Buracos negros agem como termostatos galáctico

O buraco negro supermassivo no centro de uma galáxia maciça ou aglomerado de galáxias atua como uma fornalha, de bombeamento de calor em seu entorno. Mas os astrônomos têm se esforçado para entender como uma temperatura constante é mantida por toda a galáxia inteira quando o buraco negro só aparece para interagir com o gás nas proximidades. Agora, pesquisadores do Canadá e da Austrália acreditam que a resposta poderia ser um ciclo de feedback em que a gravidade faz com que o gás se acumular ao redor do buraco negro até que sua densidade chega a um ponto de inflexão.Então, o gás se precipita no buraco negro, transformando-se temporariamente o calor.

Galáxias emitem raios-X e esta perda constante de energia deve arrefecer o gás para que ele se funde em estrelas. No entanto, os astrônomos só vê uma fração da formação de estrelas maciças esperado em galáxias elípticas e aglomerados de galáxias, o que significa que algo deve estar aquecendo o gás. A única fonte de calor importante é o buraco negro supermassivo no centro da galáxia ou cluster - também conhecido como o núcleo galáctico ativo (AGN).Mas tal não AGNs obter feedback da maioria dos gases em uma galáxia, que pode ser tanto quanto 330.000 anos-luz da AGN. Assim como o AGN manter a temperatura da galáxia inteira?

Queda de pressão

Edward Papa e Trevor Mendel, ambos da Universidade de Victoria, em British Columbia, juntamente com Stanislav Shabala da Universidade da Tasmânia, na Austrália, acho que eles sabem como esse feedback ocorre. Eles argumentam que, como o gás no centro da galáxia maciça ou aglomerado de galáxias arrefece através da emissão de raios-X, ela perde a pressão, permitindo que mais gás de fora ainda no cluster para dentro do fluxo. Eventualmente, o gás se torna tão densa que não pode suportar seu próprio peso e desmoronar-se, de repente, correndo em direção ao buraco negro. O buraco negro engole parte do gás e usa essa energia para lançar para fora o gás restante. Os pesquisadores acreditam que esta explosão poderia ser tão enérgica que alguns de gás pode até ser expulso de uma galáxia elíptica - mas não é energética o suficiente para expulsar o gás a partir de um aglomerado de galáxias.

A explosão poderia conter partículas viajando quase à velocidade da luz e se estenderia além do mais longínquos da galáxia até uma maciça. "Mesmo que seja alimentada apenas pela central de gás, o buraco negro pode realmente aquecer todo o gás da galáxia", diz Papa. Tais explosões de um AGN pode continuar por 10 a 100 milhões ano, segundo cálculos dos pesquisadores, que dizem observações jogo de bolhas gigantes de gás queimado por jatos AGN em escalas de tempo similar. Uma vez que a AGN se acalma, o gás começa a esfriar, mais uma vez, correndo em direção ao centro da galáxia ou cluster novamente.

A taxa média em que o gás se acumula é a ligação fundamental entre as explosões AGN ea temperatura da galáxia em geral, o Papa explica. Depende da diferença entre a taxa de resfriamento de toda a galáxia, mais a taxa de aquecimento médio pela AGN. Gás se acumula mais rapidamente quando de refrigeração domina, e mais lentamente quando o aquecimento é mais forte. "Conseqüentemente, você pode ver que isso é um loop de auto-regulação - como um termostato", diz Papa.

Explicação promissora

Andrew Benson, do Instituto de Tecnologia da Califórnia em Pasadena, diz que a inclusão de explosões periódicas AGN nesta explicação de como galáxias e aglomerados regular sua temperatura é promissor ", já que observamos que AGN estão 'on' apenas por um período curto, seguido por uma longa períodos de ser 'off' ". A quantidade de tempo "on" para um AGN depende da quantidade de resfriamento que tem que combater, e os pesquisadores dizem que as observações suportar essa idéia: clusters, que são mais brilhantes em raios-X são mais susceptíveis de conter um AGN jet-produção de clusters de dimmer.

David Rafferty Observatório de Leiden, na Holanda diz que a idéia é "bastante atraente e poderia muito bem ser correto". No entanto, ele adverte que "Sua importância só pode ser avaliada depois suas previsões foram cuidadosamente testadas."

Benson não está totalmente convencido de que o fluxo de gás para o buraco negro está realmente periódico - por exemplo, ele diz que é possível que o gás possa fluir para dentro ao longo de uma direção, enquanto que flui para fora em outra. No entanto, ele concorda que as previsões dos pesquisadores, tais como o tempo "on" das escalas AGN com a massa do buraco negro, fazer a teoria testável ", que é sempre a coisa mais importante".

Nova visão da Grande Nebulosa de Carina.

