Pesquisadores encontram poeira fria em volta de buraco negro

Astrônomos utilizaram telescópios instalados no deserto do Atacama, no Chile, para realizar as observações mais detalhadas da poeira que circunda um enorme buraco negro situado no centro de uma galáxia. Em vez de encontrar toda a poeira brilhante organizada na forma circular, como uma rosquinha, os pesquisadores descobriram que boa parte dela se encontra acima e abaixo deste círculo. As observações mostram que a poeira está sendo empurrada para longe do buraco negro na forma de um vento frio, uma descoberta surpreendente que desafia as teorias correntes e pode mudar o entendimento sobre como os buracos negros evoluem e interagem com o meio em sua volta.

Nos últimos vinte anos, os pesquisadores descobriram que a maioria das galáxias possuem em seu centro um imenso buraco negro. Alguns desses buracos negros crescem sem parar, conforme sugam matéria de seus arredores, criando nesse processo alguns dos objetos mais energéticos no universo: os núcleos ativos de galáxia. Eles são cercados por poeira cósmica — formada por grãos de silicatos e grafite —, que forma uma moldura circular em volta do buraco negro, de modo semelhante ao qual a água forma uma espécie de redemoinho em volta de um ralo.

Os astrônomos pensavam que a maior parte da forte radiação infravermelha emitida por esse tipo de objeto se originava dessa moldura. Mas as novas observações realizadas em um núcleo ativo conhecido como NGC 3783 trouxe uma surpresa aos pesquisadores. Em volta dele existe, de fato, um anel de poeira quente — que vai de 700 a 1.000 graus Celsius —, mas também existe uma grande quantidade de poeira mais fria abaixo e acima dessa moldura circular principal. "Essa é a primeira vez em que fomos capazes de combinar observações detalhadas em infravermelho da poeira fria em volta do núcleo de galáxia ativo com observações também da poeira muito quente", diz Sebastian Hönig, pesquisador da Universidade de Califórnia em Santa Barbara, nos Estados Unidos, e um dos autores do estudo.


Segundo os cientistas, a poeira descoberta forma uma espécie de vento frio que sai do centro de galáxia ativo. Esse vento deve ajudar a compreender a complexa relação que existe entre os buracos negros e o ambiente em sua volta, uma vez que eles se alimentam do material ao seu redor, mas a intensa radiação produzida por esse processo também empurra parte do material para longe. Ainda não está claro como esses dois processo funcionam em conjunto e permitem que os buracos negros cresçam e evoluam dentro das galáxias, mas a presença do vento de poeira traz mais uma nova peça ao quebra-cabeça montado pelos pesquisadores.

Precisão cósmica - Para investigar as regiões centrais do NGC 3783, os astrônomos precisaram usar o poder combinado dos vários telescópios que formam o Very Large Telescope. Utilizando uma técnica chamada interferometria, eles combinaram os dados obtidos pelos quatro telescópios de 8,2 metros para formar uma única observação com resolução equivalente a um de 130 metros. "Ao combinar a sensibilidade dos grandes espelhos do Very Large Telescope com a interferometria, nós fomos capazes de coletar luz suficiente para observar objetos tênues. Isso nos permite estudar uma região tão pequena quanto a distância que separa o Sol da estrela mais próxima — e isto numa galáxia a dezenas de milhões de anos-luz de distância. Nenhum outro sistema óptico ou infravermelho atual seria capaz deste feito", diz Gerd Weigelt, pesquisador do Instituto Max Planck para Radioastronomia.
Ao fornecer uma evidência direta de que a poeira está sendo empurrada pela radiação emitida pelos buracos negros, essas novas observações podem levar a uma mudança no paradigma existente sobre os núcleos de galáxia ativos. Segundo os astrônomos, os modelos que preveem como é que a poeira se distribui e como os buracos negros crescem e evoluem têm que, a partir de agora, levar conta este efeito recém-descoberto.

