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domingo, 22 de novembro de 2020

'Galáxia Fóssil' é descoberta dentro da Via Láctea (FOTO)

 


Astrônomos revelaram que, há dez bilhões de anos, outra galáxia foi incorporada à nossa após ter colidido com a Via Láctea.

Especialistas de Liverpool descobriram esta "fóssil galáxia" escondida nas profundidades da Via Láctea. Ela foi encontrada a partir da observação de movimentos e análise da composição de dezenas de milhares de estrelas. O estudo foi publicado na revista The Monthly Notices Of The Royal Astronomical Society.

A relíquia cósmica, apelidada de Hércules em homenagem ao herói de mitologia grega, é responsável por um terço do halo (região do espaço ao redor das galáxias espirais) esférico da Via Láctea, constituído por estrelas e gás. Restos de várias galáxias antigas já foram vistas no halo exterior da nossa galáxia. Na verdade, é através de fusões de galáxias que galáxias significativas são formadas.



Imagem artística da Via Láctea representando como ela pode ser vista de cima. Os anéis vermelhos representam a localização da galáxia fóssil.

No entanto, para encontrar tais fusões antigas, como esta, enterrada no fundo do disco e do bojo, é necessário analisar a parte central do halo da Via Láctea.

"É maravilho detectar esta galáxia", disse autor do artigo e astrofísico Ricardo Schiavon da Universidade John Moores em Liverpool, Inglaterra. "É realmente pequena no contexto cosmológico, pois são apenas 100 milhões de estrelas, mas contém quase toda a metade da massa do halo da Via Láctea", detalhou.

No estudo, dr. Schiavon e seus colegas, analisaram os dados coletados pelo Experimento de Evolução Galáctica de Observatório de Apache Point (APOGEE, na sigla em inglês), que já tem coletado dados de mais de meio milhão de estrelas na Via Láctea.

"Para encontrar galáxia fóssil como esta, temos que observar a composição química detalhada e movimentos de dezenas de milhões de estrelas", explicou o especialista. "Isto é especialmente complicado com estrelas no centro da Via Láctea porque elas estão escondidas da vista por nuvens da poeira interestelar. APOGEE deixa-nos 'perfurar' a mesma poeira e olhar profundamente no coração da Via Láctea, como nunca antes", ressaltou o astrônomo.

"De dez milhões de estrelas das quais observamos, alguns milhões delas, são extremamente diferentes em suas composições químicas e em sua velocidade", contou sua colega Danny Horta, também da Universidade de Liverpool. "Estas estrelas são tão diferentes que poderiam ser provenientes de outra galáxia", concluiu.

Baseando-se em suas descobertas, a equipe concluiu que a colisão entre Hércules e a Via Láctea "deve de ter sido o maior evento na história da nossa galáxia", o que, acrescentam eles, torna a Via Láctea incomum entre seus semelhantes, uma vez que "as mais semelhantes galáxias espirais maciças tiveram vidas muito mais calmas".

"Sendo nossa casa cósmica, a Via Láctea já é muito especial para nós, mas esta galáxia antiga, escondida no interior, fez ela ainda mais especial", apontou dr. Schiavon.

Detector russo permitirá saber como nascem raios cósmicos

 


Os cientistas da Universidade Nacional de Pesquisa Nuclear MEPhI estão criando um detector inédito para o Grande Colisor de Hadrons (LHC). Os autores do trabalho afirmam que o novo dispositivo permitirá estudar pela primeira vez partículas cuja formação permanece um mistério para a física experimental.

Uma das principais tarefas atuais da física experimental é o estudo de hádrons, partículas de interação forte obtidas por meio de colisão de prótons. Após a colisão, os hádrons movem-se em pequenos ângulos na direção dos prótons, o que dificulta seu estudo, afirmam os cientistas. Hoje ainda não existem detectores capazes de distinguir vários tipos de partículas com trajetórias semelhantes.

Para se obter informações sobre o tipo destas partículas, os cientistas colocam no seu caminho dispositivos especiais, chamados de radiadores. Na zona do radiador, surge a chamada irradiação transitória, um efeito eletromagnético produzido pela transição de uma partícula carregada de um ambiente para outro. Os cientistas explicam que sua análise é essencial para a identificação e o estudo de hádrons de tipos diferentes.

Os cientistas da MEPhI foram os primeiros no mundo a encontrar uma série de soluções teóricas e de engenharia que permitem criar um detector de irradiação transitória com base em semicondutores de granulação alta. A parte experimental da pesquisa foi realizada no detector SPS do Grande Colisor de Hádrons.

"Uma zona de vários graus na direção dos prótons em colisão, na qual seria possível acompanhar a formação de diferentes tipos de hádrons, ainda permanece uma ‘zona morta’ para pesquisas feitas no LHC. O trabalho nesta área permitirá compreender mais profundamente a estrutura do próton, estudando as partículas dentro dele e sua interação. Além disso, é só através da resolução deste problema que será possível solucionar o paradoxo da física das partículas cósmicas, que ainda não tem uma explicação adequada: a alteração do espectro das partículas expostas a altas energias até 10^17 eV", conta o pesquisador sênior do Departamento de Física de Partículas Elementares da MEPhI Pyotr Teterin.

