido cruzamentos adicionais entre “continentais” e denisovanos.

Seria possível que em algumas dessas ilhas remotas ainda houvesse uma população que descenda directamente dos denisovanos? O próprio Cox diz que não acredita nessa possibilidade, já que “até as ilhas mais isoladas têm demasiado contacto para que algo não seja notado”. Improvável sim, mas não impossível.

Os novos dados revelam considerável diversidade genética entre os próprios denisovanos. Por exemplo, o primeiro grupo que cruzou com os nossos ancestrais em Papua Nova Guiné é, geneticamente, tão diferente do osso da caverna da Sibéria como é em relação aos neandertais, que é um ramo completamente diferente da árvore genealógica à qual o Denisovanos pertencem.

Por isso, há muito tempo atrás, existia na Terra uma população que era tão rica e diversa como a dos humanos modernos.

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10 Abril, 2019

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1804: Stephen Hawking estava errado. A matéria escura não é composta por mini buracos negros

JPL-Caltech / NASA

Os físicos descartaram a possibilidade de que os buracos negros primordiais – com menos de um décimo de milímetro – componham a maior parte da matéria escura.

Uma equipa internacional de investigadores colocou uma teoria especulativa formulada por Stephen Hawking sob o teste mais rigoroso até ao momento. Detalhes desse estudo foram publicados na revista Nature Astronomy.

Os cientistas sabem que 85% da matéria no Universo é composta de matéria escura. A sua força gravitacional impede que as estrelas da Via Láctea se separem. No entanto, as tentativas de detectar partículas de matéria escura com recurso a experiências subterrâneas, ou experiências com aceleradores, incluindo o maior acelerador do mundo, o Large Hadron Collider, falharam até agora.

Isso levou os cientistas a considerar a teoria de Hawking, de 1974, sobre a existência de buracos negros primordiais nascidos logo após o Big Bang, e a sua especulação de que poderiam constituir uma grande fracção da matéria escura que os cientistas estão a tentar descobrir actualmente.

A equipa, liderada por Masahiro Takada, Hiroko Niikura e Naoki Yasuda, do Instituto Kavli de Física e Matemática do Universo, e incluindo investigadores do Japão, Índia e EUA, usaram o efeito de lente gravitacional para procurar buracos negros primordiais entre a Terra e a galáxia de Andrómeda.

A lente gravitacional, efeito primeiramente sugerido por Albert Einstein, manifesta-se na curvatura dos raios de luz vindos de um objeto distante, como uma estrela, devido ao efeito gravitacional de um objeto massivo interveniente, como um buraco negro primordial. Em casos extremos, a curvatura da luz faz com que a estrela pareça muito mais brilhante do que originalmente é.

Instituto Kavli de Física e Matemática do Universo

No entanto, os efeitos de lentes gravitacionais são eventos muito raros, porque requerem que uma estrela na galáxia de Andrómeda, um buraco negro primordial a actuar como lente gravitacional e um observador na Terra estejam exactamente alinhados.

Para maximizar as probabilidades de capturar um evento, os investigadores usaram a câmara digital Hyper Suprime-Cam no telescópio Subaru, no Hawai, que consegue capturar toda a imagem da galáxia de Andrómeda de uma vez, de acordo com um comunicado publicado no site do Instituto.

Tendo em conta a rapidez com que se espera que os buracos negros primordiais se movam no espaço interestelar, a equipa tirou várias fotografias para capturar o brilho de uma estrela enquanto esta se ilumina por um período de alguns minutos a horas devido às lentes gravitacionais.

Partindo de 190 imagens consecutivas da galáxia de Andrómeda, a equipa vasculhou os dados em busca de possíveis eventos de lentes gravitacionais. Se a matéria escura consistisse de buracos negros primordiais com uma determinada massa – neste caso, massas mais leves que a Lua -, os investigadores esperariam encontrar cerca de mil eventos. Mas depois de análises cuidadosas, só conseguiram identificar um caso.

Os resultados da equipa mostraram que os buracos negros primordiais não poderiam contribuir com mais de 0,1% de toda a massa de matéria escura. Portanto, é improvável que a teoria esteja correta.

Uma nova teoria que os cientistas investigam agora é tentar descobrir se os buracos negros binários descobertos pelo detector de ondas gravitacionais LIGO são, na verdade, buracos negros primordiais.

