Europeus descobrem quasar mais distante

“Farol brilhante” encontrado pelo Observatório Europeu tem um buraco negro de massa dois bilhões de vezes maior do que a do Sol

Objeto a 12,9 bilhões de anos-luz de distância da Terra fornece pistas sobre a formação e evolução do universo logo após o Big Bang

    Imagem do quasar ULA J1120+0641 Foto: Reprodução/ESO 

 

Astrônomos europeus divulgaram nesta quinta-feira a imagem do quasar mais distante encontrado até hoje, de nome ULA J1120+0641. Um buraco negro com uma massa dois bilhões de vezes maior do que a do Sol é o motor desse “farol brilhante”. 

Os resultados completos do estudo serão divulgados no dia 30 de junho na revista Nature.

Um quasar é uma galáxia muito brilhante que os cientistas acreditam que é alimentada por buracos negros de grande massa em seu centro.

Quasar mais distante já visto pode dar boas pistas de como o universo evoluiu nos primeiros anos de vida (Thinkstock)

 

Astrônomos encontraram a 12,9 bilhões de anos-luz da Terra o mais antigo quasar já visto até hoje. A descoberta foi feita a partir de observações realizadas com o telescópio do Observatório Austral Europeu (ESO, na sigla em inglês), em Cerro Paranal, no Chile.

Este quasar recém descoberto pode ser estudado como um registro do universo apenas 770 milhões de anos após o Big Bang, a "grande explosão", 13,7 bilhões de anos atrás. Embora outros objetos mais distantes já tenham sido encontrados, nenhum deles possuía o mesmo brilho intenso. O segundo quasar mais distante já visto até agora podia fornecer dados de um universo com 870 milhões de anos.

Quasares são decobertas relativamente recentes da astronomia. O primeiro foi localizado em 1963, notado como uma fonte de radiação "quase estelar" ("Quasi Stellar Astronomical Radiosource", inglês), daí o termo quasar. São corpos parecidos com estrelas, só que com muito mais massa e emissão de radiação.

Localizados nos confins do universo, estes objetos podem dar boas pistas de como o universo evoluiu após o Big Bang. Supõe-se que ocupem o núcleo de galáxias remotas - portanto antigas - e sejam "abastecidos" com a energia de buracos negros.

As observações feitas até agora mostram que a massa do buraco negro que alimentou o quasar ULAS J1120+0641 é cerca de 2 bilhões de vezes superior a do Sol, o que surpreendeu os cientistas. Isso porque, conforme hipótese corrente, buracos negros levariam bilhões de anos para sugar tanta matéria de seu entorno.

"Este quasar é uma prova vital dos primórdios do universo. É um objeto muito raro que vai nos ajudar a entender como buracos negros supermassivos cresceram há alguns milhões de anos após o Big Bang", diz Stephen Warren, pesquisador responsável pelo estudo.

As distâncias até o quasar foram determinadas com observações realizadas com o instrumento FORS2 do Very Large Telescope (VLT), do ESO, e instrumentos do Gemini North Telescope, construído no Havaí por um consórcio internacional. Por ser relativamente brilhante, pesquisadores conseguem analisar satisfatoriamente seu espectro e detalhes de seus componentes.

Fontes: http://www.band.com.br/noticias/ciencia

             http://veja.abril.com.br/ciencia/

Buraco negro 'mata' estrela gigante e lança raios gama na Via Láctea

Explosão ocorrida há 3,8 bilhões de anos foi detectada só agora na Terra. Estudo foi feito por astrônomos britânicos e divulgado na revista 'Science'.

 

Estrela é 'engolida' após contato com buraco negro. (Foto: Mark A. Garlick / Universidade de Warwick)

Um estudo feito por astrônomos britânicos revelou como a destruição de uma estrela pode ter causado uma das maiores explosões já registradas no Universo. A descoberta é tema da edição desta semana da revista "Science" e foi divulgada nesta quinta-feira (16).

Os cientistas da Universidade de Warmick acreditam que o astro foi aniquilado ao entrar em contato com um buraco negro há 3,8 bilhões de anos. O resultado do encontro foi a emissão de dois feixes de raios gama (veja figura abaixo), um deles liberado na direção da Via Láctea.

