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A luz atrás de um buraco negro foi detectada pela primeira vez

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Pela primeira vez, os cientistas detectaram luz por trás de um buraco negro, cumprindo uma previsão enraizada na teoria geral da relatividade de Albert Einstein.

O astrofísico da Universidade de Stanford Dan Wilkins e seus colegas observaram raios-X emitidos por um buraco negro supermassivo localizado no centro de uma galáxia a 800 milhões de anos-luz da Terra.

Essas luzes brilhantes não são estranhas porque, embora a luz não possa escapar de um buraco negro, a imensa gravidade ao seu redor pode aquecer o material a milhões de graus. Isso pode liberar ondas de rádio e raios-X. Às vezes, esse material superaquecido é lançado no espaço por jatos rápidos – incluindo raios X e raios gama.

Mas Wilkins notou flashes menores de raios-X que ocorreram depois e eram de cores diferentes – e eles estavam vindo do outro lado do buraco negro.

Wilkins, autor do estudo e cientista pesquisador do Instituto Kavli de Física de Partículas e Cosmologia da Universidade de Stanford e do Laboratório Nacional de Aceleração SLAC, disse em um comunicado.

No entanto, a estranha natureza do buraco negro tornou a observação possível.

“A razão pela qual podemos ver isso é porque um buraco negro está distorcendo o espaço, dobrando a luz e envolvendo campos magnéticos em torno de si mesmo”, disse ele.

O estudo foi publicado na última quarta-feira na revista. natureza.

“Cinquenta anos atrás, quando os astrofísicos começaram a especular sobre como um campo magnético se comportaria perto de um buraco negro, eles não tinham ideia de que um dia poderíamos ter as técnicas para observá-lo diretamente e ver a teoria geral da relatividade de Einstein em ação”, disse ele . Roger Blandford, co-autor do estudo e professor Luke Blossom da Faculdade de Humanidades e Ciências e Professor de Física da Universidade de Stanford, disse em um comunicado.

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A teoria de Einstein, ou a ideia de que a gravidade é uma questão que distorce o espaço-tempo, persistiu por cem anos com novas descobertas astronômicas.

Alguns buracos negros contêm um halo, ou anel de luz brilhante que se forma ao redor do buraco negro quando a matéria cai nele e é aquecida a temperaturas extremas. Esta luz de raios-X é uma forma pela qual os cientistas podem estudar e mapear os buracos negros.

Quando o gás cai em um buraco negro, pode subir a milhões de graus. Esse aquecimento intenso faz com que os elétrons se separem dos átomos, resultando em um plasma magnético. As fortes forças gravitacionais do buraco negro fazem com que esse campo magnético se arqueie bem acima do buraco negro e gire até quebrar.

A primeira imagem de um buraco negro apóia a teoria da relatividade de Einstein

Isso não é diferente da coroa solar ou da atmosfera externa quente. A superfície do Sol é coberta por campos magnéticos, fazendo com que anéis e plumas se formem ao interagir com partículas carregadas na coroa solar. É por isso que os cientistas se referem ao anel ao redor dos buracos negros como um halo.

“Este campo magnético que fica restrito e depois captura perto do buraco negro aquece tudo ao seu redor e produz esses elétrons de alta energia que passam a produzir raios-X”, disse Wilkins.

Enquanto estudava os flashes de raios-X, Wilkins observou flashes menores. Ele e seus colegas pesquisadores perceberam que as chamas maiores de raios-X foram refletidas e “curvadas ao redor do buraco negro na parte de trás do disco”, permitindo que vissem o outro lado do buraco negro.

Os astrônomos viram uma estrela dançando ao redor de um buraco negro.  Isso prova que a teoria de Einstein estava correta

“Há alguns anos venho construindo previsões teóricas de como esses ecos podem soar para nós”, disse Wilkins. “Eu já os tinha visto na teoria que estava desenvolvendo, então assim que os vi nas observações do telescópio, fui capaz de descobrir a conexão.”

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As observações foram feitas usando dois telescópios espaciais de raios-X: o NuSTAR da NASA e o XMM-Newton da Agência Espacial Européia.

