Astrônomos usando o Observatório Internacional Gemini descobriram o buraco negro conhecido mais próximo da Terra. É também a primeira descoberta inequívoca de um buraco negro adormecido na Via Láctea. Sua proximidade com a Terra, a apenas 1.600 anos-luz de distância, fornece um alvo interessante de estudo para avançar nossa compreensão da evolução dos sistemas binários. Crédito: Observatório Internacional Gemini / NOIRLab / NSF / AURA / J. da Silva / Spaceengine / M. Zamani
O Telescópio Gemini North no Havaí revela o primeiro aglomerado estelar adormecido[{” attribute=””>black hole in our cosmic backyard.
Using the International Gemini Observatory, astronomers have discovered the closest-known black hole to Earth. This is the first unambiguous detection of a dormant stellar-mass black hole in the Milky Way. Located a mere 1600 light-years away, its close proximity to Earth offers an intriguing target of study to advance our understanding of the evolution of binary systems.
“Take the Solar System, put a black hole where the Sun is, and the Sun where the Earth is, and you get this system.” — Kareem El-Badry
Black holes are the most extreme objects in the Universe. It is believed that supermassive versions of these unimaginably dense objects reside at the centers of all large galaxies. Stellar-mass black holes — which weigh approximately five to 100 times the mass of the Sun — are much more common. In fact, there are an estimated 100 million stellar-mass black holes in the Milky Way alone. However, only a handful have been confirmed to date, and nearly all of these are ‘active’. This means that they shine brightly in X-rays as they consume material from a nearby stellar companion, unlike dormant black holes which do not.
Astronomers have now discovered the closest black hole to Earth, which the researchers have dubbed Gaia BH1. To find it, they used the Gemini North telescope in Hawai‘i, one of the twin telescopes of the International Gemini Observatory, operated by NSF’s NOIRLab.
Gaia BH1 is a dormant black hole that is about 10 times more massive than the Sun and is located about 1600 light-years away in the constellation Ophiuchus. This means it is three times closer to Earth than the previous record holder, an X-ray binary in the constellation of Monoceros. The new discovery was made possible by making exquisite observations of the motion of the black hole’s companion, a Sun-like star that orbits the black hole at about the same distance as the Earth orbits the Sun.
Esta animação mostra uma estrela parecida com o Sol orbitando Gaia BH1, o buraco negro mais próximo da Terra, localizado a cerca de 1.600 anos-luz de distância. As observações do Gemini North, um dos telescópios gêmeos do Observatório Internacional Gemini, operado pelo NOIRLab da NSF, foram cruciais para restringir o movimento orbital e, portanto, as massas dos dois componentes do sistema binário, permitindo à equipe identificar o objeto central como um buraco negro com cerca de 10 vezes a massa do nosso Sol. Crédito: T. Müller (MPIA), PanSTARRS DR1 (KC Chambers et al. 2016), ESA/Gaia/DPAC
“Pegue o sistema solar, coloque um buraco negro onde está o sol, e o sol está onde está a Terra, e você terá esse sistema”, explica Karim El-Badri, astrofísico do Centro Astrofísico. Harvard, Smithsonian e Max Planck Institute for Astronomy, e principal autor do artigo que descreve esta descoberta, publicado em 2 de novembro em Avisos mensais da Royal Astronomical Society.
Embora tenha havido muitas descobertas alegadas de tais sistemas, quase todas essas descobertas foram posteriormente refutadas. Esta é a primeira descoberta inequívoca de uma estrela parecida com o Sol em uma ampla órbita em torno de um buraco negro de massa estelar em nossa galáxia.”
Embora existam milhões de buracos negros de massa estelar vagando pela Via Láctea, muito poucos foram descobertos através de suas interações ativas com uma estrela companheira. À medida que o material de uma estrela próxima gira na direção do buraco negro, torna-se extremamente quente e gera poderosos raios-X e jatos de material. Se um buraco negro não está se alimentando ativamente (ou seja, está adormecido), ele simplesmente se funde com o ambiente.