A explosão - que recebeu o nome de Sw 1644+57 - ocorreu no centro de uma galáxia localizado na direção da constelação do Dragão, típica nos céus no hemisfério norte da Terra.

O fenômeno só pôde ser conhecido agora pois a Via Láctea estava no caminho quando o feixe de raios gama chegou até o nosso planeta, após atravessar a distância de 3,8 bilhões de anos-luz.

Para o estudo, os astrônomos usaram informações do Telescópio Espacial Hubble, do satélite Swift, da Nasa, e do Observatório Chandra, especializado em raios x. A explosão foi detectada pela primeira vez em 28 de março e foi monitorada desde então, já que a emissão dos raios gama ainda não parou de acontecer.

 

Ilustração mostra como teria sido a emissão dos raios gama após a explosão de uma estrela gigante.
(Foto: Mark A. Garlick / Universidade de Warwick)

 Fonte: http://g1.globo.com/ciencia-e-saude

Antimatéria é capturada pela primeira vez

A antimatéria foi capturada durante 335 rodadas do experimento, misturando 10 milhões de antiprótons e 700 milhões de antipósitrons. [Imagem: ALPHA Collaboration]

Uma equipe internacional de cientistas conseguiu pela primeira capturar átomos de antihidrogênio - a antimatéria equivalente ao átomo de hidrogênio.

"Esta é uma realização fenomenal. Ela vai nos permitir fazer experimentos que resultarão em alterações dramáticas na visão atual da física fundamental ou na confirmação daquilo que nós já damos por certo," afirmou Rob Thompson, membro da colaboração ALPHA, instalada no CERN, na Suíça.

A corrida pela captura da antimatéria já durava 10 anos, em uma disputa entre as equipes ALPHA, que utiliza os laboratórios do CERN, e ATRAP, sediada na Universidade de Harvard, nos Estados Unidos.

A equipe ALPHA tem atualmente mais de 40 membros, de 15 universidades ao redor do mundo, incluindo os brasileiros Cláudio Lenz César, da Universidade Federal do Rio de Janeiro, e Daniel de Miranda Silveira, atualmente no Laboratório Riken, no Japão. 

A quantidade de antimatéria aprisionada ainda é pequena, e não seria suficiente para alimentar os motores da nave Enterprise e nem para ameaçar o Vaticano, como no filme Anjos e Demônios.

Mas é o suficiente para que os cientistas comecem a estudar aonde foi parar a antimatéria que se acredita ter sido criada no Big Bang.

Foram aprisionados 38 átomos de antihidrogênio no "tanque de antimatéria" criado pelos cientistas, cada um deles ficando retido por mais de um décimo de segundo.

O resultado foi obtido depois de 335 rodadas do experimento, misturando 10 milhões de antiprótons e 700 milhões de pósitrons.

O rendimento no aprisionamento dos átomos de antimatéria ainda é baixo - por volta de 0,005% - mas os cientistas afirmam que estão trabalhando para elevá-lo. Na verdade, o artigo que descreve a pesquisa apresenta uma série de inovações que tornaram possível a realização do experimento - a maioria das quais mereceria um artigo científico à parte.

O experimento ALPHA (Antihydrogen Laser PHysics Apparatus) já havia feito história em 2006, quando os físicos conseguiram fazer uma reação química entre matéria e antimatéria, usando átomos de antihidrogênio para criar uma matéria híbrida.

Os primeiros átomos de antihidrogênio de baixa energia produzidos artificialmente - constituídos por um pósitron ou elétron de antimatéria, orbitando em um núcleo de antiprótons - foram criados lá mesmo, no CERN, em 2002.

Mas até agora tinha sido impossível isolá-los, e eles acabam se chocando com átomos de matéria normal, aniquilando-se em um flash de raios gama apenas alguns microssegundos depois de serem criados - algo que pode ser extremamente útil para a construção de um laser de raios gama.

Em um experimento não diretamente relacionado, realizado em 2005, um grupo de físicos conseguiu criar o positrônio, um átomo exótico, feito de matéria e de antimatéria: um elétron e um pósitron (anti-elétron) ligados um ao outro, mas sem um núcleo.