Os especialistas da MEPhI foram os primeiros a estudar a distribuição espectral e angular da irradiação transitória, bem como as expressões analíticas para suas distribuições angulares. Isso permite criar detectores de novo tipo para identificar as partículas, comenta o serviço de imprensa da universidade.

"Fizemos um grande trabalho nos campos experimental e teórico buscando novos efeitos e métodos. Provámos, com base nos cálculos de modelos realistas de detectores de irradiação de transição, que é possível determinar espectros dos hádrons com uma exatidão percentual: trata-se de um avanço que deve desempenhar um papel central nos experimentos planejados no LHC", diz Pyotr Teterin.

Os cientistas dizem ter descoberto que a interferência em radiadores multicamadas muda o ângulo principal sob o qual a irradiação de transição é formada, e a dependência deste ângulo da massa das partículas pode ser muito diferente do que prevê a lei geral.

Além disso, os cientistas da MEPhI desenvolveram, no âmbito da pesquisa, novos radiadores e protótipos de detectores de vários tipos, inclusive detectores baseados em semicondutores de alta definição.

Os cientistas tencionam criar, junto com o Instituto Unido de Pesquisa Nuclear em Dubna (Rússia) e com MediPix (um dos projetos do CERN), um detector de irradiação de transição de alto desempenho capaz de monitorar com precisão partículas na área da física de altas energias e raios cósmicos.

O trabalho é patrocinado pela Fundação Russa da Ciência, projeto n.º 16-12-10277.

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Cientistas conseguem parar envelhecimento humano pela 1ª vez

 


Сientistas da Universidade de Tel Aviv, em Israel, retardaram pela primeira vez o envelhecimento do sistema imunológico humano via terapia hiperbárica de inalação de oxigênio, aumentando a capacidade do organismo de se livrar de células danificadas.

No experimento, com 35 voluntários de 64 anos de idade e mais, participantes tiveram um curso de oxigenoterapia de 60 sessões diárias. O artigo com os resultados do estudo foi publicado na revista Aging.

Nas 30ª e 60ª sessões, e também 1-2 semanas depois do fim do curso, os cientistas recolheram amostras de sangue dos pacientes e avaliaram o comprimento dos telômeros, ou seja, das extremidades dos cromossomos que desempenham funções protetoras, de diferentes células imunitárias. Com as amostras os cientistas puderam determinar o nível de envelhecimento das mesmas células.

Descobriu-se que a oxigenoterapia ocasionou aumento de comprimento dos telômeros de linfócitos T auxiliares, linfócitos citotóxicos, células exterminadoras naturais e células B em mais de 20%. Ao mesmo tempo, as maiores mudanças foram vistas nas células B, cujo comprimento de telômeros aumentou em 37%. Adicionalmente, foi observada a redução em número de T auxiliares envelhecidos e linfócitos citotóxicos em 37% e 10%, respectivamente.

Mais vistas da semana

Hubble captura jogo de luz e sombras de seu disco rodeando um buraco negro (FOTO)

 


O Telescópio Espacial Hubble observou uma coleção de raios brilhantes estreitos e sombras escuras irradiando do centro brilhante de uma galáxia ativa próxima.

Enquanto estudava a galáxia próxima IC 5063, uma equipe de astrônomos notou que uma coleção de raios estreitos, brilhantes e sombras escuras irradiavam de um centro super brilhante da galáxia ativa. O estudo foi liderado por Peter Maksym, do Centro de Astrofísica Harvard & Smithsonian (CFA, na sigla em inglês), em Cambridge, Massachusetts nos EUA.

Esses feixes oferecem pistas sobre a distribuição de material próximo ao buraco negro, causando o jogo de sombras.

A equipe traçou os raios de volta ao centro da galáxia. No entanto, várias teorias possíveis foram desenvolvidas para o espetáculo luminoso. A ideia mais intrigante sugere que há um anel em forma de tubo interno, ou toro, de material empoeirado ao redor do buraco negro, que lança sua sombra no espaço.

Os buracos negros são conhecidos por puxarem estrelas e gás para o disco que gira ao seu redor. Este evento produz imensa energia, bem como um poderoso jato de luz de gás superaquecido em queda.

Os discos giratórios estão tão distantes que é incrivelmente desafiador obter qualquer detalhe sobre eles. Felizmente, por uma mera coincidência em termos de alinhamento, os astrônomos conseguiram ter um vislumbre da estrutura do disco em torno do buraco negro na galáxia IC 5063 próxima, graças ao Hubble.



Telescópio Espacial Hubble capta feixes de luz e sombra da galáxia IC 5063

De acordo com o cenário proposto por Maksym em seu estudo, publicado no The Astrophysical Journal Letters, o disco de poeira ao redor do buraco negro não bloqueia toda a luz. As lacunas do mesmo permitem que a luz se irradie, criando raios brilhantes em forma de cone, semelhantes aos feixes de luz às vezes vistos durante o pôr do sol. No entanto, os raios na galáxia IC 5063 estão acontecendo em uma escala muito maior, atingindo pelo menos 36.000 anos-luz.