“Eu tenho procurado buracos negros adormecidos nos últimos quatro anos usando uma ampla gama de conjuntos de dados e métodos”, disse Al-Badri. “Minhas tentativas anteriores – assim como as de outros – deram origem a uma série de sistemas binários disfarçados de buracos negros, mas esta é a primeira vez que a pesquisa se concretiza.”
“Embora isso potencialmente preveja futuras descobertas do esperado aglomerado de buracos negros adormecidos da nossa galáxia, as observações também deixam um mistério a ser resolvido – apesar da história compartilhada com seu vizinho alienígena, por que uma estrela companheira neste sistema binário é tão normal?” – Martin Steel
A equipe originalmente identificou o sistema como potencialmente hospedando um buraco negro analisando dados de Agência Espacial Europeianave espacial Gaia. Gaia capturou as pequenas irregularidades no movimento da estrela causadas pela gravidade de um objeto massivo e invisível. Para explorar o sistema com mais detalhes, Al-Badri e sua equipe recorreram ao instrumento Gemini Multi-Object Spectrograph em Gemini North, que mediu a velocidade da estrela companheira enquanto orbitava o buraco negro e forneceu uma medição precisa do período de sua órbita. . As observações de acompanhamento de Gemini foram cruciais para restringir o movimento orbital e, portanto, as massas dos dois componentes do sistema binário, permitindo que a equipe identificasse o objeto central como um buraco negro com cerca de 10 vezes a massa do nosso sol.
Al-Badri explicou que “nossas observações do acompanhamento de Gêmeos confirmaram, sem sombra de dúvida, que o binário contém uma estrela comum e pelo menos um buraco negro adormecido”. “Não conseguimos encontrar um cenário astrofísico plausível que pudesse explicar a órbita observada de um sistema que não inclui pelo menos um buraco negro.”
A equipe confiou não apenas nas impressionantes capacidades de monitoramento da Gemini North, mas também na capacidade da Gemini de fornecer dados em um prazo apertado, já que a equipe tinha pouco tempo para fazer suas observações de acompanhamento.
“Quando tivemos as primeiras indicações de que o sistema continha um buraco negro, tínhamos apenas uma semana antes que os dois objetos estivessem em sua separação orbital mais próxima. As medições neste ponto são necessárias para fazer estimativas precisas de massa em um sistema binário”, Al -Badri disse. “A capacidade da Gemini de fornecer feedback em uma escala de tempo curta foi fundamental para o sucesso do projeto. Se perdêssemos essa janela estreita, teríamos que esperar mais um ano.”
É difícil pressionar os modelos atuais dos astrônomos sobre a evolução dos sistemas binários para explicar como surgiu a formação peculiar de Gaia BH1. Especificamente, a estrela progenitora que mais tarde se transformou no buraco negro recém-descoberto tinha pelo menos vinte vezes a massa do nosso sol. Isso significa que ela teria vivido apenas alguns milhões de anos. Se ambas as estrelas se formassem ao mesmo tempo, essa estrela massiva se transformaria rapidamente em uma supergigante, inflando e engolindo a outra estrela antes que tivesse tempo de se tornar uma estrela da sequência principal adequada, queimando hidrogênio, como o nosso Sol.
Não está claro como uma estrela de massa solar poderia sobreviver a esse anel e acabar como uma estrela aparentemente normal, como sugerem as observações de um buraco negro binário. Todos os modelos teóricos que permitem a sobrevivência prevêem que a estrela de massa solar deveria ter terminado em uma órbita mais estreita do que é realmente observado.
Isso pode indicar lacunas importantes em nossa compreensão de como os buracos negros se formam e evoluem em sistemas binários, bem como sugerir a existência de um grupo ainda inexplorado de buracos negros adormecidos em binários.
“Curiosamente, este sistema não pode ser facilmente adaptado por modelos padrão de evolução binária”, concluiu Al-Badri. “Isso levanta muitas questões sobre como esse sistema binário se formou, bem como quantos buracos negros à espreita existem”.