Eta Carinae é uma das estrelas mais massivas e mais brilhantes da Via Láctea. Comparado com o nosso próprio Sol, é cerca de 100 vezes mais massiva e um milhão de vezes mais brilhante. Esta estrela famosa hypergiant variável (centro superior) é cercada por a Nebulosa Carina. Nesta imagem composta que mede as partes visível e infravermelho do espectro, as áreas que aparecem em azul não são obscurecidos por poeira, enquanto que as áreas que aparecem em vermelho estão escondidos atrás de nuvens escuras de poeira na luz visível. Um estudo da combinação de raios-X e observações infravermelho revelou uma nova população de estrelas massivas à espreita em regiões da nebulosa que são altamente obscurecida pela poeira. Adicionando estas novas estrelas maciças para as estrelas maciças conhecidas sugere que a Nebulosa Carina vai produzir o dobro de explosões de supernovas muitos como se supunha anteriormente.
Luz visível na parte azul do espectro da Digital Sky Survey é representado como o azul, a luz do infravermelho próximo, com um comprimento de onda de 2,2 microns da Micron Two All Sky Survey (2MASS) é verde e observações em infravermelho a partir de uma câmara de infravermelhos no telescópio Espacial Spitzer da NASA em 3,6 microns é vermelho.

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Herschel Telescope Detecta moléculas de oxigênio no espaço

Press Release • nhsc2011-014 • segunda-feira, agosto 1, 2011

Oxigênio No Longer Perdidos no Espaço

ESA / NASA / JPL-Caltech

Oxigênio no Orion

ESA / NASA / JPL-Caltech

PASADENA, Califórnia - O grande telescópio Herschel Space Observatory e state-of-the-art detectores de infravermelho têm fornecido a primeira constatação confirmados de moléculas de oxigênio no espaço. As moléculas foram descobertas no complexo de Orion de formação estelar.

Átomos individuais de oxigênio são comuns no espaço, particularmente em torno de estrelas massivas. Mas o oxigênio molecular, o que representa cerca de 20 por cento do ar que respiramos, iludiu os astrônomos até agora.

"O gás oxigênio foi descoberto na década de 1770, mas isto está nos levando mais de 230 anos para finalmente dizer com certeza que esta molécula muito simples existe no espaço", disse Paul Goldsmith, o cientista da NASA, projeto Herschel na agência do Laboratório de Propulsão a Jato, em Pasadena, Calif . Goldsmith é autor de um recente artigo descrevendo os resultados na revista Astrophysical Journal. Herschel é uma missão da Agência Espacial Europeia liderada com contribuições importantes da NASA.

Os astrónomos procurou as moléculas elusive no espaço ao longo de décadas utilizando balões, bem como terra e telescópios espaciais. O sueco Odin telescópio avistou a molécula em 2007, mas a observação não pôde ser confirmada.

Goldsmith e seus colegas propor que o oxigênio é preso no gelo de água que recobre minúsculos grãos de poeira. Eles acham que o oxigênio detectado por Herschel na nebulosa de Orion foi formado após a luz das estrelas aquecido os grãos de gelo, liberando água, que foi convertida em moléculas de oxigênio.

"Isso explica em que parte do oxigênio podem estar se escondendo", disse Goldsmith. "Mas não encontramos grandes quantidades do mesmo, e ainda não entendem o que é tão especial sobre os pontos onde encontrá-lo. O universo ainda guarda muitos segredos."

Os pesquisadores planejam continuar sua busca por moléculas de oxigênio em outras regiões de formação estelar.

"O oxigênio é o terceiro elemento mais comum no universo e sua forma molecular deve ser abundante no espaço", disse Bill Danchi, Herschel cientista do programa na sede da NASA em Washington. "Herschel está provando ser uma ferramenta poderosa para investigar este mistério sem solução. O observatório dá astrônomos uma ferramenta inovadora de olhar para todo um novo conjunto de comprimentos de onda onde a assinatura dizer-conto de oxigênio pode estar escondido."

Herschel é uma missão European Space Agency pedra angular, com instrumentos científicos fornecidos por consórcios de institutos europeus. Herschel, da NASA, Office Project é baseado no JPL, o que contribuiu missão tecnologia capacitadora para dois dos instrumentos Herschel três ciência. A NASA Herschel Science Center, parte do processamento de infravermelho e Centro de Análise do Instituto de Tecnologia da Califórnia em Pasadena, apóia os EUA comunidade astronômica. Caltech gerencia JPL para a NASA.

Tunes de grafeno em radiação terahertz

Grafeno responde fortemente a luz em freqüências terahertz e isso pode ser afinadas para fazer dispositivos práticos. Essa é a conclusão de pesquisadores em que os EUA acreditam que suas descobertas podem ajudar a levar ao uso de grafeno em encontrar uma vasta gama de aplicações que incluem imagens médicas e de segurança.

Radiação terahertz fica entre o microondas e infravermelho médio regiões do espectro eletromagnético. Ele passa através de roupas e embalagens, mas é fortemente absorvida por metais e outras substâncias inorgânicas, tornando-se de grande interesse para os scanners de segurança desenvolvimento do aeroporto. No entanto, a radiação tem se mostrado extremamente difícil criar, manipular e detectar.

