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Buraco Negro: Fome em alta velocidade

Ivan de Souza 21.9.18 Add Comentário

Matéria caindo em um buraco negro a 30% da velocidade da luz

Uma equipe britânica de astrônomos relatou a primeira detecção de matéria caindo em um buraco negro a 30% da velocidade da luz, localizado no centro da distante galáxia PG211 + 143, que está a um bilhão de anos-luz.
Esta é a estrutura característica do disco a partir da simulação de um disco desalinhado em torno de um buraco negro em rotação.Crédito: K. Pounds et al. / Universidade de Leicester
A equipe, liderada pelo professor Ken Pounds, da Universidade de Leicester, usou dados do observatório de raios-X da Agência Espacial Européia XMM-Newton para observar o buraco negro. Seus resultados aparecem em um novo artigo no Monthly Notices da Royal Astronomical Society.

Os buracos negros são objetos com campos gravitacionais tão fortes que nem a luz viaja com rapidez suficiente para escapar de seu alcance, daí a descrição "negro". Eles são extremamente importantes na astronomia porque oferecem a maneira mais eficiente de extrair energia da matéria. Como resultado direto, o acúmulo de gás - caindo - em buracos negros deve estar alimentando os fenômenos mais energéticos do Universo.

O centro de quase todas as galáxias - como a nossa Via Láctea - contém um chamado buraco negro supermassivo, com massas de milhões a bilhões de vezes a massa do nosso Sol. Com matéria suficiente caindo no buraco, estes podem se tornar extremamente luminosos, e são vistos como um quasar ou núcleo galáctico ativo (AGN).

No entanto, os buracos negros são tão compactos que o gás está quase sempre girando demais para cair diretamente. Em vez disso, ele orbita o buraco, aproximando-se gradualmente através de um disco de acreção - uma sequência de órbitas circulares de tamanho decrescente. À medida que o gás espirala para dentro, ele se move mais e mais rápido e se torna quente e luminoso, transformando a energia gravitacional na radiação que os astrônomos observam.
XMM-Newton spacecraft. Credit: ESA
Acredita-se que a órbita do gás ao redor do buraco negro esteja alinhada com a rotação do buraco negro, mas não há razão para que isso aconteça. De fato, a razão pela qual temos verão e inverno é que a rotação diária da Terra não se alinha com sua órbita anual ao redor do Sol.

Até agora, não ficou claro como a rotação desalinhada pode afetar a queda do gás. Isto é particularmente relevante para a alimentação de buracos negros supermassivos, uma vez que a matéria (nuvens de gás interestelar ou mesmo estrelas isoladas) pode cair de qualquer direção.

Usando dados da XMM-Newton, o Prof. Pounds e seus colaboradores analisaram os espectros de raios X (onde os raios X são dispersos por comprimento de onda) da galáxia PG211 + 143. Este objeto está a mais de um bilhão de anos-luz de distância na direção da constelação Coma Berenices (a Cabeleira de Berenice, uma constelação do hemisfério celestial norte), e é uma galáxia Seyfert, caracterizada por um AGN muito brilhante resultante da presença do enorme buraco negro em seu núcleo.

Os pesquisadores descobriram que os espectros são fortemente desviados para o vermelho, mostrando a matéria observada caindo no buraco negro na enorme velocidade de 30% da velocidade da luz, ou cerca de 100.000 quilômetros por segundo. O gás quase não tem rotação ao redor do buraco, e é detectado extremamente próximo a ele em termos astronômicos, a uma distância de apenas 20 vezes o tamanho do buraco (seu horizonte de eventos, o limite da região onde a fuga não é mais possível).

A observação concorda estreitamente com o trabalho teórico recente, também em Leicester e usando a instalação de supercomputador Dirac do Reino Unido, simulando o 'rasgo' de discos de acreção desalinhados. Este trabalho mostrou que anéis de gás podem se romper e colidir uns com os outros, cancelando sua rotação e deixando o gás cair diretamente em direção ao buraco negro.

O Prof. Pounds, do Departamento de Física e Astronomia da Universidade de Leicester, disse: "A galáxia que estávamos observando com a XMM-Newton tem um buraco negro de 40 milhões de massas solares é muito brilhante e evidentemente bem alimentado. De fato, há 15 anos atrás detectou um vento poderoso que indicava que o buraco estava sendo alimentado em excesso. Embora esses ventos agora sejam encontrados em muitas galáxias ativas, o PG1211 + 143 agora produziu outro "primeira vez", com a detecção de matéria mergulhando diretamente no próprio furo. "

Ele continua: "Fomos capazes de seguir um pedaço de matéria do tamanho da Terra por cerca de um dia, quando foi puxado para o buraco negro, acelerando a um terço da velocidade da luz antes de ser engolido pelo buraco".

