Pronto para uma aventura virtual pela Nebulosa de Orion?
Suspensas no espaço, as estrelas que residem na Nebulosa de Orion estão espalhadas por uma dramática paisagem de poeira e gás de planaltos, montanhas e vales que lembram o Grand Canyon. Esta visualização usa visões visíveis e infravermelhas, combinando imagens do Telescópio Espacial Hubble e do Telescópio Espacial Spitzer para criar uma visualização tridimensional .
Saiba mais sobre a celebração da nebulosa pelo Hubble em novembro e veja as novas imagens da nebulosa aqui .
Créditos de visualização: NASA, ESA e F. Summers, G. Bacon, Z. Levay, J. DePasquale, L. Hustak, L. Frattare, M. Robberto, M. Gennaro (STScI), R. Hurt (Caltech / IPAC ), M. Kornmesser (ESA); Agradecimento: A. Fujii, R. Gendler
Vê aquela pequena gota de luz, circulada em vermelho? Não parece muito, não é? Mas essa bolha representa um banquete grande o suficiente para alimentar um buraco negro com cerca de 30 milhões de vezes a massa do nosso Sol ! Os cientistas chamam esses tipos de refeições estelares de eventos de interrupção das marés, e são alguns dos acontecimentos mais dramáticos do cosmos.
Às vezes, uma estrela azarada fica muito perto de um buraco negro. A gravidade do buraco negro atrai a estrela, fazendo com que ela se estique em uma direção e se aperte em outra. Em seguida, a estrela se separa em um fluxo de gás. Este é um evento de interrupção da maré. (Se você está preocupado que isso aconteça com o nosso Sol - não faça isso. O buraco negro mais próximo que conhecemos está a mais de 1.000 anos-luz de distância. E os buracos negros não são aspiradores espaciais selvagens . Eles não passam por aí sugando estrelas e planetas aleatórios. Portanto, estamos bem protegidos contra eventos de interrupção das marés!)
A parte final do riacho é jogada para fora do sistema. O resto do gás volta ao redor do buraco negro, formando um disco. O material circulando no disco vagarosamente vagueia para dentro em direção ao horizonte de eventos do buraco negro, o ponto em que nada - nem mesmo a luz - pode escapar. O buraco negro consome gás e poeira em seu disco ao longo de muitos anos.
Às vezes, o buraco negro apenas mastiga uma estrela que passa - chamamos isso de evento de interrupção parcial da maré . A estrela perde parte de seu gás, mas sua própria gravidade a puxa de volta à forma antes de passar pelo buraco negro novamente. Eventualmente, o buraco negro terá mordido material suficiente para que a estrela não consiga se reformar e seja destruída.
Estudamos as interrupções das marés, tanto as festas completas quanto os lanches parciais, usando vários tipos de telescópios. Normalmente, esses eventos são detectados por telescópios terrestres como o Zwicky Transient Facility e a rede All-Sky Automated Survey for Supernovae .
Também estamos estudando interrupções usando a astronomia multimensageira , em que os cientistas usam as informações transportadas pela luz, partículas e ondulações de espaço-tempo para aprender mais sobre objetos cósmicos e ocorrências.
Mas as interrupções das marés são extremamente raras. Eles acontecem apenas uma vez a cada 10.000 a 100.000 anos em uma galáxia do tamanho de nossa Via Láctea. Os astrônomos observaram apenas algumas dezenas de eventos até agora. Em comparação, as supernovas - as mortes explosivas de estrelas - acontecem a cada 100 anos ou mais em uma galáxia como a nossa.
Você acha que a visão de raios-X é uma superpotência encontrada apenas em quadrinhos e filmes? Ao contrário do Superman e da Supergirl, a NASA tem isso de verdade, graças aos observatórios de raios-X que colocamos em órbita.
Quando os dentistas tiram fotos de raios-X de um dente, eles usam uma máquina que faz raios-X e os captura em um dispositivo colocado no lado oposto. Mas os raios X também ocorrem naturalmente. Na astronomia, observamos os raios X feitos por objetos distantes para aprender mais sobre eles.
O IXPE melhorará o conhecimento dos astrônomos sobre alguns desses objetos, como buracos negros, estrelas de nêutrons e as nuvens em expansão feitas por explosões de supernova.
Isso porque ele irá capturar um pedaço de informação sobre a luz de raios-X que raramente foi medida do espaço!