Estes feixes de luz e sombras são visíveis porque o buraco negro e seu anel estão inclinados para os lados em relação ao plano da galáxia, permitindo que os feixes se estendam para além do universo.

Maksym disse que "cientificamente, [a galáxia em estudo] está nos mostrando algo que é difícil - geralmente impossível - de ver diretamente. [...] Saber mais sobre a geometria do toro terá implicações para qualquer pessoa que tente entender o comportamento dos buracos negros supermassivos e seus ambientes. Conforme uma galáxia evolui, ela é moldada pelo seu buraco negro central".

"Esta descoberta não teria sido possível sem a visão afiada do Hubble. A galáxia também está relativamente próxima, a apenas 156 milhões de anos-luz da Terra. Imagens mais antigas de telescópios no solo talvez mostrassem dicas desse tipo de estrutura, mas a própria galáxia é uma bagunça que você nunca imaginaria que estaria acontecendo sem o Hubble".


Jatos de ondas de rádio recém-nascidos podem contar como funcionam galáxias distantes (FOTO)

 


Ao usar dados do VLA Sky Survey (VLASS), projeto que pesquisa o céu visível, astrônomos encontraram várias galáxias distantes com buracos negros supermassivos em seus núcleos, que têm lançado jatos de material poderosos e que emitem ondas de rádio, nas últimas duas décadas ou mais.

Os cientistas compararam os dados do VLASS com os dados de uma pesquisa anterior, na qual também foi utilizado o Very Large Array (VLA) - um levantamento de dados astronômicos do hemisfério norte, resultando em uma espécie de catálogo astronômico - da Fundação Nacional de Ciência Karl G. Jansky. Os resultados desta comparação e pesquisa foram publicados na revista The Astrophysical Journal.

"Encontramos galáxias que não mostravam evidências de jatos antes, mas agora mostram indicações claras de terem jatos compactos e jovens", disse a Dra. Kristina Nyland, pós-doutoranda do Conselho Nacional de Pesquisa (NRC, na sigla em inglês) em exercício no Laboratório de Pesquisa Naval.

"Jatos como esses podem afetar fortemente o crescimento e evolução de suas galáxias, mas ainda não entendemos todos os detalhes. Capturar jatos recém-nascidos com pesquisas como VLASS fornece uma perspectiva do papel dos poderosos jatos de rádio na determinação da vida das galáxias ao longo de bilhões de anos", disse Nyland.

VLASS: o que é e para que serve?

O VLASS é um projeto que pesquisa o céu visível a partir do VLA – cerca de 80% de todo o céu – por três vezes em sete anos.

As observações começaram em 2017, sendo que a primeira das três pesquisas está agora concluída. Nyland e seus colegas compararam os dados dessa pesquisa com os dados da pesquisa FIRST (Imagens Esbatidas de Rádio do Céu a 20 centímetros, traduzido do inglês), que usou o VLA para observar uma parte menor do céu entre 1993 e 2011.

Eles encontraram cerca de dois mil objetos que aparecem nas imagens do VLASS, mas que não foram detectados na anterior pesquisa FIRST. Destes, foram selecionados 26 objetos que anteriormente foram categorizados como galáxias com núcleos ativos – alimentadas por buracos negros supermassivos – através de observações ópticas e infravermelhas.


Imagem de três galáxias flagradas pelo VLA

As observações FIRST dos 26 objetos foram feitas entre 1994 e 2001, enquanto as observações do VLASS foram feitas em 2019. Portanto, os intervalos entre as observações dos objetos variam de 18 a 25 anos.

Os astrônomos escolheram 14 dessas galáxias para observações mais detalhadas com o VLA, que acabaram por fornecer imagens de alta resolução, e também foram feitas em múltiplas frequências de rádio, para obter uma compreensão mais completa das características dos objetos.

Qual a verdadeira importância desta descoberta?

"Os dados destas observações detalhadas indicam que a causa mais provável da diferença no brilho das ondas de rádio entre as observações FIRST e VLASS é que os 'motores' nos núcleos dessas galáxias lançaram novos jatos desde as observações FIRST", explicou Dillon Dong, da Caltech.

Os buracos negros nos núcleos das galáxias são conhecidos por interagir com as próprias galáxias, e logo tendem a evoluir juntos. Os jatos lançados das regiões próximas aos buracos negros podem afetar a quantidade de formação de estrelas dentro da galáxia.

"Os jatos de rádio fornecem laboratórios naturais para aprender sobre a física extrema dos buracos negros supermassivos, cuja formação e crescimento se acredita estarem intrinsecamente ligados aos dos centros das galáxias em que residem", disse Pallavi Patil, da Universidade da Virgínia.

Nyland conclui que os jovens jatos recentemente descobertos "podem nos fornecer uma rara oportunidade de obter novo conhecimento sobre como as interações entre os jatos e o meio em seu redor funcionam".


 

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