Esta ilustração mostra uma estrela massiva prestes a explodir. A explosão foi desencadeada depois que sua companheira, uma estrela morta (um buraco negro ou estrela de nêutrons) caiu no núcleo da estrela. Os cientistas dizem que o buraco negro ou estrela de nêutrons colidiu com a estrela massiva e, ao viajar para o interior ao longo dos séculos, ejetou um vórtice de material da atmosfera da estrela (na imagem ao redor da estrela). Quando atingiu o núcleo da estrela, o material do núcleo rapidamente caiu sobre o cadáver da estrela, liberando um par de jatos quase na velocidade da luz. Na representação deste artista, jatos são mostrados em um túnel através da estrela, logo para detonar uma explosão de supernova. Depois de alguns anos, a supernova destruirá a maior parte da espiral ejetada, que se estende por cerca de 10.000 vezes o tamanho da estrela. Isso criará uma fonte de rádio luminosa transitória que é observada por uma matriz muito grande. Crédito: Chuck Carter
Os teóricos previram a primeira observação de um tipo inteiramente novo de supernova, mas isso não foi confirmado antes.
Em 2017, uma fonte luminosa e incomum de ondas de rádio foi descoberta em dados capturados pelo Very Large Array Sky Survey (VLA), um projeto que varre o céu noturno com comprimentos de onda de rádio. Agora, liderado pelo estudante de graduação da Caltech Dillon Dong (MS ’18), uma equipe de astrônomos determinou que o brilho do rádio foi causado por Buraco negro ou Estrêla de Neutróns Ela colide com sua estrela companheira em um processo sem precedentes.
“Estrelas massivas geralmente explodem como supernovas quando seu combustível nuclear acaba”, diz Greg Hallinan, professor de astronomia da Caltech. “Mas, neste caso, um buraco negro gasoso ou estrela de nêutrons causou a explosão prematura de sua estrela companheira.” Esta é a primeira vez que uma explosão de supernova causada por uma fusão foi confirmada.
Um artigo sobre os resultados foi publicado na revista. Ciência Em 3 de setembro de 2021.
Brilha forte no céu noturno
Hallinan e sua equipe procuram os chamados transientes de rádio – fontes de ondas de rádio de curta duração que brilham intensamente e queimam rapidamente como um fósforo em uma sala escura. Os transmissores de rádio são uma excelente forma de identificar eventos astronômicos incomuns, como estrelas massivas explodindo e liberando jatos de energia ou fusões de estrelas de nêutrons.
Dillon Dong, com uma antena de rádio de 40 metros no Observatório de Rádio Owens Valley da Caltech ao fundo.
Enquanto Dong vasculhava o enorme conjunto de dados do VLA, ele escolheu uma fonte altamente luminosa de ondas de rádio da pesquisa VLA chamada VT 1210 + 4956. Esta fonte está associada ao transiente de rádio mais brilhante associado a uma supernova.
Dong determinou que a brilhante energia de rádio era originalmente uma estrela cercada por uma crosta de gás espessa e densa. Esta concha gasosa havia sido lançada da estrela algumas centenas de anos antes dos dias atuais. VT 1210 + 4956, Radio Transient, ocorreu quando a estrela finalmente explodiu em uma supernova e o material liberado da explosão interagiu com o envelope de gás. No entanto, o próprio projétil de gás e a linha do tempo em que foi lançado a partir da estrela eram incomuns, então Dong suspeitou que poderia haver mais na história dessa explosão.
Dois eventos incomuns
Após a descoberta de Dong, a estudante de graduação do Caltech Anna Ho (PhD ’20) sugeriu que esse trânsito de rádio fosse comparado a um índice diferente de eventos breves de brilho no espectro de raios-X. Alguns eventos de raios-X tiveram vida tão curta que só existiram no céu por alguns segundos do tempo da Terra. Ao examinar este outro catálogo, Dong descobriu uma fonte de raios-X que se originou no mesmo ponto no céu que VT 1210 + 4956. Por meio de uma análise cuidadosa, Dong provou que os raios-X e as ondas de rádio eram provavelmente do mesmo evento.