Mais monitoramento será necessário para entender a coroa do buraco negro, e o próximo observatório de raios-X da Agência Espacial Europeia, chamado Athena, será lançado em 2031.

“Ele tem um espelho muito maior do que jamais tivemos em um telescópio de raios-X e nos permitirá obter imagens de alta resolução em tempos de observação muito mais curtos”, disse Wilkins. “Portanto, a imagem que estamos começando a obter dos dados no momento ficará muito mais clara com esses novos observatórios.”

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SpaceX adia lançamento de 22 satélites Starlink da Califórnia

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SpaceX adia lançamento de 22 satélites Starlink da Califórnia

A SpaceX redefiniu o lançamento de outro lote de seus satélites de internet Starlink até a noite de sexta-feira (29 de março).

Um foguete Falcon 9 transportando 22 espaçonaves Starlink estava programado para decolar da Base da Força Espacial de Vandenberg, na Califórnia, na quinta-feira (28 de março), mas a empresa cancelou a tentativa antes de começar a abastecer o veículo. A SpaceX agora tem como meta uma chegada antes de sexta-feira às 22h30 EST (19h30 PST ou 02h30 GMT de 30 de março).

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Como as memórias são selecionadas para preservação?

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Como as memórias são selecionadas para preservação?

resumo: Os pesquisadores revelaram como o cérebro escolhe quais experiências cotidianas deseja transformar em memórias de longo prazo durante o sono, e identificaram “picos” no hipocampo como o mecanismo crucial. Este fenómeno sugere que eventos seguidos de picos agudos têm maior probabilidade de serem consolidados em memórias duradouras. A investigação revela que estas ondulações ocorrem durante os períodos de cessação da inactividade que se seguem às experiências sensoriais, e actuam como um sistema de sinalização natural para reiniciar e fortalecer certos padrões neurais durante o sono, facilitando assim a formação da memória.

Principais fatos:

  1. Ondulações agudas como marcadores de memória: Experiências seguidas de picos agudos no hipocampo têm maior probabilidade de se tornarem memórias de longo prazo.
  2. Pausa ociosa e reinicialização da memória: Essas ondulações ocorrem durante as pausas após as experiências de vigília, com os padrões marcados sendo reativados durante o sono.
  3. Possibilidade de melhorar a memória: A compreensão dos comprimentos de onda nítidos pode levar a futuros tratamentos ou dispositivos que possam melhorar a memória ou aliviar memórias traumáticas.

fonte: NYU Langone

Nas últimas décadas, os neurocientistas demonstraram a ideia de que algumas experiências cotidianas são transformadas pelo cérebro em memórias permanentes durante o sono naquela mesma noite.

Agora, um novo estudo sugere um mecanismo que determina quais memórias são classificadas como importantes o suficiente para permanecerem no cérebro para que o sono se torne permanente.

O estudo, conduzido por pesquisadores da Escola de Medicina Grossman da NYU, gira em torno de células cerebrais chamadas neurônios que “disparam” – ou causam flutuações no equilíbrio de suas cargas positivas e negativas – para transmitir sinais elétricos que codificam memórias.

Grandes grupos de neurônios em uma área do cérebro chamada hipocampo disparam juntos em ciclos rítmicos, criando sequências de sinais com intervalos de milissegundos entre si que podem codificar informações complexas.

Chamados de “picos agudos”, esses “gritos” direcionados ao resto do cérebro representam o disparo quase sincronizado de 15% dos neurônios do hipocampo, nomeados devido à forma que assumem quando sua atividade é captada por eletrodos e registrada em um dispositivo de gravação. . Gráfico.

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Embora estudos anteriores tenham ligado as ondulações à formação da memória durante o sono, o novo estudo foi publicado online na revista Ciências Em 28 de março, descobriu-se que eventos diurnos imediatamente seguidos por 5 a 20 picos agudos são repetidos com mais frequência durante o sono e depois consolidados em memórias duradouras. Eventos que foram seguidos por poucos ou nenhum pico agudo não conseguiram formar memórias duradouras.