Toda luz, de microondas a raios gama, é feita de pares de ondas viajando juntas - uma carregando eletricidade e a outra magnetismo. Essas duas ondas sempre vibram em ângulos retos (90 °) entre si, com seus picos e vales em sincronia, e também vibram em ângulos retos com sua direção de movimento.
Para simplificar, ilustraremos apenas uma dessas ondas - a que carrega eletricidade. Se pudéssemos ampliar um feixe de luz típico, veríamos algo como a animação acima. É uma bagunça, com todos os picos das ondas apontando em direções aleatórias.
Quando a luz interage com a matéria, ela pode se tornar mais bem organizada. Seu campo elétrico pode vibrar de uma forma que mantém todas as cristas das ondas apontando na mesma direção, como mostrado acima. Esta é a luz polarizada.
A quantidade e o tipo de polarização que detectamos na luz nos dizem mais sobre sua origem, bem como qualquer matéria com a qual ela interagiu antes de chegar até nós.
Vejamos os tipos de objetos que o IXPE estudará e o que isso pode nos dizer sobre eles.
Os raios X nos dão um vislumbre dos poderosos processos em funcionamento durante e após essas explosões. O IXPE mapeará remanescentes como este, revelando como os raios X são polarizados em todo o objeto. Isso nos ajudará a entender melhor como esses cataclismos celestiais acontecem e evoluem.
Ampliando superímanes
Algumas supernovas deixam para trás estrelas de nêutrons . Eles se formam quando o núcleo de uma estrela massiva colapsa, comprimindo mais do que a massa do nosso Sol em uma bola com a largura de uma cidade.
O colapso aumenta muito seu giro. Algumas estrelas de nêutrons giram centenas de vezes por segundo! Seus campos magnéticos também recebem um tremendo impulso, tornando-se trilhões de vezes mais fortes que os da Terra. Um tipo, chamado magnetar, possui os campos magnéticos mais fortes conhecidos - mil vezes mais fortes do que as estrelas de nêutrons típicas.
Esses superímãs superdensos e giratórios frequentemente explodem em explosões poderosas (ilustradas acima) que emitem muitos raios-X. O IXPE contará aos astrônomos mais sobre essas erupções e os campos magnéticos extremos que ajudam a conduzi-los.
Aproximando-se de buracos negros
Os buracos negros podem se formar quando estrelas massivas colapsam ou quando estrelas de nêutrons colidem. A matéria caindo em direção a um buraco negro rapidamente se acomoda em uma estrutura plana e quente chamada de disco de acreção. A borda interna do disco drena gradualmente para o buraco negro. Observe como o disco parece estranho de certos ângulos ? Isso acontece porque a extrema gravidade do buraco negro distorce o caminho da luz que vem do outro lado do disco.
Os raios X próximos ao buraco negro podem ser refletidos no disco antes de se dirigirem aos nossos telescópios, e isso polariza a luz. O que é empolgante é que a luz é polarizada de forma diferente no disco. As diferenças dependem tanto das energias dos raios X quanto de quais partes do disco eles atingem. As observações do IXPE fornecerão aos astrônomos uma imagem detalhada do que está acontecendo ao redor dos buracos negros em nossa galáxia que não pode ser capturada de outra forma.
Rastreando como a luz de raios-X é organizada, o IXPE adicionará uma dimensão nunca vista anteriormente à nossa visão de raios-X. É uma grande atualização que dará aos astrônomos uma perspectiva totalmente nova sobre alguns dos objetos mais intrigantes do universo.
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Franquias de filmes icônicos como Guerra nas Estrelas e Jornada nas Estrelas apresentam tecnologias futurísticas de laser, mas os lasers espaciais não se limitam ao reino da ficção científica. Na verdade, as tecnologias de comunicação a laser estão mudando a maneira como as missões transmitem seus dados. O Laser Communications Relay Demonstration (LCRD) explode no espaço neste fim de semana, demonstrando as capacidades únicas - e totalmente impressionantes - dos sistemas de comunicação a laser.
Atualmente, as missões da NASA contam com radiofrequência para enviar dados para a Terra. Embora o rádio tenha servido bem à agência desde os primeiros dias dos voos espaciais, os sistemas a laser trazem benefícios significativos. Assim como a internet passou de conexões dial-up para conexões de alta velocidade, a frequência mais alta das comunicações de lasers permite que as missões enviem muito mais informações por segundo do que os sistemas de rádio. Com comunicações a laser, levaria apenas nove dias para transmitir um mapa completo de Marte de volta à Terra, em comparação com nove semanas com sistemas de radiofrequência.