Greg Hallinan
“A passagem do raio-X foi um evento incomum – indicou que um jato relativístico estava sendo lançado no momento da explosão”, disse Dong. O brilho radioluminescente indicou que o material daquela explosão mais tarde colidiu com um enorme anel de gás denso que havia sido expelido da estrela séculos atrás. Esses dois eventos não foram ligados um ao outro e são muito raros por conta própria. ”
então o que aconteceu? Após uma modelagem cuidadosa, a equipe identificou a explicação mais provável – um evento envolvendo alguns jogadores cósmicos conhecidos por gerar ondas gravitacionais.
Eles especularam que um remanescente compacto de uma estrela previamente explodida – um buraco negro ou estrela de nêutrons – logo orbitaria uma estrela. Com o tempo, o buraco negro começou a puxar a atmosfera de sua estrela companheira e dispará-la para o espaço, formando o toro gasoso. Esse processo aproximou os dois objetos cada vez mais, até que o buraco negro mergulhou na estrela, fazendo com que ela entrasse em colapso e explodisse como uma supernova.
Os raios X foram produzidos por um jato que foi disparado do núcleo da estrela no momento em que entrou em colapso. Em contraste, ondas de rádio foram produzidas anos depois, quando a estrela em explosão atingiu o toro do gás expelido pelo corpo comprimido em ascensão.
Os astrônomos sabem que uma estrela massiva e um corpo compacto que a acompanha podem formar uma chamada órbita estável, onde os dois corpos se aproximam gradualmente em um período de tempo extremamente longo. Este processo forma um sistema binário que é estável por milhões a bilhões de anos, mas acabará por colidir e emitir o tipo de ondas gravitacionais detectadas por Lego em um 2015 e 2017.
No entanto, no caso do VT 1210 + 4956, os dois objetos colidiram instantânea e catastroficamente, resultando em uma explosão de raios-X e das ondas de rádio observadas. Embora colisões como essas fossem teoricamente previstas, VT 1210 + 4956 fornece a primeira evidência concreta de que isso aconteça.
Pesquisa de coincidência
O VLA Sky Survey produz grandes quantidades de dados sobre sinais de rádio do céu noturno, mas vasculhar esses dados para descobrir um evento interessante e brilhante como VT 1210 + 4956 é como encontrar uma agulha em um palheiro. Dong diz que encontrar essa agulha em particular foi, de certa forma, uma coincidência.
“Tínhamos ideias do que poderíamos encontrar na pesquisa VLA, mas estávamos abertos à possibilidade de encontrar coisas que não esperávamos”, explica Dong. “Criamos as condições para descobrir algo interessante fazendo pesquisas vagamente restritas e abertas de grandes conjuntos de dados e, em seguida, levando em consideração todas as pistas contextuais que podemos reunir sobre os objetos que encontramos. Durante este processo, você se vê puxado em diferentes direções por diferentes interpretações, e você simplesmente deixa a natureza lhe dizer o que está lá fora. “
O artigo foi intitulado “Transient Radio Source Corresponding to a Fusion Supernova”. Dillon Dong é o primeiro autor. Além de Hallinan e Hu, co-autores adicionais são Ehud Nakar, Andrew Hughes, Kenta Hotukizaka, Steve Myers (PhD 90), Keshalai Dee (MS ’18, PHD ’21), Kunal Moli (PhD 15), Vikram Ravi, Asaf Horesh, Mansi Kesliwal (MS ’07, Ph.D. ’11) e Shree Kulkarni. O financiamento foi fornecido pela National Science Foundation, a US-Israel Bilateral Science Foundation, o Programa I-Core do Comitê de Planejamento e Orçamento e a Israel Science Foundation, o Conselho de Ciências Naturais e Engenharia do Canadá, o Miller Institute for Basic Research in Ciência na UC Berkeley e na Sociedade Japonesa para a Promoção da Ciência, no Programa de Primeiros Cientistas Profissionais, no Observatório Nacional de Radioastronomia e na Fundação Heising-Simons.