“Como parte de uma rede de observatórios espaciais e terrestres, o Gemini North não apenas forneceu fortes evidências do buraco negro mais próximo até hoje, mas também forneceu o primeiro sistema original de buracos negros, organizado no gás quente usual interagindo com um buraco negro. buraco”, disse Martin Steele, oficial do Programa Gemini para a Fundação NSF. “Embora isso potencialmente preveja futuras descobertas do esperado aglomerado de buracos negros adormecidos da nossa galáxia, as observações também deixam um mistério a ser resolvido – apesar da história compartilhada com seu vizinho alienígena, por que uma estrela companheira neste sistema binário é tão normal?”
Referência: “Sun-like star orbiting a black hole” de Karim Badri, Hans Walter Rex, Elliot Quatert, Andrew W. Howard, Howard Isaacson, Jim Fuller, Keith Hawkins, Katelyn Breivik, Kazi WK Wong, Antonio C. Rodriguez, Charlie Conroy, Glamour Shahav, Tsvi Mazeh, Frédéric Arino, Kevin B Berdge, Dolev Bachi, Simchon Weigler, Daniel R. Weisz, Reiss Seiberger, Silvia Almada Münter e Jennifer Wuino, 2 de novembro de 2022, Avisos mensais da Royal Astronomical Society. DOI: 10.1093/mnras/stac3140
As notas do Gemini North foram conduzidas como parte do Programa de Tempo Estimado do Diretor (ID do Programa: GN-2022B-DD-202).
O Observatório Internacional Gemini é operado por uma parceria de seis países, incluindo os Estados Unidos através da National Science Foundation, Canadá através do National Research Council of Canada, Chile através da Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo, Brasil através do Ministério da Ciência e Tecnologia. e Inovações, Argentina por meio do Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación, e Coréia por meio do Instituto Coreano de Astronomia e Ciências Espaciais. Esses participantes e a Universidade do Havaí, que tem acesso regular ao Gemini, mantêm um “Escritório Nacional Gemini” para apoiar os usuários locais.
resumo: Os pesquisadores descobriram se os robôs modernos podem superar os organismos biológicos em velocidade e agilidade. O estudo concluiu que, apesar dos avanços na engenharia, os animais ainda superam os robôs em eficiência locomotiva em ambientes naturais.
Os pesquisadores descobriram que a integração de componentes robóticos fica aquém do processo coerente em nível de sistema observado em animais. Esta visão está a impulsionar o desenvolvimento de sistemas robóticos mais integrados e adaptáveis, inspirados no design da natureza.
Principais fatos:
Eficiência robótica versus biológica: O estudo confirma que os subsistemas robóticos individuais, como potência e atuação, podem igualar ou exceder os seus homólogos biológicos, mas os robôs não têm um desempenho tão bom como os animais quando estes sistemas são combinados.
Modelos biológicos inspiradores: A pesquisa destaca como os animais, como as aranhas-lobo e as baratas, se destacam em terrenos e tarefas complexas devido aos seus sistemas biológicos integrados e versáteis.
Tendências futuras da engenharia: As descobertas incentivam os engenheiros a repensar o design dos robôs e exigem uma abordagem mais integrada, semelhante aos sistemas biológicos, onde diferentes funções são combinadas em componentes únicos.
fonte: Universidade do Colorado
Talvez a questão seja uma versão do século XXI da história da tartaruga e da lebre: quem venceria uma corrida entre um robô e um animal?
Num artigo de nova perspectiva, uma equipa de engenheiros dos Estados Unidos e do Canadá, incluindo o roboticista Kaushik Jayaram, da Universidade do Colorado em Boulder, decidiu responder a este mistério.
Então, como podem os engenheiros construir robôs que, tal como os animais, sejam mais do que apenas a soma das suas partes? Crédito: Notícias de Neurociências
O grupo analisou dados de dezenas de estudos e chegou a um sonoro “não”. Em quase todos os casos, criaturas biológicas, como chitas, baratas e até humanos, parecem ser capazes de superar os seus homólogos robóticos.
Os pesquisadores, liderados por Samuel Borden, da Universidade de Washington, e Maxwell Donnellan, da Universidade Simon Fraser, publicaram suas descobertas na semana passada na revista. Robótica científica.