"Estamos chegando perto do ponto em que poderemos fazer algumas classes de experimentos sobre as propriedades do antihidrogênio," disse Joel Fajans, outro membro da equipe.

"Inicialmente, serão experiências simples para testar a simetria CPT, mas já que ninguém foi capaz de fazer esse tipo de medição em átomos de antimatéria até hoje, será um bom começo," explica o cientista.

A simetria CPT (carga-paridade-tempo) é a hipótese de que as interações físicas não se alteram se você inverter a carga de todas as partículas, mudar sua paridade - isto é, inverter suas coordenadas no espaço - e reverter o tempo.

Quaisquer diferenças entre o antihidrogênio e o hidrogênio, como diferenças no espectro atômico, violariam automaticamente a CPT, derrubando o Modelo Padrão da física de partículas e suas interações, e poderia explicar por que a antimatéria praticamente não existe no Universo hoje, apesar de ambas, matéria e antimatéria, terem sido criadas em quantidades iguais no Big Bang.

Uma visão geral do laboratório do Projeto ALPHA. [Imagem: ALPHA Collaboration]

Para aprisionar a antimatéria, os físicos resfriaram os antiprótons e os comprimiram em uma nuvem com um tamanho equivalente à metade de um palito de dentes - 20 milímetros de comprimento e 1,4 milímetro de diâmetro).

Em seguida, usando uma técnica chamada autorressonância, a nuvem de antiprótons frios e comprimidos foi superposta a uma nuvem de pósitrons de dimensões semelhantes. Os dois tipos de partículas então se juntaram para formar o antihidrogênio.

Tudo isto acontece dentro de uma garrafa magnética, que prende os átomos de antihidrogênio. A armadilha magnética é um campo magnético especial, que usa um estranho e caríssimo ímã supercondutor de oito pólos - um octupólo - para criar um plasma mais estável.

"Atualmente nós conseguimos manter os átomos de antihidrogênio presos por pelo menos 172 milésimos de segundo - cerca de um sexto de segundo - tempo suficiente para nos certificarmos de que os apanhamos," disse Jonathan Würtele, outro membro da equipe.

De Agosto a Setembro de 2010, a equipe detectou um átomo de antihidrogênio em 38 dos 335 ciclos de injeção de antiprótons. Dado que a eficiência do detector usado é de aproximadamente 50 por cento, a equipe calculou ter capturado cerca de 80 dos vários milhões de átomos de antihidrogênio produzidos durante esses ciclos.

Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br/

Bibliografia:

Trapped antihydrogen
G. B. Andresen, M. D. Ashkezari, M. Baquero-Ruiz, W. Bertsche, P. D. Bowe, E. Butler, C. L. Cesar, S. Chapman, M. Charlton, A. Deller, S. Eriksson, J. Fajans, T. Friesen, M. C. Fujiwara, D. R. Gill, A. Gutierrez, J. S. Hangst, W. N. Hardy, M. E. Hayden, A. J. Humphries, R. Hydomako, M. J. Jenkins, S. Jonsell, L. V. Jørgensen, L. Kurchaninov, N. Madsen, S. Menary, P. Nolan, K. Olchanski, A. Olin, A. Povilus, P. Pusa, F. Robicheaux, E. Sarid, S. Seif el Nasr, D. M. Silveira, C. So, J. W. Storey, R. I. Thompson, D. P. van der Werf, J. S. Wurtele, Y. Yamazaki
Nature
17 November 2010
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/nature09610

Antimatéria é armazenada por 1.000 segundos e já pode ser estudada

Esta é a "garrafa de antimatéria" usada pelos cientistas, um campo magnético de oito polos gerado por ímãs supercondutores.[Imagem: Chukman So/Wurtele Research Group]

A Colaboração ALPHA, um consórcio internacional de cientistas, com participação de brasileiros, criou e armazenou um total de 309 átomos de anti-hidrogênio.

A equipe ganhou a manchetes no final de 2010, quando conseguiram capturar a antimatéria pela primeira vez.

Naquela ocasião, 38 átomos de anti-hidrogênio foram mantidos isolados durante 172 milésimos de segundo.