Aglomerado de galáxias, à esquerda, com um anel de matéria escura visível, à direita. Crédito da imagem: NASA, ESA, MJ Jee e H. Ford (Universidade Johns Hopkins)
As explorações da matéria escura estão a avançar utilizando novas técnicas experimentais concebidas para detectar eixos e aproveitando a tecnologia avançada e a colaboração interdisciplinar para descobrir os segredos desta componente indescritível do universo.
Um fantasma assombra nosso mundo. Isso é conhecido na astronomia e na cosmologia há décadas. Notas eu sugiro cerca de 85% Toda a matéria do universo é misteriosa e invisível. Essas duas qualidades estão refletidas em seu nome: matéria escura.
Vários experimentos Eles pretendem descobrir os seus ingredientes, mas apesar de décadas de investigação, os cientistas não conseguiram. agora Nossa nova experiênciaem construção em Universidade de Yale Nos Estados Unidos, oferece uma nova tática.
A matéria escura existe no universo desde o início dos tempos. Junte estrelas e galáxias. Invisível e sutil, não parece interagir com a luz ou qualquer outro tipo de matéria. Na verdade, deveria ser algo completamente novo.
O Modelo Padrão da física de partículas está incompleto e isso é um problema. Temos que procurar o novo Partículas fundamentais. Surpreendentemente, as mesmas falhas do modelo padrão dão pistas preciosas sobre onde podem estar escondidas.
O problema com o nêutron
Veja o nêutron, por exemplo. Forma o núcleo atômico com o próton. Embora geralmente neutra, a teoria afirma que é composta por três partículas carregadas chamadas quarks. Por esta razão, esperamos que algumas partes do nêutron tenham carga positiva e outras negativamente – o que significa que ele teve o que os físicos chamam de momento de dipolo elétrico.
Até agora, Muitas tentativas Medi-lo levou à mesma conclusão: é pequeno demais para ser descoberto. Outro fantasma. Não estamos a falar de deficiências nos instrumentos, mas sim de um factor que deve ser inferior a uma parte em dez mil milhões. É tão pequeno que as pessoas se perguntam se poderia ser completamente zero.
Mas na física, o zero matemático é sempre uma afirmação forte. No final da década de 1970, os físicos de partículas Roberto Picci e Helen Coyne (e mais tarde Frank Wilczek e Steven Weinberg) tentaram descobrir Compreendendo a teoria e as evidências.
Eles sugeriram que o parâmetro provavelmente não é zero. Em vez disso, é uma quantidade dinâmica que perde lentamente a sua carga e depois evolui para zero. a grande explosão. Cálculos teóricos mostram que, se tal evento ocorreu, deve ter deixado para trás um grande número de partículas de luz ilusórias.
Eles são chamados de “áxions” em homenagem a uma marca de detergente porque podem “resolver” o problema dos nêutrons. E ainda mais. Se os áxions foram criados no início do universo, eles existem desde então. Mais importante ainda, as suas propriedades definem todos os elementos esperados da matéria escura. Por estas razões, os hubs tornaram-se um dos Partículas candidatas preferidas Para matéria escura.
Os áxions interagirão fracamente com outras partículas. No entanto, isso significa que eles ainda interagirão bastante. Eixos invisíveis podem se transformar em partículas comuns, incluindo – ironicamente – fótons, a essência da luz. Isto pode acontecer sob certas condições, como a presença de um campo magnético. Esta é uma dádiva de Deus para os físicos experimentais.
Design experimental
Muitos experimentos Eles tentam conjurar o fantasma de Axion em um ambiente de laboratório controlado. Alguns deles visam converter a luz em eixo, por exemplo, e depois transformar o eixo em luz do outro lado da parede.
Atualmente, a abordagem mais sensível tem como alvo o halo de matéria escura que permeia a galáxia (e, portanto, a Terra) usando um dispositivo chamado coroa. É uma cavidade condutora imersa em um forte campo magnético. O primeiro capta a matéria escura que nos rodeia (presumindo que sejam axônios), enquanto o segundo a faz se transformar em luz. O resultado é um sinal eletromagnético que aparece dentro da cavidade, oscilando em uma frequência característica dependendo da massa do áxion.