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Teoria da evolução das estrelas estava incorreta

 Contra todas as expectativas

O processo de evolução estelar ensinado nos livros de astronomia está incorreto - ou, no mínimo, incompleto.
O modo como as estrelas evoluem e terminam suas vidas foi durante muitos anos um processo considerado bem compreendido.
Modelos computacionais detalhados preveem que estrelas com massa semelhante à do Sol passem por uma fase no final das suas vidas, quando ocorre uma queima final de combustível nuclear, e grande parte da massa das estrelas é perdida na forma de gás e poeira, que literalmente iriam para o espaço.
Este é o chamado ramo gigante assintótico ou AGB (sigla em inglês para asymptotic giant branch. Esse nome estranho é devido à posição que essas estrelas ocupam no diagrama de Hertzsprung-Russel, um gráfico que mostra o brilho das estrelas em função das suas cores.
No entanto, novas observações de um enorme aglomerado estelar, obtidas com o Very Large Telescope do ESO, mostraram - contra todas as expectativas - que a maioria das estrelas estudadas simplesmente não chega a esta fase de sua evolução.
Uma equipe internacional descobriu que a quantidade de sódio presente nas estrelas permite prever de modo muito preciso como é que estes objetos terminarão as suas vidas.

Falta de rigor
Durante um curto período de tempo, o material ejetado para o espaço é iluminado pela intensa radiação ultravioleta que vem da estrela, formando uma nebulosa planetária.
Este material expelido é depois utilizado para formar uma nova geração de estrelas, sendo este ciclo de perda de massa e renascimento vital para sustentar a atual explicação sobre a evolução química do Universo. Este processo fornece também o material necessário à formação de planetas - e contém ainda os ingredientes necessários à vida orgânica.
No entanto, o australiano Simon Campbell (Universidade Monash, Austrália), especialista em teorias estelares, descobriu em artigos científicos antigos indícios importantes de que algumas estrelas poderiam de algum modo não seguir estas regras, pulando completamente a fase AGB.
"Para um cientista de modelos estelares, estas hipóteses pareciam loucas! Todas as estrelas passam pela fase AGB, de acordo com os nossos modelos. Eu verifiquei e tornei a verificar todos os estudos antigos sobre o assunto, e acabei por concluir que este fato não tinha sido estudado com o rigor necessário. Por isso decidi eu mesmo investigar o assunto, apesar de ter pouca experiência observacional," conta o pesquisador.

Sódio estelar
Campbell e a sua equipe utilizaram o VLT para estudar com muito cuidado a radiação emitida pelas estrelas do aglomerado estelar globular NGC 6752, situado na constelação austral do Pavão.
Esta enorme bola de estrelas antigas contém uma primeira geração de estrelas e uma segunda geração, formada pouco tempo depois.
As duas gerações podem ser identificadas pelas quantidades diferentes de elementos químicos leves, tais como carbono, nitrogênio e - crucial para este estudo - sódio.
Os resultados revelaram-se surpreendentes. Todas as estrelas AGB do estudo eram da primeira geração, com níveis de sódio baixos, e nenhuma das estrelas da segunda geração, com níveis mais altos de sódio, tinha se tornado uma AGB.
Um total de 70% das estrelas não estavam nesta fase final de queima nuclear com consequente perda de massa.
Em outras palavras, essas estrelas morrem muito mais jovens do que se calculava, e sem a espalhafatosa fase de queima de hélio, quando a estrela emite uma luz extremamente forte.
Isto tem largo impacto não apenas sobre as teorias, mas também sobre as campanhas observacionais: a enorme quantidade de estrelas que deveriam estar se tornando superbrilhantes ao atingir a fase final das suas vidas simplesmente não existe.
"Parece que as estrelas precisam de uma 'dieta' pobre em sódio para que possam atingir a fase AGB no final das suas vidas. Esta observação é importante por várias razões. Estas estrelas são as mais brilhantes nos aglomerados globulares - por isso haverá 70% menos destas estrelas tão brilhantes do que a teoria prevê. O que significa também que os nossos modelos estelares estão incompletos e devem ser corrigidos!", conclui Campbell.
A equipe espera que sejam encontrados resultados semelhantes para outros aglomerados estelares e está planejando mais observações.
Ele levanta a hipótese de que as estrelas que saltam a fase AGB evoluirão diretamente para anãs brancas de hélio, arrefecendo gradualmente ao longo de muitos bilhões de anos.
Não se acredita que o sódio seja por si só a causa deste comportamento diferente, embora o elemento deva estar fortemente ligado ao fenômeno, que permanece um mistério.