Agora, Feng Wang e seus colegas no Laboratório Nacional Lawrence Berkeley e da Universidade da Califórnia em Berkeley dizem que fizeram o "início de um conjunto de ferramentas" para trabalhar com a radiação terahertz. A tecnologia é baseada em grafeno, que é uma folha de carbono com apenas um átomo de espessura. O grafeno é organizado em matrizes de fitas extremamente estreito, chamado nanofitas. A resposta terahertz da matriz pode ser ajustada pela variação da largura das fitas eo número de portadores de carga (elétrons e buracos) nas estruturas. Na verdade, variando estes dois parâmetros permite que os pesquisadores para controlar as oscilações coletivas dos elétrons (plasmons) nas fitas de grafeno, e são esses plasmons que o casal fortemente para a luz terahertz.

Baixa freqüência plasmons

Plasmons são mais familiares para nós na freqüência alta, parte visível do espectro eletromagnético e, nomeadamente, em 3D nanoestruturas metálicas. Um exemplo bem conhecido de onde pode ser visto é em vitrais. Aqui, as cores surgem a partir de coleções de oscilação dos elétrons na superfície de nanopartículas de ouro, cobre e outros metais contidos no vidro. No entanto, o grafeno é apenas um átomo de espessura e seus elétrons se movem apenas em duas dimensões, explica Wang, assim plasmons neste material ocorrem em freqüências muito mais baixas.

O que é mais, a radiação terahertz fica na faixa de comprimento de onda entre cerca de 1 a 0,03 milímetros, mas a largura das fitas de grafeno é apenas 1-4 mM. "Um material que consiste de estruturas com dimensões muito menores do que o comprimento de onda relevantes, e que apresenta propriedades óticas distintas a partir do material a granel, é chamado de um metamaterial", disse Wang em um comunicado de imprensa LBNL. "Então não temos só fez os primeiros estudos de luz e de acoplamento plasmon em grafeno, nós também criamos um protótipo para o futuro baseados em grafeno metamateriais na faixa dos terahertz."

Excitações ressonantes

Assim, como pode variar a largura das nanofitas de grafeno torná-los absorver diferentes freqüências de luz? Como mencionado, um plasmon descreve as oscilações coletivas dos elétrons muitos, mas sua freqüência depende de quão rapidamente essas oscilações de viagem entre as bordas de uma fita. Quando a luz da mesma freqüência das oscilações é aplicada, uma "excitação ressonante" resultados, algo que produz um aumento na força das oscilações e da quantidade de luz absorvida naquela freqüência. Porque a freqüência das oscilações depende da largura da fita, variando a sua largura, assim, permite-lhe absorver diferentes freqüências de luz.

O número de portadores de carga na fita também pode afetar a resistência da ligação entre a luz e plasmons. Uma vantagem do grafeno é que a concentração de portadores de carga pode ser facilmente aumentado ou diminuído no material, aplicando um forte campo elétrico. Essa técnica é chamada de doping eletrostática. Os pesquisadores também descobriram que a luz brilhou perpendicularmente sobre as fitas é muito melhor absorvido na freqüência de ressonância plasmon de luz brilhou em outros ângulos.

Medições de temperatura ambiente

Wang e colegas de trabalho obtido os seus resultados por brilhando terahertz luz (a partir da linha de luz na Fonte Berkeley Lab Advanced Light) para as matrizes de fita de grafeno. Eles mediram a luz transmitida usando espectrômetro infravermelho a linha de luz de.O resultado mostra que o acoplamento entre a luz e plasmons em grafeno é uma ordem de magnitude mais forte do que em outros sistemas 2D, como semicondutores. A absorção de luz no grafeno também pode ser medido à temperatura ambiente, ao contrário desses outros materiais, que precisam de ser perto do zero absoluto em experimentos.

"A equipe de Wang relata um interessante estudo de plasmons em fitas de grafeno e mostra como ajustar as suas propriedades, eo trabalho representa um passo adiante na compreensão de luz elétrons interações neste material", comentou Andrea Ferrari da Universidade de Cambridge, que não esteve envolvido em o trabalho."A faixa dos terahertz abrangidos por estas experiências poderiam, eventualmente, permitir que produtos como sensores terahertz portátil para detecção remota de agentes perigosos, monitoramento ambiental ou comunicações de alta velocidade sem fio. No entanto, para alcançar esses objetivos exigirá muito mais esforço por parte do grafeno e comunidades plasmonics ".

Wang disse que sua equipe, por sua vez, está agora olhando para projetar diferentes estruturas metamaterial de grafeno e examinando suas propriedades.

Vídeo Reporter Packet - Missão Kepler da NASA descobriu sua primeira candidatos do tamanho da Terra planeta e seus primeiros candidatos na zona habitável, região onde pode existir água líquida na superfície de um planeta. Cinco dos planetas em potencial estão perto do tamanho da Terra ea órbita na zona habitável de menor, as estrelas mais frias do que o nosso sol.

Animação de 2-planeta do sistema, vista de cima só, mostrando desvios na órbita do planeta mais pequeno / interna provocada pela interação com o planeta a gravidade maior / exterior.

Aqui, uma anã branca e anã vermelha são retratados em órbita mútua.

Aqui, uma anã branca e anã vermelha são retratados em órbita mútua.