O sistema funciona como um receptor de rádio. Deve ser devidamente ajustado para interceptar a frequência de interesse. Na prática, as dimensões da cavidade são alteradas para acomodar diferentes frequências características. Se as frequências do áxion e da cavidade não corresponderem, é como sintonizar o rádio no canal errado.
O poderoso ímã é transportado para o laboratório da Universidade de Yale. Crédito: Universidade de Yale
Infelizmente, o canal que procuramos não pode ser previsto com antecedência. Não temos escolha a não ser varrer todas as frequências possíveis. É como selecionar uma estação de rádio em um mar de ruído branco – uma agulha em um palheiro – com um rádio antigo que precisa ser aumentado ou menor toda vez que giramos o botão de frequência.
Contudo, estes não são os únicos desafios. Cosmologia refere-se a Dezenas de gigahertz Como a última fronteira promissora da busca por axions. Como frequências mais altas requerem cavidades menores, a exploração dessa região exigiria cavidades muito pequenas para capturar uma quantidade significativa de sinal.
Os metamateriais são materiais compósitos com propriedades universais que diferem dos seus componentes – são mais do que a soma das suas partes. Uma cavidade preenchida com hastes condutoras tem uma frequência característica como se fosse um milhão de vezes menor, enquanto seu tamanho quase não muda. É exatamente disso que precisamos. Além disso, as barras oferecem um sistema de ajuste integrado e fácil de ajustar.
Atualmente estamos construindo a configuração, que estará pronta para receber dados em alguns anos. A tecnologia é promissora. Seu desenvolvimento foi resultado da colaboração entre físicos do estado sólido, engenheiros elétricos, físicos de partículas e até matemáticos.
A 30ª nave de carga robótica Dragon da SpaceX retornou ao seu lar na Terra.
A espaçonave Dragon partiu da Estação Espacial Internacional (ISS) hoje (28 de abril) às 13h10 EDT (1710 GMT), enquanto ambas as espaçonaves sobrevoavam a Tailândia. Era uma noite tropical naquela área, então não havia boas fotos do momento da atracação.
Dragon retornou à Terra após pousar no oceano na costa da Flórida por volta das 2h30 EDT (06h30 GMT) de terça-feira (30 de abril), confirmou a SpaceX em seu relatório. Compartilhar no X.
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A atual missão Dragon é conhecida como CRS-30, porque é a 30ª missão que a SpaceX envia à Estação Espacial Internacional sob um contrato comercial de serviços de reabastecimento com a NASA.
O lançamento do CRS-30 começou em 21 de março a bordo de um foguete SpaceX Falcon 9. A cápsula atracou no laboratório orbital em 23 de março, entregando aproximadamente 3 toneladas de instrumentos científicos e suprimentos ao laboratório orbital.
O pod também reboca carga para baixo – “mais de 4.100 libras [1,860 kilograms] “A partir de suprimentos e experimentos científicos projetados para aproveitar as vantagens do ambiente de microgravidade da estação espacial”, escreveram funcionários da NASA em um artigo. Atualizado na sexta-feira (26 de abril).
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“O lançamento na costa da Flórida permite o transporte rápido de experimentos para o Centro de Processamento de Sistemas Espaciais da NASA no Centro Espacial Kennedy, na Flórida, permitindo aos pesquisadores coletar dados com exposição mínima da amostra à gravidade da Terra”, acrescentaram.
Dragon é o único veículo de carga capaz de trazer equipamentos da Estação Espacial Internacional para casa com segurança. As outras duas espaçonaves de carga atualmente operacionais, a espaçonave Progress da Rússia e a espaçonave Cygnus da Northrop Grumman, queimam na atmosfera da Terra após a conclusão de seu trabalho em órbita.