“Como engenheiro, é meio chato”, disse Jayaram, professor assistente do Departamento de Engenharia Mecânica Paul M. Rady da Universidade do Colorado em Boulder. “Ao longo de 200 anos de extensa engenharia, conseguimos enviar naves espaciais para a Lua, Marte e muito mais. Mas é intrigante que ainda não tenhamos robôs que sejam muito melhores a mover-se em ambientes naturais do que os sistemas biológicos.”
Ele espera que este estudo inspire os engenheiros a aprender como construir robôs mais inteligentes e adaptáveis. Os investigadores concluíram que o fracasso dos robôs em superar os animais não se deve a uma deficiência em qualquer peça de maquinaria, como baterias ou motores. Em vez disso, os engenheiros podem ter dificuldades para fazer com que essas peças funcionem juntas de forma eficiente.
Essa busca é uma das principais paixões de Jayaram. Seu laboratório no campus da CU Boulder é o lar de muitos rastejadores assustadores, incluindo várias aranhas-lobo peludas do tamanho de meio dólar.
“As aranhas-lobo são caçadoras naturais”, disse Jayaram. “Eles vivem sob as rochas e podem correr em terrenos complexos a uma velocidade incrível para capturar presas.”
Ele imagina um mundo em que os engenheiros constroem robôs que agem mais como essas aranhas incomuns.
“Os animais são, até certo ponto, a personificação deste princípio de design definitivo, um sistema que funciona bem em conjunto”, disse ele.
Energia da barata
Pergunta “Quem corre melhor, animais ou robôs?” É complicado porque a operação em si é complicada.
Em pesquisas anteriores, Jayaram e seus colegas da Universidade de Harvard projetaram um grupo de robôs que buscam imitar o comportamento aversivo das baratas. O modelo HAMR-Jr da equipe cabe em uma moeda e corre a velocidades equivalentes à de uma chita. Mas, observou Jayaram, embora o HAMR-Jr possa se mover para frente e para trás, ele não se move bem de um lado para o outro ou em terrenos acidentados.
Em contraste, a humilde barata não tem problemas em atravessar superfícies que vão desde porcelana até terra e cascalho. Eles também podem quebrar paredes e passar por pequenas rachaduras.
Para entender por que esta diversidade é um desafio para a robótica, os autores do novo estudo dividiram estas máquinas em cinco subsistemas, incluindo potência, estrutura, atuação, detecção e controle. Para surpresa do grupo, alguns destes subsistemas pareciam estar aquém dos seus homólogos animais.
Por exemplo, baterias de íons de lítio de alta qualidade podem fornecer até 10 quilowatts de energia para cada quilograma (2,2 libras) que pesam. Por outro lado, o tecido animal produz cerca de um décimo disso. Enquanto isso, os músculos não chegam nem perto de igualar o torque absoluto de muitos motores.
“Mas no nível do sistema, os robôs não são bons”, disse Jayaram. “Enfrentamos compromissos inerentes ao design. Se tentarmos melhorar uma coisa, como a velocidade de avanço, podemos perder outra coisa, como a capacidade de virar.
Sentidos de aranha
Então, como podem os engenheiros construir robôs que, tal como os animais, sejam mais do que apenas a soma das suas partes?
Jayaram observou que os animais não são divididos em subsistemas separados da mesma forma que os robôs. Por exemplo, seus quadríceps impulsionam suas pernas como os motores HAMR-Jr impulsionam seus membros. Mas os quadríceps também produzem sua própria força, quebrando gorduras e açúcares e integrando células nervosas que podem sentir dor e pressão.
Jayaram acredita que o futuro da robótica pode estar limitado a “subunidades funcionais” que fazem a mesma coisa: em vez de manter as fontes de alimentação separadas dos motores e das placas de circuito, por que não integrá-las todas numa única peça?
Num artigo de 2015, o cientista da computação Nicholas Curiel, que não esteve envolvido no estudo atual, propôs tais “materiais robóticos” teóricos que agiriam mais como quads.
Os engenheiros ainda estão longe de atingir esse objetivo. Alguns, como Jayaram, estão tomando medidas nessa direção, como acontece com o Robô Artrópode Inseto Articulado (CLARI) de seu laboratório, um robô com várias pernas que se move um pouco como uma aranha.