“Nosso estudo descobre que os picos são o mecanismo fisiológico que o cérebro usa para decidir o que manter e o que descartar”, disse o autor sênior do estudo, Gyorgy Buzaki, MD, Ph.D., Ph.D., professor de neurociência no Departamento. de Neurociências da Biggs University. Neurociências e Fisiologia na NYU Langone Health.

Caminhe e pare

O novo estudo baseia-se num padrão bem conhecido: os mamíferos, incluindo os humanos, experimentam o mundo por alguns momentos, depois fazem uma pausa, depois experimentam um pouco mais e depois fazem uma nova pausa. Depois que prestamos atenção a alguma coisa, dizem os autores do estudo, a computação do cérebro muitas vezes muda para o modo de reavaliação “adormecido”. Essas pausas momentâneas ocorrem ao longo do dia, mas períodos mais longos de desaceleração ocorrem durante o sono.

Buzsaki e colegas demonstraram anteriormente que picos agudos não ocorrem enquanto exploramos ativamente informações sensoriais ou nos movemos, mas apenas durante pausas antes ou depois.

O presente estudo descobriu que os picos representam um mecanismo natural de marcação durante essas pausas após os testes de vigília, com padrões neurais marcados sendo reativados durante o sono pós-tarefa.

Mais importante ainda, sabe-se que pontas afiadas consistem em “células locais” no hipocampo disparando em uma ordem específica que codifica cada sala em que entramos e cada braço do labirinto em que o rato entra.

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Quanto às memórias lembradas, essas mesmas células disparam em alta velocidade enquanto dormimos, “repetindo o evento gravado milhares de vezes por noite”. Este processo fortalece os laços entre as células envolvidas.

Para o presente estudo, labirintos sucessivos realizados pelos ratos do estudo foram rastreados através de eletrodos por populações de células do hipocampo que mudam constantemente ao longo do tempo, apesar do registro de ensaios muito semelhantes. Isto revelou pela primeira vez um labirinto no qual as ondulações ocorrem durante a cessação da vigília e depois são restauradas durante o sono.

Os picos agudos eram normalmente registrados quando o rato fazia uma pausa para saborear uma guloseima açucarada após cada corrida no labirinto. Os autores dizem que o consumo de recompensas prepara o cérebro para mudar do modo exploratório para o sedentário, de modo que possam ocorrer picos acentuados.

Usando sondas de silicone de dupla face, a equipe de pesquisa conseguiu registrar até 500 neurônios simultaneamente no hipocampo dos animais enquanto eles corriam pelo labirinto. Isto, por sua vez, cria um desafio porque os dados se tornam muito complexos à medida que mais neurônios são registrados de forma independente.

Para obter uma compreensão intuitiva dos dados, visualizar a atividade neuronal e gerar hipóteses, a equipe conseguiu reduzir o número de dimensões nos dados, de certa forma como transformar uma imagem 3D em uma imagem plana, e sem perder a integridade do dados.

“Tiramos o mundo exterior da equação e analisamos os mecanismos pelos quais o cérebro dos mamíferos marca inata e subconscientemente algumas memórias como permanentes”, disse o primeiro autor Wan'an (Winnie) Yang, Ph.D., um estudante de pós-graduação. na Universidade Buzaki. laboratório.

“Por que tal sistema foi desenvolvido permanece um mistério, mas pesquisas futuras podem revelar dispositivos ou tratamentos que podem desligar picos agudos para melhorar a memória ou até mesmo reduzir a lembrança de eventos traumáticos.”

Junto com os Drs. Buzsacki e Yang, autores do estudo do Instituto de Neurociências da NYU Langone Health, são Roman Huzar e Thomas Haenmueller. Kirill Kiselev, do Centro de Neurociências da Universidade de Nova York, também foi autor, assim como Chen Sun, do MILA, o Instituto de Inteligência Artificial de Quebec, em Montreal.

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Financiamento: O trabalho foi apoiado pelas bolsas R01MH122391 e U19NS107616 dos Institutos Nacionais de Saúde.