Agora, o armazenamento durou até 1.000 segundos - quase 17 minutos - além de demonstrar que o armazenamento da antimatéria por períodos bem maiores é factível.

1.000 segundos é quase uma eternidade quando se trata de estudar fenômenos em escala atômica, o que abre pela primeira vez a possibilidade de que os anti-átomos sejam estudados como o são os átomos da matéria comum.

"Talvez o aspecto mais importantes desse resultado é que, depois de apenas um segundo, esses átomos de anti-hidrogênio tinham com certeza decaído para seu estado fundamental de energia (ground state). Estes foram provavelmente os primeiros antiátomos já obtidos nesse estado," explicou Joel Fajans, do Laboratório Berkeley, nos Estados Unidos, um dos membros da Colaboração ALPHA (Antihydrogen Laser PHysics Apparatus).

Como quase todas as medições de precisão exigem átomos no estado fundamental de energia, a pesquisa abre possibilidades totalmente novas de experimentos com a antimatéria.

A garrafa de antimatéria usada pelos cientistas é um campo magnético de oito pólos gerado por ímãs supercondutores.

Infelizmente, não dá para ver diretamente a antimatéria guardada lá dentro.

"Atualmente, a única forma de sabermos se capturamos um anti-átomo é desligar o campo magnético," explica Fajans. Quando o anti-átomo atinge a parede da garrafa, ele se aniquila."

Os cientistas então descobrem que ele estava lá dentro detectando uma emissão de raio gama gerada nessa aniquilação de matéria e antimatéria.

No início, a equipe precisava provar que era capaz de capturar o anti-hidrogênio. Para isso, eles desligavam a armadilha magnética depois de cada tentativa de produzir os anti-átomos - eles conseguiam capturar um anti-átomo a cada 10 tentativas.

Depois de conseguirem a prova, puderam dedicar-se ao melhoramento da armadilha, obtendo melhoramentos significativos, permitindo capturar os anti-átomos e mantê-los até seu decaimento para o estado ground - agora eles capturam um anti-hidrogênio em quase todas as tentativas.

Os trabalhos prosseguem sem intervalos. A seguir, os cientistas planejam começar os experimentos diretos com a antimatéria, medindo alterações em seu estado atômico induzido por micro-ondas, o que permitirá avaliar a simetria entre matéria e antimatéria.

O passo seguinte será construir uma armadilha de antimatéria que permita experiências com raios laser.

Os lasers são essenciais para exames de espectroscopia e para "resfriar os anti-átomos", reduzindo sua energia para a realização de outros experimentos.

A equipe ALPHA tem atualmente mais de 40 membros, de 15 universidades ao redor do mundo, incluindo os brasileiros Cláudio Lenz César, da Universidade Federal do Rio de Janeiro, e Daniel de Miranda Silveira, atualmente no Laboratório Riken, no Japão.

Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br/ 

Bibliografia:

Confinement of antihydrogen for 1000 seconds
G. B. Andresen, M. D. Ashkezari, M. Baquero-Ruiz, W. Bertsche, E. Butler, C. L. Cesar, A. Deller, S. Eriksson, J. Fajans, T. Friesen, M. C. Fujiwara, D. R. Gill, A. Gutierrez, J. S. Hangst, W. N. Hardy, R. S. Hayano, M. E. Hayden, A. J. Humphries, R. Hydomako, S. Jonsell, S. Kemp, L. Kurchaninov, N. Madsen, S. Menary, P. Nolan, K. Olchanski, A. Olin, P. Pusa, C. Ø. Rasmussen, F. Robicheaux, E. Sarid, D. M. Silveira, C. So, J. W. Storey, R. I. Thompson, D. P. van der Werf, J. S. Wurtele, Y. Yamazaki
Nature Physics
05 June 2011
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/nphys2025

Físicos criam garrafa para guardar antimatéria

As garrafas de antimatéria são formadas por múltiplos compartimentos, chamados células, cujas paredes são formadas não por matéria, mas por campos magnéticos e elétricos.[Imagem: Clifford Surko]

A antimatéria ficou, durante muito tempo, restrita ao mundo da teoria e da ficção científica.

No campo da ciência, os teóricos continuam desbravando novos caminhos, e já propõem que matéria e antimatéria podem ser criadas do "nada".

