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Astrônomos do MIT descobriram o misterioso sistema binário ‘Viúva Negra’

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Astrônomos do MIT descobriram o misterioso sistema binário ‘Viúva Negra’

Animação retratando a viúva negra pulsar e sua jovem companheira estelar. Crédito: Goddard Space Flight Center da NASA/Cruz de Wilde

sistema, que pode ter se originado próximo ao centro[{” attribute=””>Milky Way, is orbited by a third stellar companion.

The flashing of a nearby star has drawn MIT astronomers to a new and mysterious system 3,000 light-years from Earth. The strange stellar oddity appears to be a new “black widow binary” — a rapidly spinning neutron star, or pulsar, that is circling and slowly consuming a smaller companion star, as its arachnid namesake does to its mate.

There are about two dozen black widow binaries in the Milky Way that astronomers know of. This newest candidate, named ZTF J1406+1222, has the shortest orbital period of any yet identified, with the pulsar and companion star circling each other every 62 minutes. The system is especially unusual in that it appears to host a third, far-flung star that orbits around the two inner stars every 10,000 years.

This likely triple black widow is raising questions about how such a system could have formed. Based on its observations, the MIT team proposes an origin story: As with most black widow binaries, the triple system likely arose from a dense constellation of old stars known as a globular cluster. This particular cluster may have drifted into the Milky Way’s center, where the gravity of the central black hole was enough to pull the cluster apart while leaving the triple black widow intact.

Black Widow Pulsar and Its Stellar Companion

An illustrated view of a black widow pulsar and its stellar companion. The pulsar’s gamma-ray emissions (magenta) strongly heat the facing side of the star (orange). The pulsar is gradually evaporating its partner. Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center/Cruz deWilde

“It’s a complicated birth scenario,” says Kevin Burdge, a Pappalardo Postdoctoral Fellow in MIT’s Department of Physics. “This system has probably been floating around in the Milky Way for longer than the sun has been around.”

Burdge is the author of a study that was published today (May 4, 2022) in the journal Nature that details the team’s discovery. The researchers used a new approach to detect the triple system. While most black widow binaries are found through the gamma and X-ray radiation emitted by the central pulsar, the team used visible light, and specifically the flashing from the binary’s companion star, to detect ZTF J1406+1222.

“This system is really unique as far as black widows go, because we found it with visible light, and because of its wide companion, and the fact it came from the galactic center,” Burdge says. “There’s still a lot we don’t understand about it. But we have a new way of looking for these systems in the sky.”

The study’s co-authors are collaborators from multiple institutions, including the University of Warwick, Caltech, the University of Washington, McGill University, and the University of Maryland.

Day and night

Black widow binaries are powered by pulsars — rapidly spinning neutron stars that are the collapsed cores of massive stars. Pulsars have a dizzying rotational period, spinning around every few milliseconds, and emitting flashes of high-energy gamma and X-rays in the process.

Normally, pulsars spin down and die quickly as they burn off a huge amount of energy. But every so often, a passing star can give a pulsar new life. As a star nears, the pulsar’s gravity pulls material off the star, which provides new energy to spin the pulsar back up. The “recycled” pulsar then starts reradiating energy that further strips the star, and eventually destroys it.

“These systems are called black widows because of how the pulsar sort of consumes the thing that recycled it, just as the spider eats its mate,” Burdge says.

Every black widow binary to date has been detected through gamma and X-ray flashes from the pulsar. In a first, Burdge came upon ZTF J1406+1222 through the optical flashing of the companion star.

It turns out that the companion star’s day side — the side perpetually facing the pulsar — can be many times hotter than its night side, due to the constant high-energy radiation it receives from the pulsar.

“I thought, instead of looking directly for the pulsar, try looking for the star that it’s cooking,” Burdge explains.

He reasoned that if astronomers observed a star whose brightness was changing periodically by a huge amount, it would be a strong signal that it was in a binary with a pulsar.

Star motion

To test this theory, Burdge and his colleagues looked through optical data taken by the Zwicky Transient Facility, an observatory based in California that takes wide-field images of the night sky. The team studied the brightness of stars to see whether any were changing dramatically by a factor of 10 or more, on a timescale of about an hour or less — signs that indicate the presence of a companion star orbiting tightly around a pulsar.

The team was able to pick out the dozen known black widow binaries, validating the new method’s accuracy. They then spotted a star whose brightness changed by a factor of 13, every 62 minutes, indicating that it was likely part of a new black widow binary, which they labeled ZTF J1406+1222.