Sobre esta notícia de pesquisa de memória

autor: Gregório Williams
fonte: NYU Langone
comunicação: Gregory Williams – NYU Langone
foto: Imagem creditada ao Neuroscience News

Pesquisa original: Acesso fechado.
Seleção de experiência para memória por ondas agudas no hipocampo“Por György Buzsáki et al. Ciências


um resumo

Seleção de experiência para memória por ondas agudas no hipocampo

Os experimentos devem ser marcados durante o aprendizado para maior consolidação. Contudo, os mecanismos neurofisiológicos que selecionam experiências para memória permanente são desconhecidos.

Ao combinar gravações neurais em larga escala em camundongos com técnicas de redução de dimensionalidade, observamos que sucessivas travessias de labirinto foram rastreadas por conjuntos de neurônios em constante movimento, fornecendo assinaturas neurais de locais visitados e eventos encontrados.

Quando o estado do cérebro mudou durante o consumo da recompensa, picos de ondas agudas (SPW-Rs) ocorreram em alguns testes, e seu conteúdo específico de pico decodificou os blocos de teste que os cercavam.

Durante o sono pós-teste, os SPW-Rs continuaram a reproduzir os blocos experimentais que foram reativados repetidamente enquanto o SPW-R estava acordado. Assim, a repetição do conteúdo dos SPW-Rs acordados pode fornecer um mecanismo de rotulagem neurofisiológica para selecionar aspectos da experiência que são mantidos e consolidados para uso futuro.

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Daily Telescope: Observando um remanescente de supernova de 800 anos

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Daily Telescope: Observando um remanescente de supernova de 800 anos
Mais Zoom / Imagem composta de SNR 1181.

NASA, ESA, JPL e outros. o.

Bem-vindo ao Telescópio Diário. Há muito pouca escuridão neste mundo e pouca luz, muito pouca pseudociência e pouca ciência. Deixaremos que as outras postagens forneçam seu horóscopo diário. Na Ars Technica faremos um caminho diferente, inspirando-nos em imagens muito reais de um universo repleto de estrelas e maravilhas.

Bom dia. É 28 de março e a imagem de hoje vem do Observatório de Raios-X Chandra da NASA, bem como de uma série de outros observatórios.

É uma imagem composta do remanescente de supernova SNR 1181. O nome do objeto nos dá uma pista de quando este objeto se tornou uma supernova: o ano de 1181. Durante cerca de meio ano, a “nova” estrela apareceu na constelação de Cassiopeia. Demorou muito até que os astrónomos, utilizando telescópios modernos, conseguissem encontrar os restos desta supernova, mas finalmente conseguiram na última década.

Esta imagem combina comprimentos de onda de raios X, ópticos e infravermelhos para dar vida aos restos mortais. Ao fazer isso, os astrônomos conseguiram descobrir o que causou a supernova. Aparentemente foi uma quantidade incrível de espionagem astronômica:

Estudos da composição das várias partes do remanescente levaram os cientistas a acreditar que ele foi formado em uma explosão termonuclear, mais precisamente, um tipo especial de supernova denominado evento subluminoso Tipo Iax. Durante este evento, duas estrelas anãs brancas se fundiram, e normalmente não seriam esperados vestígios deste tipo de explosão. Mas explosões incompletas podem deixar uma espécie de estrela “zumbi”, como a massiva estrela anã branca deste sistema. Esta estrela extremamente quente, uma das estrelas mais quentes da Via Láctea (cerca de 200.000 graus Celsius), tem ventos estelares rápidos de até 16.000 quilómetros por hora. A combinação de uma estrela e uma nebulosa torna esta uma oportunidade única para estudar explosões tão raras.

Aliás, o Observatório Chandra enfrenta severos cortes orçamentais, apesar de continuar a funcionar. Há um esforço para salvar O Grande Observatório.

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fonte: Observatório de raios X Chandra

Quer enviar uma foto para o Daily Telescope? Entre em contato conosco e diga olá.

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