Uma implicação adicional da nova pesquisa é que a "acresção caótica" de discos desalinhados é comum em buracos negros supermassivos. Tais buracos negros girariam então lentamente, podendo aceitar muito mais gás e crescer suas massas mais rapidamente do que se acreditava, fornecendo uma explicação para por que buracos negros que se formaram no Universo primitivo rapidamente ganharam massas muito grandes.

Fonte: Royal Astronomical Society
Buraco Negro: Fome em alta velocidade
Ivan de Souza

NGC 8861 Nebulosa da Orla e a luta de dragões

Ivan de Souza 25.8.17 Add Comentário
A NGC 6188 é uma nebulosa de emissão também conhecida como Nebulosa da Orla localizada na constelação de Ara (o altar), Entre outras peculiaridades a nebulosa tem uma semelhança fantástica com um par de dragões em combate.
NGC 6188 a Nebulosa da Orla. Na imagem se vê a silhueta de dois dragões lutando acima de um ovo cósmico que é a nebulosa NGC 6164 - NASA
Em direção a constelação de Ara (O Altar) encontra-se a nebulosa NGC 6188, a Nebulosa da Orla, o objeto descoberto em 1836 pelo astrônomo John Herschel está a uma distancia de 4000 anos-luz da Terra. Esta nebulosa reside dentro do aglomerado aberto de estrelas chamado NGC 6193, com cerca de trinta estrelas brilhantes que forma o centro da associação OB1 do Altar que é invisível a olho nu e principalmente responsável por iluminar os contornos dos "Dragões lutadores", isto é, fornece a radiação energizante para regiões vizinhas da nebulosa NGC 6188.

No centro da imagem (destacada no circulo) está a constelação de Ara, o Altar. Bem fácil de encontrar nos céus do Sul entre o Escorpião e o triangulo Autral  Imagem: Stellarium.
Uma associação estelar é um grande agrupamento de estrelas ligeiramente vinculadas que ainda não se afastaram completamente do seu local de formação inicial. As associações de OB consistem em grande parte em estrelas muito azuis e brancas, que são cerca de 100 000 vezes mais brilhantes que o Sol e entre 10 e 50 vezes mais maciças.

Na imagem abaixo, no centro,  as duas estrelas mais brilhantes são estrelas gigantes muito quentes que são a principal fonte de iluminação da Nebulosa da Orla ou NGC 6188, que pode ser vista à direita do aglomerado.
Imagem: VLT Survey Telescope. Esta imagem abrange 70 anos-luz de comprimento.
A Orla é uma nebulosa formadora de estrelas, um verdadeiro berçário estelar, e é esculpida por estrelas jovens formadas recentemente (algumas com alguns milhões de anos).Tem sua formação do ultimo lote de estrelas que se tornaram super novas.

A Nebulosa da Orla é o muro proeminente de nuvens escuras e brilhantes que marcam o limite entre uma região ativa de formação de estrelas dentro da nuvem molecular, conhecida como RCW 108 e o resto da associação. A área em torno de RCW 108 é composta principalmente de hidrogênio - o principal ingrediente na formação de estrelas. Tais áreas também são conhecidas como regiões H II.

A Nebulosa da Orla e a rebeldia das jovens estelares

Estrelas jovens costumam a se comportar muito mal e isso será a causa do inevitável fim da nebulosa, À medida que a nuvem cria novas estrelas, ela é simultaneamente corroída pelos ventos e pela radiação emitida por estrelas anteriores e por violentas explosões de supernova. Desta forma, tais regiões H II que formam estrelas tendem a ter uma vida útil de apenas alguns milhões de anos. A formação de estrelas é um processo muito ineficiente, com apenas cerca de 10% do material disponível contribuindo para o processo - o resto é explodido no espaço.

Os Dragões lutadores do Altar

Não oficialmente mas já está se difundindo um apelido novo para a NGC 6188 como por exemplo: a nebulosa dos dragões lutadores ou dragões em combate, isso devido ás imagens tiradas da nebulosa onde se vê uma nuvem ameaçadora de gás e pó , aparentemente retratando uma cena de dois dragões lutando acima de um ovo brilhante.

A silhueta dos dois dragões envolvidos em combate é a Nebulosa da Orla NGC 6188 e o grande ovo brilhante é outra nebulosa, NGC 6164, uma nebulosa bipolar.

Ivan de Souza

Por que a Lua está sempre te seguido?

Ivan de Souza 12.4.17 Add Comentário
Por que a lua parece seguir você quando você está em um carro? Será que a lua está apaixonada por você? ou será que você faz parte de uma conspiração celeste de espionagem. Não A resposta é bem mais simples é ... porque a lua está relativamente distante, em comparação com os objetos ao seu redor aqui na Terra.