They looked up the star in observations taken by Gaia, a space telescope operated by the European Space Agency that keeps precise measurements of the position and motion of stars in the sky. Looking back through decades old measurements of the star​ from the Sloan Digital Sky Survey, the team found that the binary was being trailed by another distant star. Judging from their calculations, this third star appeared to be orbiting the inner binary every 10,000 years.

Curiously, the astronomers have not directly detected gamma or X-ray emissions from the pulsar in the binary, which is the typical way in which black widows are confirmed. ZTF J1406+1222, therefore, is considered a candidate black widow binary, which the team hopes to confirm with future observations.

“The one thing we know for sure is that we see a star with a day side that’s much hotter than the night side, orbiting around something every 62 minutes,” Burdge says. “Everything seems to point to it being a black widow binary. But there are a few weird things about it, so it’s possible it’s something entirely new.”

The team plans to continue observing the new system, as well as apply the optical technique to illuminate more neutron stars and black widows in the sky.

Reference: “A 62-minute orbital period black widow binary in a wide hierarchical triple” by Kevin B. Burdge, Thomas R. Marsh, Jim Fuller, Eric C. Bellm, Ilaria Caiazzo, Deepto Chakrabarty, Michael W. Coughlin, Kishalay De, V. S. Dhillon, Matthew J. Graham, Pablo Rodríguez-Gil, Amruta D. Jaodand, David L. Kaplan, Erin Kara, Albert K. H. Kong, S. R. Kulkarni, Kwan-Lok Li, S. P. Littlefair, Walid A. Majid, Przemek Mróz, Aaron B. Pearlman, E. S. Phinney, Jan van Roestel, Robert A. Simcoe, Igor Andreoni, Andrew J. Drake, Richard G. Dekany, Dmitry A. Duev, Erik C. Kool, Ashish A. Mahabal, Michael S. Medford, Reed Riddle and Thomas A. Prince, 4 May 2022, Nature.
DOI: 10.1038/s41586-022-04551-1

This research was supported, in part, by the National Science Foundation.

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O lançamento do Boeing Starliner está programado para iniciar uma missão tão esperada com uma tripulação da NASA

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O lançamento do Boeing Starliner está programado para iniciar uma missão tão esperada com uma tripulação da NASA

Terry Reyna/AP

A cápsula Starliner da Boeing, alojada no topo de um foguete Atlas V, foi lançada na plataforma de lançamento do Complexo de Lançamento Espacial 41 na Estação da Força Espacial de Cabo Canaveral, na Flórida, em 4 de maio.

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CNN

Dois astronautas da NASA chegaram nas últimas horas antes de uma tão esperada tentativa de lançamento a bordo da cápsula Starliner da Boeing, a primeira missão tripulada da nova espaçonave.

Starliner – projetado pela gigante da aviação para competir com ela A prolífica cápsula Crew Dragon da SpaceX – Ele está programado para decolar para seu teste inaugural com tripulação às 22h34 horário do leste dos EUA na segunda-feira, da Estação da Força Espacial de Cabo Canaveral, na Flórida.

A NASA irá Webcast O evento em seus canais começa às 18h30 ET de segunda-feira. A CNN transmitirá atualizações ao vivo da missão online pouco antes da decolagem.

Problemas climáticos ou técnicos sempre podem forçar o lançamento de um foguete a se mover até que a contagem regressiva chegue a zero, mas a previsão para esta noite é a melhor possível. Autoridades meteorológicas disseram que há apenas 5% de chance Nuvens, ventos ou tempestades dificultarão a decolagem desta noite.

Esta missão, chamada Crew Flight Test, pode ser o último grande marco antes que a NASA considere a espaçonave da Boeing pronta para operações de rotina como parte do Programa de Tripulação Comercial da agência federal. O veículo Starliner se juntará ao Crew Dragon da SpaceX no esforço da NASA para colaborar com parceiros da indústria privada, expandindo as opções dos EUA para o transporte de astronautas para a Estação Espacial Internacional.

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A tripulação da missão é composta pelos astronautas veteranos Sonny Williams e Butch Wilmore, que se aventuraram no espaço em dois voos anteriores a bordo do ônibus espacial da NASA e das missões russas Soyuz.

Terry Reyna/AP

Os astronautas da NASA Sonny Williams (L) e Butch Wilmore posam após chegarem ao Centro Espacial Kennedy em 25 de abril, em Cabo Canaveral, Flórida, antes de um teste de voo da tripulação do Boeing Starliner.

“Eles estão verificando muitos sistemas: suporte de vida, controle manual”, disse o administrador da NASA, Bill Nelson, durante uma entrevista coletiva na sexta-feira. “É por isso que colocamos pilotos de teste a bordo – e, claro, os currículos de Butch e Sonny são extensos.”