O LCRD demonstrará essas capacidades aprimoradas de 22.000 milhas acima da superfície da Terra. E embora a missão use lasers, esses lasers não são visíveis ao olho humano. Uma vez em órbita, a missão realizará experimentos usando dois telescópios na Terra que retransmitirão dados pela espaçonave de um local para outro através de um link de comunicação óptica. Esses experimentos ajudarão a NASA e a comunidade aeroespacial a compreender os desafios operacionais do uso de lasers para se comunicar de e para o espaço.
Na Terra, existem estações terrestres telescópicas que irão capturar o sinal de laser do LCRD e enviar os dados para o centro de operações da missão no Novo México. As duas estações terrestres estão localizadas em Haleakalā, Havaí e Table Mountain, Califórnia. Esses locais pitorescos não foram escolhidos por serem lindos, mas sim por seus céus geralmente limpos. Nuvens - e outros distúrbios atmosféricos - podem interromper os sinais de laser. No entanto, quando esses locais ficam nublados, desenvolvemos tecnologias corretivas para garantir que receberemos e decodificaremos com sucesso os sinais do LCRD.
Esta demonstração ajudará a NASA, pesquisadores e empresas espaciais a aprender mais sobre as aplicações futuras em potencial para as tecnologias de comunicação a laser. Nos próximos anos, a NASA lançará missões de laser adicionais para a Lua em Artemis II e para o cinturão de asteróides , ainda mais fundo no espaço. Essas missões nos darão uma visão sobre o uso de comunicações a laser mais no espaço do que nunca.
Em última análise, os sistemas a laser nos permitirão coletar mais informações do espaço. Isso significa mais fotos de galáxias, vídeos de fenômenos do espaço profundo e vídeos 4K ao vivo de astronautas que vivem e trabalham no espaço.
Comunicações a laser = mais dados em menos tempo = mais descobertas.
Se as comunicações a laser interessam a você, verifique nosso Projeto de Estágio em Comunicações Espaciais e Navegação (SCaN) . Este programa oferece ensino médio, graduação, pós-graduação e até mesmo doutorado. candidatos com oportunidades de estágio em áreas de comunicação espacial - como comunicação a laser.
For the first time in history, a spacecraft has touched the Sun. Our Parker Solar Probe flew right through the Sun’s atmosphere, the corona. (That’s the part of the Sun that we can see during a total solar eclipse.)
This marks one great step for Parker Solar Probe and one giant leap for solar science! Landing on the Moon helped scientists better understand how it was formed. Now, touching the Sun will help scientists understand our star and how it influences worlds across the solar system.
Unlike Earth, the Sun doesn’t have a solid surface (it’s a giant ball of seething, boiling gases). But the Sun does have a superheated atmosphere. Heat and pressure push solar material away from the Sun. Eventually, some of that material escapes the pull of the Sun’s gravity and magnetism and becomes the solar wind, which gusts through the entire solar system.
But where exactly does the Sun’s atmosphere end and the solar wind begin? We’ve never known for sure. Until now!
In April 2021, Parker Solar Probe swooped near the Sun. It passed through a massive plume of solar material in the corona. This was like flying into the eye of a hurricane. That flow of solar stuff — usually a powerful stream of particles — hit the brakes and went into slow-motion.
For the first time, Parker Solar Probe found itself in a place where the Sun’s magnetism and gravity were strong enough to stop solar material from escaping. That told scientists Parker Solar Probe had passed the boundary: On one side, space filled with solar wind, on the other, the Sun’s atmosphere.
Parker Solar Probe’s proximity to the Sun has led to another big discovery: the origin of switchbacks, zig-zag-shaped magnetic kinks in the solar wind.
These bizarre shapes were first observed in the 1990s. Then, in 2019, Parker Solar Probe revealed they were much more common than scientists first realized. But they still had questions, like where the switchbacks come from and how the Sun makes them.
Recently, Parker Solar Probe dug up two important clues. First, switchbacks tend to have lots of helium, which scientists know comes from the solar surface. And they come in patches.
Those patches lined up just right with magnetic funnels that appear on the Sun’s surface. Matching these clues up like puzzle pieces, scientists realized switchbacks must come from near the surface of the Sun.
Figuring out where switchbacks come from and how they form will help scientists understand how the Sun produces the solar wind. And that could clue us into one of the Sun’s biggest mysteries: why the Sun’s atmosphere is much, much hotter than the surface below.
Parker Solar Probe will fly closer and closer to the Sun. Who knows what else we’ll discover?
