Connect with us

science

O telescópio Webb da NASA fará uma retrospectiva no tempo, usando quasares para revelar os segredos do universo primitivo.

Published

on

Este é o conceito artístico de uma galáxia com uma estrela quasar brilhante em seu centro. Um quasar é um buraco negro supermassivo muito brilhante, distante e ativo com uma massa de milhões a bilhões de vezes a massa do sol. Entre as coisas mais brilhantes do universo, a luz de um quasar é superior à luz de todas as estrelas em sua galáxia hospedeira combinadas. Os quasares se alimentam de matéria em queda e liberam torrentes de vento e radiação, formando as galáxias em que residem. Usando as habilidades únicas de Webb, os cientistas vão estudar seis dos quasares mais distantes e brilhantes do universo. Crédito: NASA, ESA e J. Olmsted (STScI)

Os quasares ofuscam todas as estrelas em suas galáxias hospedeiras combinadas e estão entre as coisas mais brilhantes do universo. Esses buracos negros supermassivos ativos, distantes e brilhantes constituem as galáxias em que vivem. Logo após seu lançamento, os cientistas usarão o Webb para estudar seis dos quasares mais brilhantes e distantes, junto com suas galáxias hospedeiras, no universo muito jovem. Eles examinarão o papel que os quasares desempenharam na evolução das galáxias durante esses primeiros tempos. A equipe também usará quasares para estudar gases no espaço intergaláctico do universo infantil. Somente com a extrema sensibilidade de Webb a baixos níveis de luz e excelente resolução de ângulo isso seria possível.

Os quasares são buracos negros ativos, distantes e extremamente brilhantes, com uma massa de milhões a bilhões de vezes a massa do Sol. Normalmente localizados no centro das galáxias, eles se alimentam de matéria cadente e liberam fantásticas torrentes de radiação. Entre as coisas mais brilhantes do universo, a luz do quasar ilumina coletivamente todas as estrelas em sua galáxia hospedeira, e seus jatos e ventos moldam a galáxia em que reside.

Logo após seu lançamento, no final deste ano, uma equipe de cientistas treinará o Telescópio Espacial James Webb da NASA em seis dos quasares mais distantes e brilhantes. Eles vão estudar as propriedades desses quasares e de suas galáxias hospedeiras, e como eles estão interconectados durante os primeiros estágios da evolução galáctica no início do universo. A equipe também usará quasares para examinar gases no espaço intergaláctico, principalmente durante o período de reionização cósmica, que terminou quando o universo era muito jovem. Eles conseguirão isso com a extrema sensibilidade de Webb a baixos níveis de luz e impressionante resolução de ângulos.

Colheita de Infográfico de Reionização Cósmica

(Clique na imagem para ver o diagrama completo.) Mais de 13 bilhões de anos atrás, durante a era da reionização, o universo era um lugar totalmente diferente. O gás intergaláctico era muito opaco para luz energética, tornando as galáxias jovens difíceis de observar. O que permitiu que o universo se tornasse completamente ionizado, ou transparente, o que acabou levando às condições “óbvias” detectadas na maior parte do universo hoje? O Telescópio Espacial James Webb mergulhará mais fundo no espaço para reunir mais informações sobre coisas que existiram durante a era da reionização para nos ajudar a compreender esta grande mudança na história do universo. Crédito: NASA, ESA e J.Kang (STScI)

Webb: Visitando o Universo Jovem

Enquanto Webb olha para as profundezas do universo, ele realmente olha para trás no tempo. A luz desses quasares distantes começou sua jornada para Webb quando o universo era muito jovem e levou bilhões de anos para chegar. Veremos as coisas como eram há muito tempo, não como são hoje.

READ  Locais de vacina contra Monkeypox: 11 locais abertos em Massachusetts

“Todos esses quasares que estudamos existiam muito cedo, quando o universo tinha menos de 800 milhões de anos, ou menos de 6 por cento de sua idade atual. Portanto, essas observações nos dão a oportunidade de estudar a evolução das galáxias e a formação e a evolução dos buracos negros supermassivos nestes primeiros tempos. Muito ”, explicou o membro da equipe Santiago Arribas, Professor Pesquisador do Departamento de Astrofísica do Centro de Astrobiologia de Madri, Espanha. Arribas também é membro da equipe de ciência de instrumentos de espectrografia de infravermelho próximo (NIRSpec) de Webb.