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Pesquisadores desenvolvem metamateriais capazes de controlar o espalhamento da Luz

Uma equipe de pesquisadores do Technion-Israel Institute of Technology de Israel desenvolveu uma nova classe de metamateriais que permitem o controle da propagação da luz em dispositivos de comunicação. O Estudo foi publicado na Revista Science. Os novos materiais são capazes de alterar as características padrão de ondas de luz.

Os equipamentos baseados em componentes eletrônicos atuais utilizados na tecnologia de comunicação, são os mais comuns em relação aos ópticos.  Além disso, os engenheiros têm dificuldade em integrar esses dispositivos com um circuito típico de microeletrônica. Por essa razão, os cientistas têm procurado maneiras de mudar a forma como tais dispositivos são projetados e construídos. Neste novo trabalho, a equipe de Israel criou uma classe de metamateriais que controlam a forma como a luz se espalha, abrindo o caminho para inteiramente novos tipos de dispositivos de comunicação.

Os novos metamateriais desenvolvidos pela equipe são baseados em óptica de rotação onde a degradação dos fótons é impedida devido ao gradiente geométrico que existe na sua superfície. Eles também são anisotrópicos, eles não se comportam da mesma maneira quando medido a partir de diferentes direções. Além disso, ao contrário da tecnologia atual, que são dependentes de polarização. Juntos, esses recursos causam ondas de luz que se propagam de forma não comumente vistos em equipamentos de comunicação atual. Além disso, devido à sua dependência da polarização, engenheiros podem criar novos dispositivos que permitem a uma maneira nova de controlar os dispositivos de comunicação, com a seleção da polarização da luz no início. Os pesquisadores também relatam que os novos materiais não apresentam simetria de inversão em sua superfície.


Devido a suas propriedades únicas, os novos metamateriais esperar-se que os novos metamateriais possam ajudar os engenheiros a projetar e desenvolver dispositivos de comunicação que são mais simples devido a uma capacidade de controlar a propagação de ondas eletromagnéticas, com isso se preparar o palco para dispositivos que são capazes de manipular a luz em nanoescala . Esses dispositivos também deverão resultar em conexões de interface mais simples com outros componentes eletrônicos. O resultado final seria dispositivos menores, que são mais fáceis de usar e que funcionam bem com outros equipamentos eletrônicos.
Os novos materiais foram inspirados por metálico nanoantennae encontrados na natureza. 

O original pode ser acessado aqui.

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Construindo a Estrada do Futuro

Agora, dois holandeses prometem mudar essa realidade com inovações como placas luminosas com alertas para condições meteorológicas adversas e uma pista que recarrega carros elétricos conforme eles andam.

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Daan Roosegaarde, um artista conhecido por seus projetos excêntricos, e Hans Goris, diretor em um escritório de engenharia, já se envolveram em outros projetos ousados no passado - particularmente Roosegaarde, que chegou a desenvolver uma pista de dança com luzes ativadas pelos pés dos baladeiros e um vestido que fica transparente quando a mulher fica excitada.

A nova aposta da dupla, porém, são tecnologias que, segundo eles, podem revolucionar a construção e uso de estradas.

O projeto foi batizado de "Rota 66 do futuro" - uma alusão à icônica estrada americana que até os anos 80 ligava Chicago a Los Angeles.