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4 Abril, 2019

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Disparos laser mostram que o bombardeamento de asteróides e o hidrogénio são bons “ingredientes” para a “receita” da vida em Marte

Este auto-retrato do rover Curiosity da NASA mostra o veículo na Cratera Gale em Marte. O norte está para a esquerda e o oeste à direita, os limites da Cratera Gale em ambos os lados. Este mosaico foi montado a partir de dúzias de imagens obtidas pelo instrumento MAHLI (Mars Hands Lens Imager) do Curiosity. Foram todas captadas no dia 23 de Janeiro de 2018, durante o sol 1943.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/MSSS

Um novo estudo revela que os impactos de asteróides no passado de Marte podem ter produzido ingredientes essenciais para a vida caso a atmosfera marciana tenha sido rica em hidrogénio. Uma atmosfera inicial rica em hidrogénio também explicaria como o planeta permaneceu habitável depois da sua atmosfera ter ficado mais fina. O estudo usou dados do rover Curiosity da NASA e foi realizado por investigadores da equipa do instrumento SAM (Sample Anaylsis at Mars) do Curiosity e por colegas internacionais.

Estes ingredientes-chave são nitritos (NO2-) e nitratos (NO3-), formas fixas de azoto que são importantes para o estabelecimento e sustentabilidade da vida como a conhecemos. O Curiosity descobriu estes elementos em amostras de solo e rocha ao atravessar a Cratera Gale, local de antigos lagos e sistemas de águas subterrâneas em Marte.

Para compreender como o azoto fixado pode ter sido depositado na cratera, os cientistas precisaram de recriar a atmosfera primitiva de Marte aqui na Terra. o estudo, liderado pelo Dr. Rafael Navarro-González e pela sua equipa de cientistas do Instituto de Ciências Nucleares da Universidade Nacional Autónoma do México, na Cidade do México, usou uma combinação de modelos teóricos e dados experimentais para investigar o papel do hidrogénio na alteração de azoto em nitritos e nitratos usando a energia de impactos de asteróide. O artigo foi publicado na edição de Janeiro da revista Journal of Geophysical Research: Planets.

No laboratório, o grupo usou pulsos laser para simular as ondas de choque altamente energéticas criadas por asteróides que colidem com a atmosfera. Os pulsos foram focados num frasco contendo misturas dos gases hidrogénio, azoto e dióxido de carbono, representando a atmosfera primitiva de Marte. Após os pulsos laser, a mistura resultante foi analisada para determinar a quantidade de nitratos formados. Os resultados foram, no mínimo, surpreendentes.

“A grande surpresa foi que a quantidade de nitrato aumentou quando o hidrogénio foi incluído nas experiências que simularam os impactos de asteróides,” disse Navarro-González. “Isto foi contra-intuitivo, já que o hidrogénio leva a um ambiente pobre em oxigénio, enquanto a formação de nitratos requer oxigénio. No entanto, a presença de hidrogénio levou a um arrefecimento mais rápido do gás aquecido pelo choque, prendendo óxido nítrico, o percursor do nitrato, a temperaturas elevadas onde a sua quantidade produzida era maior.”

Embora estas experiências tenham sido realizadas num ambiente controlado de laboratório, a milhões de quilómetros do Planeta Vermelho, os cientistas queriam simular os resultados obtidos com o Curiosity usando o instrumento SAM. O SAM recolhe amostras perfuradas de rochas ou tiradas da superfície pelo braço mecânico do rover e “cozinha-as” para examinar as impressões digitais químicas dos gases libertados.

“O SAM, a bordo do Curiosity, foi o primeiro instrumento a detectar nitrato em Marte,” disse Christopher McKay, co-autor do artigo do Centro de Pesquisa Ames da NASA em Silicon Valley, no estado norte-americano da Califórnia. “Devido aos baixos níveis de azoto gasoso na atmosfera, o nitrato é a única forma biologicamente útil de azoto em Marte. Assim, a sua presença no solo é de grande importância astrobiológica. Este artigo científico ajuda-nos a entender as possíveis fontes desse nitrato.”

Porque é que os efeitos do hidrogénio são tão fascinantes? Embora a superfície de Marte seja hoje fria e inóspita, os cientistas pensam que uma atmosfera mais espessa, enriquecida com gases de efeito estufa, como dióxido de carbono e vapor de água, pode ter aquecido o planeta no passado. Alguns modelos climáticos mostram que pode ter sido necessária a adição de hidrogénio na atmosfera a fim de elevar a temperatura o suficiente para ter água líquida à superfície.