Nos últimos anos, contudo, o desenvolvimento de tecnologias experimentais está permitindo manipular diretamente essa "contraparte negativa" da matéria em laboratório.

O ano passado, por exemplo, marcou a descoberta da partícula de antimatéria mais estranha já vista, a demonstração de que pode ser possível construir um laser de raios gama pela aniquilação de matéria e antimatéria e, finalmente, a antimatéria foi capturada pela primeira vez.

Tal sequência de feitos fez com que as pesquisas sobre antimatéria fossem eleitas as mais importantes de 2010.

Embora os físicos já produzam antimatéria em laboratório de forma rotineira, usando radioisótopos e aceleradores de partículas, resfriar essas antipartículas e armazená-las por qualquer período de tempo é outra história.

Tão logo a antimatéria entra em contato com a matéria ordinária ela é aniquilada, desaparecendo - juntamente com a matéria com a qual ela se chocou - em um clarão de radiação gama.

Agora, Clifford Surko e seus colegas da Universidade da Califórnia, nos Estados Unidos, relataram seus últimos avanços na construção de uma "garrafa de antimatéria", o maior recipiente de antimatéria já construído.

Durante a reunião da Sociedade Americana para o Avanço da Ciência, Surko apresentou as novas técnicas capazes de criar estados especiais de antimatéria na forma de grandes nuvens de antipartículas, comprimir essas nuvens e gerar disparos de feixes de antimatéria - ideais para usos em experimentos de laboratório.

Nos últimos anos, os cientistas desenvolveram novas técnicas para armazenar bilhões de pósitrons - o equivalente de antimatéria do elétron - por várias horas e resfriá-los a baixas temperaturas, a fim de retardar seus movimentos para que eles possam ser estudados - criando moléculas de antimatéria, por exemplo.

Surko relatou que agora já é possível retardar os pósitrons gerados por fontes radioativas, levando-os a condições de baixa energia.

Isto permite que eles sejam guardados por dias em "garrafas de antimatéria" especialmente projetadas, cujas paredes são formadas não por matéria, mas por campos magnéticos e elétricos.

Eles também desenvolveram técnicas para resfriar a antimatéria a temperaturas tão baixas quanto as do hélio líquido e para comprimi-la em altas densidades.

Clifford Surko (centro) e seus colegas estão desenvolvendo o maior depósito de antimatéria já construído, que conterá um trilhão ou mais de antipartículas. [Imagem: Kim McDonald/UCSD]

"Pode-se, em seguida, empurrar a antimatéria para fora da garrafa em um fluxo fino, um feixe, de forma parecida com apertar um tubo de pasta de dente," disse Surko, acrescentando que há uma grande variedade de usos para esses feixes de pósitrons.

Atualmente, os pósitrons, ou anti-elétrons, são usados em exames de tomografia conhecidos como PET (Positron Emission Tomography: tomografia por emissão de pósitrons).

Na técnica da garrafa de antimatéria, os feixes de pósitrons serão usados de forma diferente.

"Estes raios oferecem novas formas de estudar como as antipartículas interagem ou reagem com a matéria comum," disse Surko. "Eles são muito úteis, por exemplo, na compreensão das propriedades superficiais dos materiais."

Surko e seus colegas estão agora construindo o maior depósito de antimatéria do mundo, que irá armazenar pósitron de baixa energia - a armadilha será capaz de armazenar mais de um trilhão de partículas de antimatéria.

"Estamos trabalhando agora para acumular trilhões de pósitrons ou mais, em armadilhas formadas por múltiplas células, uma matriz de garrafas magnéticas semelhantes a um hotel com muitos quartos, com cada quarto contendo dezenas de bilhões de antipartículas," disse ele.

"Um entusiasmante objetivo de longo prazo do nosso trabalho é a criação de armadilhas portáteis de antimatéria," acrescentou Surko. "Isso aumentaria consideravelmente a capacidade de usar e explorar as antipartículas no nosso mundo de matéria, em situações onde é inconveniente usar os radioisótopos ou as fontes de pósitrons baseadas em aceleradores."

Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/assuntos.php?assunto=energia