"Sempre me impressionou o fato de que gastamos bilhões em projetos de pesquisa e desenvolvimento de novas tecnologias para os carros, mas as estradas ficaram completamente imunes a esse processo", diz Roosegaarde.

"Nessa área, ainda estamos presos na Idade Média."

Fim dos postes

Uma das inovações vislumbradas por Roosegaarde é uma pintura de estrada que emitiria uma luz forte no escuro, dispensando a instalação de postes de luz nas estradas.

"Quando começamos este projeto, Heijmans estava tentando criar uma luz de rua que funcionasse por meio de painéis solares", diz Roosegaarde.

"Fiz com que considerassem outras opções. Como é que uma água-viva emite luz, por exemplo? Elas não têm painéis solares, nem conta de energia.

"Voltamos à prancheta de projetos e saímos com a ideia dessas tintas que 'se carregam' durante o dia e emitem luz à noite."

Mas ter a ideia é uma coisa - e transformá-la em realidade, outra. E é nesse desafio, que a experiência de Goris pode fazer a diferença.

Segundo o engenheiro, uma das opções para criar as tais placas luminosas, por exemplo, seria misturar na sua tinta grandes quantidades de um cristal especial, que contém aditivos como o európio.

Outra tecnologia que já Outra tecnologia que já está sendo testada diz respeito ao uso de uma mistura de tinta termossensível para criar grandes placas de sinalização em formato de flocos de neve que avisariam aos motoristas sobre a presença de gelo na pista.

Estrada que recarrega energia

Também há um grande entusiasmo dos dois holandeses em relação ao projeto de uma pista exclusiva para carros elétricos com bobinas que carregariam as baterias dos veículos conforme eles passam.

A ideia pode parecer absurda, mas uma tecnologia semelhante já está sendo usada em um trem elétrico sem cabo em Bordeaux, na França.

"Não acho que cada autoestrada holandesa terá uma pista como essa, mas poderíamos pensar em ter isso em alguns lugares específicos", diz Goris.

Uma quarta ideia que a equipe holandesa pretende desenvolver até 2015 diz respeito a implantação de pequenas turbinas em locais estratégicos das estradas para usar o vento gerado pela passagem dos veículos para acender lâmpadas de sinalização.

"Descobrimos que principalmente na frente e no fim de túneis, há muito vento e poderíamos usar esse movimento de ar (para gerar energia)", acredita Roosegaarde.

Ainda é cedo para saber quanto dessas ideias sairão do papel. "Mas a menos que alguém esteja disposto a assumir o risco de ter ideias que à primeira vista parecem impossíveis, nunca progrediremos", opina Bill Thompson, especialista em tecnologia e colunista da BBC.

Entre outros centros e institutos que também estão tentando criar novas tecnologias para estradas estão a Universidade de Stanford, a empresa canadense Bombardier e a empresa de engenharia alemã IAV.

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Rede de Monitoramento dos Raios UVA e UVB na Antártida

Os raios UVA  e UVB, que tem origem no Sol, são os mais prejudiciais do espectro não visível da luz. 

Se você precisa de mais informações sobre esse tipo de radiação pode acessar o site da National Science Foundation que mantém o monitoramento dos raios UVA E UVB no pólo Sul.

A importância do estudo desses raios se dar pois, os mesmos são provocadores de câncer de pele, eritema, e cegueira em alguns casos provocado por excesso de exposição a luz do Sol.

Na foto acima você tem o Sol emitindo luz na faixa do ultravioleta. A foto foi tirada pelo satélite Trace está disponível nesse aqui.

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Cor Branca obtida a partir da mistura de lasers.

A primeira vista o leigo achará que os três fluidos que saem de cada tubo são coloridos. Mas, não, os três são água pura e cristalina. As cores vem dos lasers vermelho, verde azuis usados no experimento. Esta foto de Alexander Albrecht, da Universidade do Novo México em Albuquerque ganho o primeiro prêmio no concurso de 2012 da Optics & Photonics News. Uma publicação voltada para área de Fotônica.

