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A incrível simulação de geração de estrelas é a mais realista de todos os tempos

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Um instantâneo da primeira simulação completa do STARFORGE. É chamada de “Bigorna da Criação” e é uma nuvem molecular gigante com formação estelar singular e reações globais, incluindo jatos primários, radiação, ventos estelares e supernovas em colapso. Crédito: Northwestern University / Utah Austin

O primeiro modelo de alta resolução a simular uma nuvem de gás completa onde as estrelas nascem.

Equipe composta por Northwestern University Os astrofísicos desenvolveram a simulação 3D mais realista e de alta resolução da formação de estrelas até o momento. O resultado é uma maravilha matemática visualmente deslumbrante que permite aos espectadores flutuar em torno de uma nuvem de gás colorida em um espaço 3D enquanto observam o aparecimento de estrelas cintilantes.

Conhecida como STARFORGE (formação de estrelas em ambientes gasosos), a estrutura computacional é a primeira estrutura a simular uma nuvem de gás completa – 100 vezes maior do que anteriormente possível e cheia de cores vibrantes – na qual as estrelas nascem.

É também a primeira simulação a modelar a formação, evolução e dinâmica de estrelas simultaneamente, levando em consideração as reações estelares, incluindo jatos, radiação, ventos e atividade de supernova nas proximidades. Enquanto outras simulações envolveram tipos individuais de reações estelares, STARFORGE as junta para simular como esses diferentes processos interagem para afetar a formação de estrelas.

Usando este belo laboratório hipotético, os pesquisadores pretendem explorar questões de longo prazo, incluindo por que a formação de estrelas é lenta e ineficaz, o que determina a massa de uma estrela e por que as estrelas tendem a se formar em aglomerados.

Os pesquisadores já usaram o STARFORGE para descobrir que os jatos elementares – os fluxos de gás de alta velocidade que acompanham a formação das estrelas – desempenham um papel vital na determinação da massa de uma estrela. Ao calcular a massa exata de uma estrela, os pesquisadores podem determinar seu brilho e mecanismos internos, bem como fazer melhores previsões sobre sua morte.

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Ele foi recentemente aceito nos Avisos Mensais da Royal Astronomical Society, e uma versão avançada do manuscrito, detalhando a pesquisa por trás do novo modelo, apareceu online em 17 de maio de 2021. Folha de Acompanhamento, Que descreve como os jatos afetam a formação de estrelas, foi publicado no mesmo jornal em fevereiro de 2021.

“As pessoas vêm simulando a formação de estrelas há duas décadas, mas o STARFORGE representa um salto quântico em tecnologia”, disse Michael Grodek, da Northwestern University, que co-liderou o trabalho. Outros modelos só foram capazes de simular um pequeno pedaço de nuvem onde as estrelas estão se formando – não a nuvem inteira com alta precisão. Sem ver o quadro geral, perdemos muitos fatores que podem afetar o resultado da estrela. “

“Como as estrelas se formam é uma questão central na astrofísica”, disse Claude-Andre Faucher-Geiger, da Northwestern University, um dos principais autores do estudo. “Foi uma questão muito difícil de explorar devido ao conjunto de processos físicos envolvidos. Esta nova simulação nos ajudará a abordar questões fundamentais que não fomos capazes de responder de forma conclusiva antes.”

Aeronave bipolar

Captura de tela da simulação STARFORGE. Um núcleo giratório de gás entra em colapso, formando uma estrela central que libera jatos dipolares ao longo de seus pólos à medida que se alimentam do gás do disco circundante. Os jatos empurram o gás para longe do núcleo, o que limita a quantidade que a estrela pode eventualmente coletar. Crédito: Northwestern University / Utah Austin

Grudic é pós-doutorando no Centro Northwestern para Exploração e Pesquisa Interdisciplinar e Pesquisa em Astrofísica (CIERA). Faucher-Giguère é Professor Associado de Física e Astronomia na Escola de Artes e Ciências Weinberg da Northwestern University e membro do CIERA. Grudic co-liderou o trabalho com Dávid Guszejnov, um pós-doutorado na Universidade do Texas em Austin.

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Do início ao fim, leva dezenas de milhões de anos para formar estrelas. Portanto, mesmo quando os astrônomos observam o céu noturno para espiar o processo, eles só podem mostrar um instantâneo rápido.

“Quando observamos a formação de estrelas em qualquer região, tudo o que vemos são locais de formação de estrelas congelados ao longo do tempo”, disse Grodek. “As estrelas também se formam em nuvens de poeira, por isso muitas vezes ficam ocultas.”