Qual é o redshift cósmico?

(Clique na imagem para ver o diagrama completo.) O universo está se expandindo, e essa expansão estende a luz viajando pelo espaço em um fenômeno conhecido como redshift cósmico. Quanto maior for o desvio para o vermelho, maior será a distância percorrida pela luz. Como resultado, telescópios equipados com detectores infravermelhos são necessários para ver a luz da primeira e das galáxias mais distantes. Crédito: NASA, ESA e L. Hustak (STSci)

A luz desses objetos muito distantes foi esticada devido à expansão do espaço. Isso é conhecido como desvio para o vermelho cósmico. Quanto mais longe estiver a luz, maior será o desvio para o vermelho. Na verdade, a luz visível do universo primitivo é tão esticada que se transforma em radiação infravermelha quando chega até nós. Com uma série de instrumentos sintonizados em infravermelho, Webb é o único adequado para estudar esse tipo de luz.

O estudo de quasares, suas galáxias, seus ambientes hospedeiros e seus poderosos fluxos

Os quasares que a equipe vai estudar não estão apenas entre os mais distantes do universo, mas também entre os mais brilhantes. Esses quasares geralmente têm a maior massa de buracos negros e também as maiores taxas de acreção – as taxas nas quais o material cai nos buracos negros.

READ  Cientistas realizam primeiro teste de um sistema de radionavegação de raios cósmicos - Ars Technica

“Estamos interessados ​​em observar os quasares mais brilhantes porque a quantidade muito alta de energia que eles geram em seus núcleos deve levar ao maior impacto na galáxia hospedeira por meio de mecanismos como fluxo de quasar e aquecimento”, disse Chris. Willott, um cientista pesquisador do Centro de Pesquisa em Astronomia e Astrofísica Herzberg do Conselho Nacional de Pesquisa do Canadá (NRC) em Victoria, British Columbia. Willott também é cientista do projeto Webb da CSA. “Queremos observar esses quasares no momento em que eles têm o maior impacto nas galáxias hospedeiras.”

Uma grande quantidade de energia é liberada quando a matéria se acumula pelo buraco negro supermassivo. Esta energia aquece e empurra o gás circundante para fora, gerando fluxos poderosos que rasgam o espaço interestelar como um tsunami, causando estragos na galáxia hospedeira.


Observe como jatos e ventos de um buraco negro supermassivo afetam a galáxia hospedeira – e o espaço a centenas de milhares de anos-luz de distância ao longo de milhões de anos. Crédito: NASA, ESA e L. Hustak (STScI)

Outflows desempenham um papel importante na evolução das galáxias. O gás alimenta a formação de estrelas, portanto, quando o gás é removido devido a vazamentos, a taxa de formação de estrelas diminui. Em alguns casos, os fluxos de saída são tão poderosos que expelem grandes quantidades de gás que podem impedir completamente a formação de estrelas dentro da galáxia hospedeira. Os cientistas também acreditam que fluxos de saída são o principal mecanismo pelo qual gás, poeira e elementos são redistribuídos por grandes distâncias dentro da galáxia ou mesmo podem ser expulsos para o espaço intergaláctico – o meio intergaláctico. Isso poderia desencadear mudanças fundamentais nas propriedades da galáxia hospedeira e do meio intergaláctico.

READ  Tripulação de cosmonautas russos decola para a Estação Espacial Internacional

Examinando as propriedades do espaço intergaláctico durante a era da reionização

Mais de 13 bilhões de anos atrás, quando o universo era muito jovem, a paisagem estava longe de ser clara. O gás neutro entre as galáxias tornou o universo opaco para alguns tipos de luz. Ao longo de centenas de milhões de anos, o gás neutro no meio intergaláctico tornou-se carregado ou ionizado, tornando-o transparente à luz ultravioleta. Este período é denominado era da reionização. Mas o que levou à reionização que criou as condições “óbvias” que são detectadas na maior parte do universo hoje? Webb mergulhará no espaço para reunir mais informações sobre essa grande transformação na história do universo. As observações nos ajudarão a entender a era da reionização, uma das grandes fronteiras da astrofísica.