Ao que parece as cores fluem através dos jatos de água, Isso é explicado pelo efeito chamado de reflexão interna total que faz com que a luz do laser viaje somente dentro dos limites físicos do líquido. Cada laser é apontado ao longo do centro da origem do jato. Como as curvas de jato, a luz atinge o limite entre água e ar, um ângulo de visão, de modo que é reflectida de volta para dentro da água e que viaja mais à frente. Se a luz é viajar todo o caminho até o jato, a superfície do jato deve ser suave e até mesmo para manter a luz e a água de quebrar em turbulência. Nesse experimento um pouco de luz espalhar pelo jato de água, nas moléculas de água, dando origem ao efeito chamado de espalhamento Rayleigh.

Foi o físico Daniel Colladon demonstrou pela primeira vez a luz guiando um jato de água em 1841. Outro físico, John Tyndall, mais tarde, repetiu a demonstração em suas palestras populares no Royal Institution em Londres. O efeito é creditado com conceitos inspiradores de fontes iluminadas para fibra óptica.

Os feixes de laser vermelho, verde e azul se misturam para fazer a luz branca, porque eles são da mesma intensidade e combinam os três receptores de cor do olho humano. Combinando diferentes misturas dessas três cores primárias podemos produzir toda uma gama de cores visíveis ao olho humano, incluindo cores, como rosa e marrom, que não estão no arco-íris ou espectro solar. Monitores de vídeo produzem imagens da mesma forma, modulando o brilho de pequenos ponto de vermelho, verde e azul emissores em toda a tela inteira.

Do site da New Scientis

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Teoria de Matemática finalmente é provada.

Matemáticos de uma universidade dos EUA finalmente resolveram um quebra-cabeça enigmático do renomado matemático indiano Srinivasa Ramanujan que segundo ele mesmo veio a ele em seus sonhos enquanto ele estava em seu leito de morte. 7

Enquanto em seu leito de morte, em 1920, Ramanujan escreveu uma carta ao seu mentor, o matemático britânico GH Hardy, delineando várias novas funções matemáticas nunca antes vistas, juntamente com um palpite sobre as suas aplicações na Física. 

Agora, pesquisadores dizem ter provado que Ramanujan estava certo, e que a fórmula poderia explicar o comportamento dos buracos negros.

"Nós resolvemos os problemas de suas últimas cartas misteriosas", Ken Ono, um matemático da Universidade de Emory, na Geórgia, EUA.

Ono disse Ramanujan, um matemático autodidata nascido em uma vila no sul da Índia, gastou tempo pensando muito sobre matemática embora tenha sido reprovado na faculdade duas vezes.

A Carta de Ramanujan a Hardy descreve várias novas funções que se comportam de maneira diferente a partir de funções conhecidas teta, ou formas modulares.

Ramanujan, um hindu devoto, pensava que estes padrões foram revelados a ele pela Deus Indiana Namagiri.

"Não foi até 2002, através do trabalho de Zwegers Sander, que tínhamos uma descrição das funções que Ramanujan escreveu, em 1920", disse Ono.

Ono e seus colegas se basearam em modernas ferramentas matemáticas que não tinham sido desenvolvidos antes da morte de Ramanujan para provar que sua teoria estava correta.

"Provamos que Ramanujan estava certo. Nós encontramos a fórmula que explica uma das visões que ele acreditava que veio de sua deusa", disse Ono.

"Ninguém estava falando sobre buracos negros em 1920, quando Ramanujan primeiro veio com simulações de formas modulares, e ainda tem mais, o seu trabalho pode revelar segredos sobre os buracos negros que nem sequer imaginaríamos", disse ele.

Os resultados foram apresentados em novembro em uma conferência de Ramanujan realizada na Universidade da Flórida, à frente do 125 º aniversário de nascimento do matemático Indiano.

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