Para que os astrofísicos vejam todo o processo dinâmico da formação estelar, eles devem contar com simulações. Para desenvolver o STARFORGE, a equipe integrou código computacional para vários fenômenos da física, incluindo dinâmica de gás, campos magnéticos, gravidade, aquecimento e resfriamento e processos de feedback estelar. Este modelo às vezes leva três meses inteiros para executar uma única simulação e requer um dos maiores supercomputadores do mundo, uma instalação apoiada pela National Science Foundation e gerenciada pelo Texas Center for Advanced Computing.

As simulações resultantes mostram uma massa de gás flutuando na galáxia – dezenas a milhões de vezes a massa do sol. Conforme a nuvem de gás se desenvolve, ela forma estruturas que entram em colapso e se dividem em pedaços, que eventualmente formam estrelas individuais. Assim que as estrelas se formam, jatos de gás são liberados de ambos os pólos, penetrando na nuvem circundante. O processo termina quando não há mais gás para formar mais estrelas.

Despeje combustível de jato na modelagem

De fato, o STARFORGE ajudou a equipe a descobrir novos insights importantes sobre a formação de estrelas. Quando os pesquisadores fizeram as simulações sem contar os jatos, as estrelas acabaram sendo muito grandes – 10 vezes a massa do Sol. Depois de adicionar os jatos à simulação, as massas das estrelas tornaram-se mais realistas – menos da metade da massa do Sol.

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“Os aviões interrompem o fluxo de gás em direção à estrela”, disse Grodek. “Eles estão essencialmente vomitando gás que acabará na estrela e aumentará sua massa. As pessoas suspeitaram que isso poderia acontecer, mas ao simular todo o sistema, temos um sólido entendimento de como ele funciona.”

Simulação STARFORGE

Um instantâneo da primeira simulação completa do STARFORGE. É chamada de “Bigorna da Criação” e é uma nuvem molecular gigante com formação estelar singular e reações globais, incluindo jatos primários, radiação, ventos estelares e supernovas em colapso. Crédito: Northwestern University / Utah Austin

Além de entender mais sobre as estrelas, Grudic e Faucher-Giguère acreditam que o STARFORGE pode nos ajudar a aprender mais sobre o universo e até sobre nós mesmos.

“Compreender a formação de galáxias depende de suposições sobre a formação de estrelas”, disse Grodek. “Se podemos entender a formação das estrelas, então podemos entender a formação das galáxias. Ao entender a formação das galáxias, podemos entender mais sobre do que o universo é feito. Entender de onde viemos e como caímos no universo em última análise, depende da compreensão das origens das estrelas. “

“Conhecer a massa de uma estrela nos mostra seu brilho e também os tipos de reações nucleares que ocorrem dentro dela”, disse Faucher Geiger. “Fazendo isso, podemos aprender mais sobre os elementos que são feitos nas estrelas, como carbono e oxigênio – os elementos dos quais somos feitos também.”

Referência: “STARFORGE: Toward a Comprehensive Numerical Mode for Star Cluster Formation and Reactions” por Michael Y Grodek, David Gusgenov, Philip F Hopkins, Stella SR Offner e Claude-Andre Faucher-Geiger, 17 de maio de 2021, Avisos mensais da Royal Astronomical Society.
DOI: 10.1093 / mnras / stab1347

O estudo foi financiado pela National Science Foundation e NASA.

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Um sistema solar de seis planetas foi encontrado em perfeita sincronia na Via Láctea

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Um sistema solar de seis planetas foi encontrado em perfeita sincronia na Via Láctea

CABO CANAVERAL, Flórida – Astrônomos descobriram um raro sistema solar síncrono com seis planetas movendo-se como uma grande orquestra cósmica, intocado por forças externas desde o seu nascimento, há bilhões de anos.

A descoberta, anunciada quarta-feira, pode ajudar a explicar como os sistemas solares se originam na Via Láctea. Está localizado a 100 anos-luz de distância, na constelação Coma Berenice. Um ano-luz equivale a 5,8 trilhões de milhas.

Dois satélites caçadores de planetas – o Tess da NASA e o Chiopes da Agência Espacial Europeia – colaboraram nas observações.

Nenhum dos planetas com sincronização perfeita está dentro da chamada zona habitável da estrela, o que significa que há pouca possibilidade de vida, se houver, pelo menos como a conhecemos.

“Aqui temos um alvo de ouro” para comparação, disse Adrian Lelio, da Universidade de Genebra, que fez parte de uma equipa internacional que publicou os resultados na revista Nature.