Ainda há uma espaçonave SpaceX acoplada à ISS, mesmo após a separação do CRS-30, o veículo Dragon que voa na missão de astronauta Crew-8 da empresa para a NASA.
A Crew-8 foi lançada em 3 de março, enviando os astronautas da NASA Matthew Dominick, Michael Barratt, Janet Epps e Alexander Grebenkin da agência espacial russa Roscosmos à Estação Espacial Internacional para uma estadia de seis meses.
Um estilo de vida saudável pode compensar a influência dos genes em mais de 60% e acrescentar mais cinco anos à sua vida, de acordo com um estudo que é o primeiro do género.
Está bem estabelecido que algumas pessoas têm uma predisposição genética para uma vida mais curta. Sabe-se também que fatores de estilo de vida, especificamente tabagismo, consumo de álcool, dieta alimentar e atividade física, podem ter impacto na longevidade.
No entanto, até agora não houve pesquisas para compreender como um estilo de vida saudável pode equilibrar os genes.
Os resultados de vários estudos de longo prazo indicam que um estilo de vida saudável pode compensar os efeitos dos genes que encurtam a vida em 62% e acrescentar até cinco anos à sua vida. E os resultados foram Publicado no BMJ Medicina Baseada em Evidências.
Os pesquisadores concluíram: “Este estudo demonstra o papel fundamental de um estilo de vida saudável na mitigação do efeito de fatores genéticos na redução da expectativa de vida”. “As políticas de saúde pública para melhorar estilos de vida saudáveis servirão como complementos poderosos aos cuidados de saúde tradicionais e mitigarão o impacto dos factores genéticos na esperança de vida humana.”
O estudo incluiu 353.742 pessoas do Biobank do Reino Unido e mostrou que aqueles com alto risco genético para vidas mais curtas tinham um risco 21% maior de morte prematura em comparação com aqueles com baixo risco genético, independentemente do estilo de vida.
Entretanto, investigadores da Escola de Medicina da Universidade de Zhejiang, na China, e da Universidade de Edimburgo descobriram que as pessoas que levam estilos de vida pouco saudáveis têm uma probabilidade 78% maior de morte prematura, independentemente do seu risco genético.
O estudo acrescentou que seguir um estilo de vida pouco saudável e genes com menor expectativa de vida aumenta o risco de morte prematura em mais que o dobro em comparação com pessoas com genes mais afortunados e estilos de vida saudáveis.
No entanto, os pesquisadores descobriram que as pessoas pareciam ter um certo grau de controle sobre o que acontecia. Os pesquisadores descobriram que o risco genético de redução da expectativa de vida ou morte precoce pode ser compensado por um estilo de vida adequado em cerca de 62%.
“Os participantes com alto risco genético poderiam prolongar aproximadamente 5,22 anos de expectativa de vida aos 40 anos com um estilo de vida adequado”, escreveram.
Acontece que a “combinação ideal de estilo de vida” para uma vida mais longa é “nunca fumar, praticar atividade física regular, dormir adequadamente e ter uma dieta saudável”.
O estudo acompanhou pessoas por uma média de 13 anos, durante os quais ocorreram 24.239 mortes. Os indivíduos foram agrupados em três categorias de idade geneticamente determinadas, incluindo longo (20,1%), médio (60,1%) e curto (19,8%), e três categorias de estilo de vida incluindo favorável (23,1%), intermediário (55,6%) e desfavorável. (21,3%). ).
Os pesquisadores usaram pontuações de risco poligênico para observar múltiplas variantes genéticas e chegar à predisposição genética geral de uma pessoa para uma vida mais longa ou mais curta. Outros resultados analisaram se as pessoas fumavam, bebiam álcool, faziam exercício, a forma do corpo, a dieta saudável e o sono.
Matt Lambert, diretor de informação de saúde do Fundo Mundial de Pesquisa do Câncer, disse: “Esta nova pesquisa mostra que, apesar dos fatores genéticos, viver um estilo de vida saudável, incluindo uma dieta equilibrada e permanecer ativo, pode nos ajudar a viver mais”.