“Ter mais hidrogénio como gás de efeito estufa na atmosfera é interessante tanto para a história climática de Marte quanto para a sua habitabilidade,” acrescentou Jennifer Stern, geoquímica planetária do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, Maryland, EUA, co-investigadora do estudo. “Se temos uma ligação entre duas coisas boas para a habitabilidade – um clima potencialmente mais quente com água líquida à superfície e um aumento na produção de nitratos, que são necessários para a vida – é muito emocionante. Os resultados deste estudo sugerem que estes dois itens, que são importantes para a vida, encaixam juntos e melhoram a presença um do outro.”

Mesmo que a composição da atmosfera primitiva de Marte continue a ser um mistério, estes resultados podem fornecer mais peças para resolver este enigma climático.

Astronomia On-line
29 de Março de 2019

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1763: Formação estelar e poeira de estrelas antigas

Imagem do ALMA e do Telescópio Espacial Hubble da galáxia distante MACS0416_Y1. A distribuição da poeira e do oxigénio gasoso traçada pelo ALMA tem tons avermelhados e esverdeados, respectivamente, enquanto a distribuição das estrelas captada pelo Hubble está a azul.
Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA, Tamura et al.

Investigadores detectaram um sinal de rádio de poeira interestelar abundante em MACS0416_Y1, uma galáxia a 13,2 mil milhões de anos-luz de distância na direcção da constelação de Erídano. Os modelos-padrão não conseguem explicar tanta poeira numa galáxia tão jovem, forçando-nos a reconsiderar a história da formação estelar. Os cientistas agora pensam que MACS0416_Y1 sofreu uma formação estelar escalonada, com dois períodos intensos 300 milhões e 600 milhões de anos após o Big Bang, e com uma fase calma entre eles.

As estrelas são os principais intervenientes no Universo, mas são apoiadas pelas mãos invisíveis dos bastidores: a poeira estelar e o gás. As nuvens cósmicas de poeira e gás são os locais de formação estelar e magistrais contadores da história cósmica.

“A poeira e os elementos relativamente pesados, como oxigénio, são disseminados pela morte das estrelas,” disse Yoichi Tamura, professor associado da Universidade de Nagoya e autor principal do artigo científico. “Portanto, uma detecção de poeira em determinado momento indica que um número de estrelas já se formou e morreu bem antes desse ponto.”

Usando o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), Tamura e a sua equipa observaram a galáxia distante MACS0416_Y1. Dada a velocidade finita da luz, as ondas de rádio que observamos hoje nesta galáxia tiveram que viajar durante 13,2 mil milhões de anos para chegar até nós. Por outras palavras, fornecem uma imagem do aspecto da galáxia há 13,2 mil milhões de anos, apenas 600 milhões de anos após o Big Bang.

Os astrónomos detectaram um sinal fraco, mas revelador, de emissões de rádio de partículas de poeira em MACS0416_Y1. O Telescópio Espacial Hubble, o Telescópio Espacial Spitzer e o VLT (Very Large Telescope) do ESO observaram a luz das estrelas da galáxia; e da sua cor estimam que a idade estelar seja de 4 milhões de anos.

“Não é fácil,” realça Tamura. “A poeira é demasiado abundante para ter sido formada em 4 milhões de anos. É surpreendente, mas precisamos de ter os pés assentes na terra. As estrelas mais antigas podem estar escondidas na galáxia, ou podem já ter morrido e desaparecido.”

“Já foram propostas várias ideias para superar esta crise orçamentária de poeira,” disse Ken Mawatari, investigador da Universidade de Tóquio. “No entanto, nenhuma é conclusiva. Fizemos um novo modelo que não precisa de suposições extremas divergentes do conhecimento da vida das estrelas no Universo de hoje. O modelo explica bem tanto a cor da galáxia como a quantidade de poeira.” Neste modelo, o primeiro surto de formação estelar começou aos 300 milhões de anos e durou 100 milhões de anos. Depois, a formação estelar acalmou durante algum tempo e recomeçou aos 600 milhões de anos. Os investigadores pensam que o ALMA observou esta galáxia no início da sua segunda geração de formação estelar.

“A poeira é um material crucial para planetas como a Terra,” explica Tamura. “O nosso resultado é um passo importante para entender o início da história do Universo e a origem da poeira.”

Astronomia On-line
26 de Março de 2019

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