Esta estrela, conhecida como HD 110067, pode ter mais planetas. Os seis planetas encontrados até agora têm aproximadamente duas a três vezes o tamanho da Terra, mas as suas densidades estão mais próximas das dos gigantes gasosos do nosso sistema solar. Suas órbitas variam de nove a 54 dias, o que o coloca mais próximo de sua estrela do que Vênus está do Sol e o torna muito quente.

Como planetas gasosos, pensa-se que tenham núcleos sólidos feitos de rocha, metal ou gelo, envoltos em espessas camadas de hidrogénio, segundo os cientistas. Mais observações são necessárias para determinar o que há em suas atmosferas.

Os cientistas disseram que este sistema solar é único porque os seis planetas se movem numa sinfonia completamente sincronizada. Tecnicamente, a ressonância é conhecida por ser “extremamente precisa e ordenada”, disse o co-autor Enrique Bali, do Instituto de Astrofísica das Ilhas Canárias.

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O planeta mais interno completa três órbitas para cada dois de seus vizinhos mais próximos. É o mesmo para o segundo e terceiro planetas mais próximos e para o terceiro e quarto planetas mais próximos.

Os dois exoplanetas completam as suas órbitas em 41 e 54,7 dias, resultando em quatro órbitas para cada três. Enquanto isso, o planeta mais interno completa seis órbitas ao mesmo tempo que o planeta externo completa uma.

Acredita-se que todos os sistemas solares, incluindo o nosso, tenham começado desta forma, segundo os cientistas. Mas estima-se que apenas um em cada 100 sistemas manteve esta sincronização, e o nosso não é um deles. Planetas gigantes podem tirar as coisas do lugar. O mesmo se aplica a bombardeios de meteoritos, colisões próximas com estrelas próximas e outras perturbações.

Embora os astrónomos conheçam entre 40 e 50 sistemas solares síncronos, nenhum deles tem tantos planetas num movimento tão perfeito ou uma estrela tão brilhante como este, disse Paley.

Hugh Osborne, da Universidade de Berna, que fazia parte da equipa, ficou “chocado e encantado” quando os períodos orbitais dos planetas neste sistema estelar se aproximaram do que os cientistas esperavam.

“Meu queixo estava no chão”, disse ele. “Esse foi um momento realmente lindo.”

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Dia Mundial da AIDS 2023 – eventos em Genebra e ao redor do mundo

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Dia Mundial da AIDS 2023 – eventos em Genebra e ao redor do mundo

No dia 1 de dezembro, a OMS, em colaboração com as comunidades e parceiros locais, comemorará o Dia Mundial da SIDA 2023, sob o tema “Deixe as comunidades liderarem”.

As comunidades que vivem e são afectadas pelo VIH, as redes de pessoas de populações-chave e os líderes jovens foram e continuam a ser essenciais para o progresso na resposta ao VIH. Fornecem serviços essenciais de prevenção, testes e apoio ao tratamento, criam confiança, geram soluções inovadoras, promovem a saúde, monitorizam a implementação de políticas e programas e responsabilizam os prestadores de serviços.

O mundo pode acabar com a SIDA se as comunidades locais liderarem o caminho. É por isso que o tema do Dia Mundial da SIDA deste ano é “Deixem as Comunidades Liderar”, que é mais do que apenas uma celebração das conquistas das comunidades, é um apelo à acção para capacitar e apoiar as comunidades nos seus papéis de liderança.

No Dia Mundial da SIDA de 2023, a OMS celebra e reconhece as contribuições inestimáveis ​​das comunidades locais na liderança da resposta ao VIH.

Dia Mundial da AIDS de 2023 em Genebra

10h00–11h00 | Evento comemorativo: Celebrando o poder das comunidades que lideram a resposta ao VIH

Red Ribbon Café, UNAIDS (edifício da OMS)

  • Cerimônia de abertura e luz de velas
  • Mensagem do Dia Mundial da AIDS: Dr. Tedros Adhanom Ghebreyesus, Diretor-Geral da Organização Mundial da Saúde
  • Marcos de saúde pública sobre HIV e AIDS no contexto do 75º aniversário da Organização Mundial da Saúde: Dr. Jerome Salomon, Diretor-Geral Adjunto para Cobertura Universal de Saúde/Doenças Transmissíveis e Não Transmissíveis
  • Apresentação de vídeo WAD2023: “As comunidades lideram a resposta ao VIH”
  • Voz das comunidades: De representantes da comunidade
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14h30–16h00 | Visita ao Checkpoint Genève: uma iniciativa liderada pela comunidade para permitir que populações-chave tenham acesso a serviços de VIH

Visita de campo de serviço comunitário pelo Dr. Jerome Salomon (este evento não é aberto ao público).