Suponha que você está em um carro, e você está olhando pela janela. Você vê uma grande quantidade de movimento na paisagem, por exemplo quando você passa por árvores, edifícios e sinais. Vamos dizer que você está dirigindo em direção a uma casa. Primeiro você a vê na frente do carro,  após isso ao lado do carro - e em seguida está atrás de você.

É assim que seu sistema visual sabe que você está se movendo em relação a casa.

Mas a lua e as estrelas estão muito distantes. Quando estamos olhando para elas de um carro em movimento, não temos as pistas comuns em nosso ambiente para dizer ao nosso sistema visual o que está acontecendo. Não vemos o ângulo na lua ou nas estrelas mudarem - não as vemos da frente, nem depois do lado e e tampouco depois nas costas.

Além disso - quando estamos nos movendo em um carro - nossos cérebros automaticamente comparam a lua distante e estrelas para esse primeiro plano desordenado que falamos antes. Nesse quadro,  por a lua e as estrelas estarem tão distantes, elas parecem ficar em um ponto, e pode parecer como se esses objetos no espaço estivessem se movendo bem junto com você.

Ou então, pense nisso em termos do ângulo entre você e a lua. A distância entre você e a lua é de cerca de um terço de milhões de quilômetros. Qualquer distância que você viajar de carro na Terra é muito pequena em comparação a isso. Assim - quando você está se movendo em um carro - de qualquer ângulo que nós vemos a lua, parece permanecer no mesmo lugar ... seguindo você!

Esse fenômeno, por sinal, é responsável por muitos dos avistamentos de OVNI em todo o mundo.

Ha...Ainda está com mania de perseguição?!?

Bem, sejamos mais técnicos:

Quando no carro, parece que a Lua está seguindo você ... .e talvez seja. Bem, aqui está um vídeo mostrando algo semelhante. Você não pode ver a lua, mas parece que as nuvens estão nos seguindo (Este vídeo foi gravado pelo passageiro não pelo motorista - só para você saber que estava sendo seguro).


Então, qual é a resposta? Por que a lua segue você? Primeiro, a resposta mais simples já explicada(depois eu vou dar uma resposta mais complexa) foi: A lua parece segui-lo porque está muito longe. Quando o carro se move 30,5 metros para a frente, o ângulo relativo entre a direção do movimento e o carro é essencialmente o mesmo. Isto significa que a lua aparece basicamente na mesma posição angular com o mesmo tamanho angular. Isso normalmente acontece quando algo perto está seguindo você (voando, por exemplo como um avião).

Ok, isso foi um pouco complicado. É hora do diagrama.


Para tornar as coisas mais simples, eu tenho uma lua muito próxima a partir de um local perpendicular à direção do movimento (as caixas em cinza é o carro em dois momentos diferentes e locais 1 e 2). Os círculos mais próximos são árvores perto da estrada. Então, em quanto o ângulo do objeto muda? O material básico do triângulo direito diz:



Resolvendo para a mudança no ângulo (θ) como visto do carro:


Agora, para alguns valores. Suponha que eu estou dirigindo cerca de 31 m / s. Em 1 segundo, o carro terá movido 31 metros. Se a distância para a lua é 4 x 108 metros, então a posição angular (como vista do carro) vai mudar por 4 x 10-6 graus. Ou em termos leigos,. Para a pessoa no ponto de vista do carro, a lua está na mesma posição.

E uma árvore que fica a apenas 10 metros de distância? Em um segundo, a posição angular mudará em 72 graus. Isto é o que o faz ver como estas árvores estão se movendo e a lua não está.


Artigo original por Deborah Byrd e adaptado e acrescentado por Ivan de Souza
Ivan de Souza

Na ciência, nunca é "apenas uma teoria"

Ivan de Souza 18.4.16
Há uma ampla utilização da palavra "teoria"  na linguagem cotidiana, e aí é onde há vários mal-entendidos, como igualar o uso rotineiro da palavra "teoria"  e a mesma, usada em "teoria científica" dando a ideia que equivale à mesma coisa - que é apenas uma ideia que alguém teve, que não tem mais validade do que qualquer outra ideia. Porém "teoria cientifica" se refere a algo, bem mais, especifico.

Ouvimos o tempo todo que as teorias científicas como a evolução por seleção natural, a teoria do Big Bang ou mesmo a nosso mais recente entendimento de como o clima da Terra está mudando devido à ação humana são "apenas teorias", como se  "teoria" = "teoria cientifica". Há aí, embutida, a noção que elas (teorias) podem ser facilmente descartadas, porque os cientistas não podem "prová-las".