A equipe usará quasares como fontes de luz de fundo para estudar o gás entre nós e o quasar. Este gás absorve a luz do quasar em comprimentos de onda específicos. Por meio de uma técnica chamada espectroscopia de imagem, eles procuram linhas de absorção no gás interferente. E quanto mais brilhante o quasar, mais fortes são as características da linha de absorção no espectro. Ao determinar se o gás é neutro ou ionizado, os cientistas aprenderão o quão neutro é o universo e quanto esse processo de reionização ocorre naquele ponto específico no tempo.


O Telescópio Espacial James Webb usará um instrumento inovador chamado Unidade de Campo Integrada (IFU) para capturar imagens e espectros ao mesmo tempo. Este vídeo fornece uma visão geral básica de como o IFU funciona. Crédito: NASA, ESA, CSA e L. Hustak (STScI)

“Se você quer estudar o universo, precisa de fontes de fundo muito brilhantes. Um quasar é a coisa perfeita no universo distante, porque é luminoso o suficiente”, disse a membro da equipe Camilla Pacifici, que é afiliada à Agência Espacial Canadense, mas trabalha como cientista de instrumentos no Space Telescope Science Institute. Portanto, podemos ver isso muito bem. Em Baltimore. “Queremos estudar o universo primitivo porque o universo está evoluindo e queremos saber como ele começou.”

A equipe analisará a luz proveniente dos quasares usando o NIRSpec para procurar o que os astrônomos chamam de “metais”, elementos mais pesados ​​que o hidrogênio e o hélio. Esses elementos formaram-se nas primeiras estrelas e primeiras galáxias e foram expulsos por fluxos de saída. O gás sai das galáxias nas quais estava originalmente localizado e vai para o meio intergaláctico. A equipe planeja medir a geração desses primeiros “metais”, bem como a maneira como estão sendo empurrados para o meio intergaláctico por esses fluxos iniciais.

Poder da web

Webb é um telescópio altamente sensível, capaz de detectar níveis muito baixos de luz. Isso é significativo porque, embora os quasares sejam intrinsecamente muito brilhantes, os que esta equipe observará estão entre os objetos mais distantes do universo. Na verdade, eles estão tão distantes que os sinais que Webb receberá são muito, muito baixos. Somente com a notável sensibilidade de Webb essa ciência pode ser realizada. Webb também oferece excelente resolução angular, o que torna possível separar a luz do quasar de sua galáxia hospedeira.

Os programas de quasar descritos aqui são Notas de tempo garantido envolvendo as capacidades espectrais do NIRSpec.

O Telescópio Espacial James Webb será o principal observatório de ciências espaciais do mundo quando for lançado em 2021. Webb vai resolver os mistérios do nosso sistema solar, olhar além para mundos distantes ao redor de outras estrelas e sondar as misteriosas estruturas e origens do universo e nosso lugar nele. Webb é um programa internacional liderado pela NASA com seus parceiros ESA (European Space Agency) e a Canadian Space Agency.

Continue Reading
Click to comment

Leave a Reply

O seu endereço de e-mail não será publicado. Campos obrigatórios são marcados com *

science

SpaceX adia lançamento de 22 satélites Starlink da Califórnia

Published

on

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).

Continue Reading

science

Como as memórias são selecionadas para preservação?

Published

on

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.

READ  Antigas presas de mamute descobertas nas profundezas do oceano na costa da Califórnia

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.

READ  O Perseverance Mars Rover da NASA descobre o helicóptero Ingenuity em seu local de descanso final

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.

READ  Esqueleto de dinossauro de 82 pés de altura foi encontrado no quintal de um homem em Portugal

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.

Continue Reading

science

Daily Telescope: Observando um remanescente de supernova de 800 anos

Published

on

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.

READ  Antigas presas de mamute descobertas nas profundezas do oceano na costa da Califórnia

fonte: Observatório de raios X Chandra

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

Continue Reading

Trending

Copyright © 2023