Cataratas Vitória e Harare, Zimbábue
1º de dezembro em diante

No Dia Mundial da SIDA de 2023, o Escritório Regional da OMS para África juntar-se-á a Winnie Byanyima, Directora Executiva da ONUSIDA, em Victoria Falls, Zimbabué, bem como a funcionários governamentais e líderes da resposta ao VIH no Zimbabué para comemorar a Memória das muitas vidas perdidas para AIDS. À tarde, visitarão uma iniciativa liderada pela comunidade para permitir que as populações-chave tenham acesso aos serviços.

As actividades do Dia Mundial da SIDA no Zimbabué serão seguidas pela ICASA, a 22ª edição da maior conferência sobre o VIH de África, de 4 a 9 de Dezembro, em Harare. A OMS terá um papel de liderança na conferência, incluindo a participação na cerimónia de abertura, a realização de 10 sessões satélite e a interação com as comunidades e pessoas que vivem ou são afetadas pelo VIH e que participam na conferência.

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Seis exoplanetas foram avistados em uma valsa cósmica em torno de uma estrela próxima

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Seis exoplanetas foram avistados em uma valsa cósmica em torno de uma estrela próxima

Thibaut Roger/NCCR PlanetS

As órbitas dos seis planetas que orbitam uma estrela chamada HD110067 criam um padrão geométrico devido à sua ressonância.

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Os astrônomos usaram dois satélites diferentes de detecção de exoplanetas para resolver um mistério cósmico e revelar uma rara família de seis planetas localizados a cerca de 100 anos-luz da Terra. Esta descoberta pode ajudar os cientistas a descobrir os segredos da formação planetária.

Os seis planetas exteriores giram em torno de uma estrela brilhante, semelhante ao Sol, chamada HD110067, localizada na constelação de Coma Berenice, no céu setentrional. Maiores que a Terra, mas menores que Netuno, os planetas se enquadram em uma categoria pouco compreendida chamada planetas subnetunianos, que geralmente são encontrados orbitando estrelas semelhantes ao Sol na Via Láctea. Os planetas, rotulados de b a g, orbitam a estrela em uma dança celestial conhecida como ressonância orbital.

Existem padrões discerníveis quando os planetas completam as suas órbitas e exercem forças gravitacionais uns sobre os outros, de acordo com um estudo publicado quarta-feira na revista. Revista natureza. Para cada seis órbitas completadas pelo planeta b, o planeta mais próximo da estrela, o planeta mais distante g completa uma órbita.

Como o planeta c faz três órbitas ao redor da estrela, o planeta d faz duas, e quando o planeta e completa quatro órbitas, o planeta f faz três.

Este ritmo harmônico cria uma cadeia ressonante, onde os seis planetas estão alinhados a cada poucas órbitas.

O que torna esta família planetária uma descoberta incomum é que pouco mudou desde que o sistema se formou, há mais de mil milhões de anos, e esta descoberta pode lançar luz sobre a evolução dos planetas e a origem dos subplanetas dominantes. Em nossa galáxia natal.

Os pesquisadores notaram o sistema estelar pela primeira vez em 2020, quando o Transiting Exoplanet Survey Satellite da NASA, ou TESS, detectou quedas no brilho de HD110067. Uma queda na luz estelar indica frequentemente um planeta a passar entre a sua estrela hospedeira e um satélite observador à medida que o planeta se move ao longo do seu caminho orbital. A detecção dessas quedas no brilho, conhecida como método de trânsito, é uma das principais estratégias usadas pelos cientistas para identificar exoplanetas por meio de telescópios terrestres e espaciais.

Os astrônomos determinaram os períodos orbitais de dois planetas ao redor da estrela a partir dos dados de 2020. Dois anos depois, o TESS observou a estrela novamente e as evidências sugeriram diferentes períodos orbitais para esses planetas.

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Quando os conjuntos de dados não foram coletados, o astrônomo e principal autor do estudo, Raphael Luc, e alguns colegas decidiram dar uma nova olhada na estrela usando um satélite diferente – um satélite. Caracterização de satélites de exoplanetas da Agência Espacial EuropeiaOu Khufu. Enquanto o TESS é usado para observar partes do céu noturno para fins de observação curtos, o Khufu é usado para observar uma estrela de cada vez.

ESA/ATG Medialab

A ilustração deste artista mostra Khufu em órbita ao redor da Terra enquanto procura por exoplanetas.

“Procuramos sinais entre todos os períodos de tempo possíveis pelos quais esses planetas poderiam passar”, disse Luckey, pesquisador de pós-doutorado no Departamento de Astronomia e Astrofísica da Universidade de Chicago.