Este será apenas o sexto voo inaugural de uma espaçonave tripulada na história dos EUA, observou Nelson: “Tudo começou com Mercury, depois com Gemini, depois com Apollo, depois com o ônibus espacial, depois com Dragon (SpaceX) – e agora com Starliner”.

Williams também se tornaria a primeira mulher a participar de tal missão.

Se tudo correr como planejado, a tripulação embarcará em uma cápsula Starliner e decolará em um foguete Atlas V na noite de segunda-feira. A espaçonave – que transporta os astronautas – se separará do foguete após atingir a órbita e começará a operar seus próprios motores. O veículo Starliner passará então mais de 24 horas caminhando gradualmente até a estação espacial, onde o veículo deverá atracar às 12h46 ET de quarta-feira.

Williams e Willmore estão programados para passar cerca de uma semana a bordo do laboratório orbital, juntando-se à espaçonave Sete astronautas e astronautas Já a bordo, enquanto o Starliner ainda está atracado do lado de fora.

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Os dois retornarão então para casa a bordo da mesma cápsula Starliner, que deverá pousar de paraquedas em um dos vários locais designados no sudoeste dos Estados Unidos.

Há muita coisa acontecendo em um teste tranquilo. A NASA esperou meia década para que o Starliner iniciasse os lançamentos tripulados, e o desenvolvimento do Starliner enfrentou anos de atrasos, contratempos e erros. De forma mais ampla, a Boeing, como empresa, tem sido atormentada durante anos por escândalos na sua divisão de aeronaves que mancharam a marca do gigante da aviação de longa data.

“Passamos por um processo muito rigoroso para chegar aqui”, disse Mark Nappi, vice-presidente e gerente do programa Starliner da Boeing, sobre o processo de desenvolvimento durante uma entrevista coletiva na sexta-feira. “A verdade é que minha confiança vem de passar por esse processo.”

Se o voo de teste da tripulação for bem-sucedido, poderá colocar a Boeing na fila para iniciar voos de rotina para a estação espacial em nome da NASA.

A agência espacial dos EUA escolheu a Boeing para desenvolver o Starliner – juntamente com a SpaceX e sua cápsula Crew Dragon – em 2014, na esperança de que as empresas comerciais pudessem criar novos meios complementares de transporte de astronautas para a Estação Espacial Internacional depois que o programa do ônibus espacial fosse aposentado em 2011.

A SpaceX finalmente ultrapassou a Boeing na plataforma de lançamento, conduzindo testes de voo tripulado de sua cápsula Crew Dragon em maio de 2020. A SpaceX administrou a maior parte do Das necessidades de transporte da tripulação da NASA desde então.

“Estamos torcendo pela SpaceX. Isso é algo muito importante para o nosso país e é muito importante para a NASA poder ter acesso a isso.” Nabi disse durante uma conferência de imprensa em março. “Estamos ansiosos para oferecer (serviços de transporte de astronautas) também.”

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Físicos dizem que podem ter detectado uma falha poderosa no universo

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Físicos dizem que podem ter detectado uma falha poderosa no universo

“Depois de chegar ao Reino Cósmico, os termos e condições se aplicam.”

Einstein 2.0

Os pesquisadores descobriram o que chamam de “falha cósmica” na gravidade, o que poderia ajudar a explicar o estranho comportamento do universo em escala cósmica.

Conforme detalhado em A Novo papel Publicado em Jornal de Cosmologia e Física de AstropartículasUma equipe da Universidade de Waterloo e da Universidade da Colúmbia Britânica, no Canadá, levanta a hipótese de que a teoria da relatividade geral de Albert Einstein pode não ser suficiente para explicar… A expansão do universo acelerou.

“O modelo de gravidade de Einstein foi essencial para tudo, desde a teoria do Big Bang até à imagem de buracos negros”, disse o autor principal e estudante de pós-graduação em física matemática na Universidade de Waterloo, Robin Wein. Declaração sobre a pesquisa. “Mas quando tentamos compreender a gravidade ao nível cósmico, ao nível dos aglomerados de galáxias e mais além, encontramos contradições claras com as previsões da relatividade geral.”

“É como se a própria gravidade tivesse parado completamente de corresponder à teoria de Einstein”, acrescentou. “Chamamos esta discrepância de ‘falha cósmica’: a gravidade torna-se cerca de 1% mais fraca quando se trata de distâncias de milhares de milhões de anos-luz.”

imperfeição

Em resposta, a equipa criou um novo modelo para tal “falha” que modifica a teoria de Einstein para resolver estas contradições.