Jayaram explicou que o CLARI é baseado em um design modular, com cada uma de suas pernas atuando como um robô autônomo com motor, sensores e circuitos de controle próprios. A nova e melhorada versão da equipe, chamada mCLARI, pode se mover em todas as direções em espaços apertados, uma novidade para robôs de quatro patas.
É outra coisa que engenheiros como Jayaram podem aprender com esses caçadores por excelência, as aranhas-lobo.
“A natureza é uma professora realmente útil.”
Sobre notícias de pesquisa em robótica e neurotecnologia
autor: Daniel Tensão fonte: Universidade do Colorado comunicação: Daniel Strain – Universidade do Colorado foto: Imagem creditada ao Neuroscience News
Os animais correm muito melhor do que os robôs. A diferença no desempenho surge nas importantes dimensões de agilidade, alcance e durabilidade.
Para compreender as razões por trás desta lacuna de desempenho, comparamos tecnologias naturais e artificiais em cinco subsistemas operacionais críticos: potência, estrutura, atuação, detecção e controle.
Com poucas exceções, as tecnologias projetadas atendem ou excedem o desempenho de suas contrapartes biológicas.
Concluímos que a vantagem da biologia sobre a engenharia surge de uma melhor integração dos subsistemas e identificamos quatro obstáculos principais que os roboticistas devem superar.
Para atingir esse objetivo, destacamos direções de pesquisa promissoras que têm um enorme potencial para ajudar futuros robôs a alcançarem desempenho de nível animal.
WASHINGTON – A NASA está buscando a opinião do público sobre como priorizar quase 200 tópicos em tecnologia espacial para melhorar a forma como investe financiamento limitado neles.
A agência emitiu Lista de 187 “deficiências tecnológicas” Ou tópicos onde a tecnologia atual requer desenvolvimento adicional para atender às necessidades futuras da NASA. A escassez existe em 20 áreas, desde transporte espacial e suporte de vida até gestão de energia e calor.
Através de um local na rede InternetA agência convida as pessoas a revisarem as tecnologias listadas e avaliarem sua importância até o dia 13 de maio. A NASA usará essas informações para ajudar a priorizar essas tecnologias para investimentos futuros para preencher a lacuna.
Isto faz parte de um esforço da Direcção de Missões de Tecnologia Espacial (STMD) da agência para fornecer uma abordagem mais rigorosa à forma como o desenvolvimento tecnológico é apoiado. “A NASA entrou num ritmo de batalha com as nossas partes interessadas, onde priorizamos mais a área de atividades em que estamos engajados, em vez de inicialmente em torno do espaço do problema: os problemas que estamos trabalhando para resolver”, disse Curt. “Spuds” Vogel, administrador associado de tecnologia espacial da NASA, na reunião de 23 de abril do Consórcio de Inovação da Superfície Lunar.
Ele disse que a abordagem antiga corre o risco de transformar o programa de tecnologia espacial da NASA numa “loja de passatempos” sujeita aos caprichos dos decisores políticos. “Este é o foco errado.”
Ao priorizar as deficiências tecnológicas, ele disse que a NASA terá mais condições de investir seu financiamento nas mais importantes. “Estamos sobrecarregados. Isso significa que não temos orçamento para resolver todos esses problemas de uma vez, então temos que priorizar os dólares limitados com os quais somos abençoados para atacar os problemas que mais importam para nossas partes interessadas.”
Através deste processo, as pessoas poderão avaliar a importância de algumas ou de todas as deficiências tecnológicas identificadas pela NASA. Podem também listar tecnologias que considerem que deveriam ser incluídas ou identificar deficiências que considerem já terem sido resolvidas.
A NASA usará as informações deste processo, bem como um esforço interno separado da agência, para desenvolver uma lista classificada de tecnologias. “Isso deverá estar pronto neste verão”, disse Alisyn Lowry, diretora de planejamento estratégico e integração da STMD, numa apresentação separada na reunião de 24 de abril.