Para uma teoria ser científica, ela precisa fazer várias coisas: tem de explicar algum aspecto do mundo que nos rodeia; ela tem que ser apoiada por provas; e tem que fazer previsões sobre outros aspectos do mundo que podemos medir ou observar. Se ela faz essas três coisas, então ela se qualifica como uma teoria científica. Isso não significa que é a verdade absoluta ou a palavra final sobre o assunto. Mas isso não significa que somos capazes de rebaixa-la ao status de mera "opinião".

Todos podem ter e tem direito a uma opinião, e as opiniões não precisam de provas. Alguém pode querer chamar uma opinião sua "teoria" mas não pode dizer que é uma "teoria científica" se não cumprir esses três critérios. a ciência funciona (o método científico) de uma forma mais restrita.

E vale lembrar: Opinião não é fato. Palpite não é fato. Uma das mais celebres frases que Carl Sagan cita na série Cosmos foi que:

Alegações extraordinárias requerem evidências extraordinárias.
Vejamos como na linguajem diária as pessoas tendem a usar a palavra "teoria" como sinônimo de palpite, ou especulação ociosa ou mesmo pra maluquice. Abaixo alguém no Twitter de nome Mothra PI tem uma teoria sobre como os gatos podem assumir um novo estado de matéria:


Esse alguem diz: Eu tenho uma teoria, que os gatos ficam realmente em estado líquido por algum tempo, como demonstrado aqui ...


Segundo Kenneth R. Miller, um biólogo celular da Universidade de Brown afirma:

"Na ciência, a palavra teoria não é aplicada despreocupadamente", e continua:
"Ela não significa um palpite ou uma suposição. Uma teoria é um sistema de explicações que une um monte de fatos. Ela não só explica esses fatos, mas prevê o que você deve encontrar a partir de outras observações e experiências."


Uma história real


Dr Kenneth Miller.jpg
Kenneth R. Miller: Imagem: Wikipédia


O Dr. Miller é um dos poucos cientistas que explicou a natureza das teorias em um banco de tribunal sob juramento.

Ele é co-autor de um livro de biologia do ensino médio que coloca uma forte ênfase na teoria da evolução. Em 2002, o conselho de educação no condado  Cobb, Georgia (EUA). Adotou o livro, mas também exigiu dos professores de ciências colocarem um aviso, uma etiqueta dentro da capa de cada exemplar.

"A evolução é uma teoria, não um fato, a respeito da origem dos seres vivos", Assim dizia o adesivo em parte.

Em 2004, vários pais do condado de Cobb entraram com uma ação contra o conselho de educação local para ter os adesivos removidos. Eles chamaram o Dr. Miller, que testemunhou durante aproximadamente duas horas, explicando, entre outras coisas, a força da evidência para a teoria da evolução.

Uma vez que os advogados terminaram com interrogatório do Dr. Miller, ele desceu da posição e fez o seu caminho para fora do tribunal. No caminho, ele notou uma mulher olhando-o diretamente nos olhos.

"Ela disse: 'É só uma teoria, e nós vamos vencer'", lembrou Dr. Miller.

Eles não venceram. Em 2005, o juiz decidiu contra o conselho de educação. O conselho recorreu da decisão, mas depois concordou em remover os adesivos.



Peter Godfrey-Smith, autor do livro "Teoria e Realidade: Uma Introdução à Filosofia da Ciência", pensou em como as pessoas podem evitar o mal-entendido embutido na frase, "É só uma teoria".

É útil, ele argumenta, pensar sobre teorias como sendo como mapas.

"Para dizer que algo é um mapa não é dizer que ele é um palpite", disse Godfrey-Smith, um professor da Universidade da Cidade de Nova York e da Universidade de Sydney. "É uma tentativa de representar algum território."

A teoria, da mesma forma, representa um território de ciência. Em vez de rios, montanhas e cidades, as peças do território são fatos.

"Para chamar algo um mapa não quer dizer nada sobre como ele é bom", acrescentou o Dr. Godfrey-Smith. "Há fantasticamente bons mapas onde não há um pingo de dúvida sobre sua veracidade. E há mapas que são especulativos ".

Para julgar a qualidade de um mapa, podemos ver o quão bem ele nos guia através do seu território. De forma semelhante, os cientistas testam novas teorias contra as evidências. Assim como muitos mapas provaram ser confiáveis, muitas teorias foram postas de lado.

Mas outras teorias tornaram-se a fundação, alicerce, da ciência moderna, como a teoria da evolução, a teoria geral da relatividade, a teoria das placas tectônicas, a teoria de que o Sol é o centro do sistema solar, e da teoria do germe da doença.

"Para o melhor de nossa capacidade, nós testamos elas, e elas se sustetaram", disse Miller.
Ivan de Souza
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