“Pense nisso como uma nota de rodapé à teoria de Einstein”, disse Wen no comunicado. “Depois de chegar ao Reino Cósmico, os termos e condições se aplicam.”

É uma solução possível para um problema que intriga astrônomos e físicos há décadas.

“Há quase um século, os astrónomos descobriram que o nosso Universo estava a expandir-se”, explicou o coautor e professor de astrofísica da Universidade de Waterloo, Niesh Afshordi. “Quanto mais distantes estão as galáxias, mais rápido elas se movem, a ponto de parecerem se mover quase à velocidade da luz, o máximo permitido pela teoria de Einstein.”

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“Nossas descobertas sugerem que, nessas mesmas escalas, a teoria de Einstein também pode ser inadequada”, acrescentou.

Segundo Afshordi, a proposta de correção do “desequilíbrio cósmico” é apenas o começo.

“Este novo modelo pode ser apenas a primeira pista do quebra-cabeça cósmico que estamos começando a desvendar no espaço e no tempo”, disse ele.

Mais sobre a expansão do universo: Os físicos sugerem que o universo está cheio de matéria que se move mais rápido que a luz

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O módulo solar em órbita captura a delicada coroa do Sol com detalhes impressionantes [Video]

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O módulo solar em órbita captura a delicada coroa do Sol com detalhes impressionantes [Video]

A missão da Solar Orbiter é estudar o Sol de perto e em altas latitudes, fornecer as primeiras imagens dos pólos solares e explorar a heliosfera. Fonte: ESA/ATG medialab

Impressionantes vistas de perto do Sol revelam a sua estrutura magnética dinâmica e temperaturas extremas, capturadas pelo Solar Orbiter da Agência Espacial Europeia em colaboração com… NASASonda Solar Parker.

Esta paisagem em constante mudança (veja o vídeo abaixo) é a aparência do sol de perto. o Agência Espacial Europeiade Órbita solar A transição da atmosfera inferior do Sol para a coroa externa mais quente é retratada. As estruturas semelhantes a cabelos são compostas de gás carregado (plasma), traçando as linhas do campo magnético que emergem do interior do sol.

As áreas mais brilhantes têm cerca de um milhão de graus CelsiusEnquanto a matéria fria parece escura porque absorve radiação.

Este vídeo foi gravado em 27 de setembro de 2023, pelo instrumento Extreme Ultraviolet Imager (EUI) no Solar Orbiter. Naquela época, a espaçonave estava a cerca de um terço da distância da Terra ao Sol, rumo à sua aproximação mais próxima de 27 milhões de milhas (43 milhões de km) em 7 de outubro de 2023.

No mesmo dia em que este vídeo foi gravado, a Parker Solar Probe da NASA estava apenas escaneando 4,51 milhões milhas (7,26 milhões de quilômetros) Da superfície do sol. Em vez de obter imagens diretas do Sol, Parker mediu partículas e campos magnéticos na coroa solar e no vento solar. Esta foi uma oportunidade ideal para as duas missões se unirem, uma vez que os instrumentos de detecção remota da Solar Orbiter liderada pela ESA monitorizaram a região de origem do vento solar que mais tarde fluiria através da Parker Solar Probe.

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Observe musgo, espículas, erupção e chuva

Canto inferior esquerdo: Uma característica interessante que pode ser vista ao longo deste filme é o gás brilhante formando delicados padrões semelhantes a rendas ao longo do sol. Isso é chamado de “musgo” coronal. Geralmente aparece ao redor da base de grandes loops coronais que são muito quentes ou muito fracos para serem vistos com as configurações escolhidas do instrumento.

No horizonte solar: Torres de gás, conhecidas como espículas, chegam bem acima da cromosfera do Sol. Pode atingir uma altitude de 10.000 km (6.200 milhas).

Centro por volta de 0:22: Uma pequena erupção no centro do campo de visão, com material frio subindo para o topo antes que a maior parte caia de volta para o fundo. Não se deixe enganar pelo uso da palavra “pequena” aqui: esta erupção é maior que a Terra!

À esquerda do centro, por volta das 0:30: A chuva coronal “fria” (provavelmente inferior a 10.000°C/18.000°F) parece escura contra o fundo brilhante de grandes anéis coronais (cerca de 1 milhão de graus Celsius). A chuva consiste em aglomerados de plasma de alta densidade que recuam em direção ao Sol sob a influência da gravidade.


Este é o mesmo vídeo acima, mas sem as legendas. Crédito da imagem: ESA/NASA/Solar Orbiter/EUI Team

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