Ele disse que os dados coletados por Khufu ajudaram a equipe a resolver a “história de detetive” iniciada pelo TESS. Khufu conseguiu determinar a presença de um terceiro planeta no sistema, o que foi decisivo para confirmar os períodos orbitais dos outros dois planetas, bem como a sua ressonância rítmica.

À medida que a equipa comparava o resto dos dados inexplicáveis ​​do TESS com as observações de Quéops, descobriram os outros três planetas que orbitam a estrela. Operações de acompanhamento utilizando telescópios terrestres confirmaram a existência dos planetas.

O tempo atribuído a Khufu para observar a estrela ajudou os astrónomos a eliminar sinais mistos dos dados do TESS para determinar quantos planetas transitavam em frente da estrela e os ecos das suas órbitas.

“Khufu nos deu esta formação ressonante que nos permitiu prever todos os outros períodos. Se não fosse por esta revelação de Khufu, teria sido impossível”, disse Loki.

O planeta mais próximo leva pouco mais de nove dias terrestres para completar sua órbita ao redor da estrela, e o planeta mais distante leva cerca de 55 dias. Todos os planetas têm órbitas mais rápidas em torno de sua estrela do que Mercúrio, que leva 88 dias para completar uma órbita ao redor do Sol.

Dado o quão próximos estão de HD110067, os planetas provavelmente têm temperaturas médias extremas semelhantes a Mercúrio e Vênus, variando entre 332°F e 980°F (167°C e 527°C).

A formação de sistemas planetários, como o nosso sistema solar, pode ser um processo violento. Embora os astrónomos acreditem que os planetas tendem a formar-se inicialmente em ressonância em torno das estrelas, a influência gravitacional de planetas massivos, a sua colisão com uma estrela que passa ou a colisão com outro corpo celeste podem perturbar o equilíbrio harmónico.

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A maioria dos sistemas planetários não estão em ressonância, e aqueles que contêm múltiplos planetas que mantiveram as suas órbitas rítmicas iniciais são raros, disse Luckey, razão pela qual os astrónomos querem estudar detalhadamente HD110067 e os seus planetas como um “fóssil raro”.

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“Acreditamos que apenas cerca de um por cento de todos os sistemas permanecem em ressonância”, disse Luckey em comunicado. “Isso nos mostra a formação original de um sistema planetário intocado.”

Esta descoberta é a segunda vez que Khufu ajuda a detectar um sistema planetário com ressonância orbital. O primeiro, conhecido como TOI-178 anunciado em 2021.

“Nas palavras da nossa equipa científica: Khufu faz com que descobertas notáveis ​​pareçam comuns”, disse Maximilian Günther, cientista do projecto Khufu da ESA, num comunicado: “Dos três sistemas de ressonância de seis planetas conhecidos, este é agora o segundo encontrado”. Khufu, e em apenas três anos de operações.”

O sistema também poderia ser usado para estudar como os planetas subnetunianos se formam, disseram os autores do estudo.

Embora os planetas subnetunianos sejam comuns na Via Láctea, eles não são encontrados em nosso sistema solar. Há pouco acordo entre os astrónomos sobre como estes planetas se formaram e do que são feitos, pelo que um sistema completo composto por planetas subnetunianos poderia ajudar os cientistas a determinar mais sobre a sua origem, disse Luckey.

Muitos exoplanetas foram encontrados orbitando estrelas anãs que são muito mais frias e menores que o nosso Sol, como o nosso planeta O famoso sistema TRAPPIST-1 e seus sete planetasFoi anunciado em 2017. Embora o sistema TRAPPIST-1 também contenha uma corda de ressonância, a fraqueza da estrela hospedeira torna as observações difíceis.

Mas HD110067, que tem uma massa de 80% da massa do nosso Sol, é a estrela mais brilhante conhecida e tem mais de quatro planetas na sua órbita, por isso observar o sistema é muito mais fácil.

As detecções iniciais de massa planetária sugerem que alguns deles têm atmosferas inchadas e ricas em hidrogénio, tornando-os alvos de estudo ideais para o Telescópio Espacial James Webb. À medida que a luz das estrelas passa pelas atmosferas planetárias, o Webb pode ser usado para determinar a composição de cada mundo.

“Os planetas subnetunianos no sistema HD110067 parecem ter massas baixas, indicando que podem ser ricos em gás ou água. Observações futuras, por exemplo, usando o Telescópio Espacial James Webb, estas atmosferas planetárias podem determinar se os planetas têm rochas ou interiores ricos em água.

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