Embora a NASA não publique contribuições individuais, ela planeja revelar como diferentes grupos de partes interessadas na indústria e na academia classificaram as tecnologias. Mas Vogel enfatizou que a contribuição pública será apenas um factor na definição de prioridades globais.
“É uma ferramenta, não uma ferramenta”, disse ele, descrevendo as informações como parte de uma “trilha de auditoria” usada para vincular tecnologias a problemas. “Isso terá impacto no que fazemos, mas tomaremos as decisões finais.”
Ele disse que o número do défice pode mudar nos próximos anos com base nos dados desta análise do défice, para cima ou para baixo. Vogel disse que espera que a NASA atualize as prioridades anualmente. “Nos primeiros dois anos será onde a maioria das mudanças acontecerá. Depois disso, tudo se tornará contínuo e você verá isso como uma ferramenta que poderá usar de maneira semelhante à que usaremos também.”
Esta descoberta chamou a atenção de uma equipe internacional de cientistas
Ao visitar a recém-renovada casa europeia dos seus pais, o dentista descobre algo perturbador. Embutido nos ladrilhos de calcário ao longo do corredor que levava à varanda estava o que parecia ser uma mandíbula humana. O ladrilho foi cortado diagonalmente, revelando um corte transversal de vários dentes. Inseguro quanto ao curso de ação correto, o dentista recorreu ao Reddit, onde a descoberta despertou uma onda de interesse online, que vai da curiosidade entusiástica ao total desgosto.
A descoberta chamou a atenção de uma equipe internacional de cientistas que estão ansiosos para examinar o fóssil. Eles acreditam que poderia pertencer a um ancestral humano extinto.
“Se for um fóssil de hominídeo, o que acredito que seja, deveria ser estudado e colocado num museu”, diz John Kappelman, professor de antropologia da Universidade do Texas em Austin, especializado nas origens e evolução. de hominídeos e hominídeos. , ele disse por e-mail.
O travertino, um tipo de calcário comumente utilizado na construção devido ao seu apelo estético e longevidade, muitas vezes se forma perto de fontes minerais e pode conter restos fossilizados de vidas passadas. Embora fósseis de plantas, algas e até animais como os de rinocerontes e girafas sejam por vezes encontrados em calcário, restos humanos são excepcionalmente raros, observa John Hawkes, paleontólogo humano da Universidade de Wisconsin. Forbes mencionado.
Em uma postagem intitulada “Quantos banheiros neandertais existem em um tribunal?” Dr. Hawkes destaca a natureza incomum desta descoberta em particular.
“Espero que haja muitas reviravoltas na história desta mandíbula”, escreveu Hawks. “Com alguns dentes preservados e a abundância de rochas circundantes, espero que os especialistas possam aprender muito sobre a vida deste indivíduo e quando ele viveu.”
O dentista europeu, especializado em implantes dentários, disse à Forbes que soube imediatamente que não estava apenas observando variações naturais nos padrões de pedra dos ladrilhos de pedra quando viu vários dentes olhando para ele.
“Do ponto de vista do meu dentista, não tive dúvidas de que ele era algum tipo de humano”, disse ele à Forbes. “A distribuição dos dentes e o tamanho da mandíbula são distintos. A largura do córtex também é específica dos humanos antigos.”
“Não acho que seja Jimmy Hoffa”, brincou o dentista na sequência de sua postagem original no Reddit. Ele disse que preferia não revelar seu nome ou o paradeiro de seus pais para proteger a privacidade da família.
Quando um dentista descobriu um maxilar como parte de uma reforma na casa de seus pais, ele ficou surpreso por um motivo diferente.
“É muito incomum encontrar fósseis de vertebrados em ladrilhos de calcário tratado, e os fósseis de hominídeos são 100 vezes mais raros”, disse Kappelman. “Só temos um punhado.”
Kappelman fez parte de uma equipa que observou a primeira evidência de tuberculose gravada em restos de esqueletos humanos com 500 mil anos de idade, descobertos por operários de uma fábrica na Turquia que cortavam ladrilhos de calcário para uso comercial. Os cientistas publicaram os resultados de suas pesquisas em 2007 no American Journal of Physical Anthropology.
