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Los científicos prueban la controvertida teoría de las emisiones de Blazar

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Los científicos prueban la controvertida teoría de las emisiones de Blazar

La concepción de este artista muestra un blazar, el núcleo de una galaxia activa alimentada por un agujero negro supermasivo. Crédito: M. Weiss/CfA

Investigadores de Penn State caracterizaron recientemente más de cien blazares, galaxias distantes y dinámicas que albergan un núcleo supermasivo central.[{» attribute=»»>black hole that propels potent jets – from a catalog of previously unclassified high-energy cosmic emissions. The newly recognized blazars, which are dim compared to most of their counterparts, have given the scientists a chance to test a contentious theory regarding blazar emissions. This newfound knowledge contributes to our grasp of black hole expansion and even impacts our theories on general relativity and high-energy particle physics.

A paper describing the blazars and the theory was recently published in the Astrophysical Journal.

Supermassive black holes can be millions or billions of times the mass of our sun. In some cases, matter outside of the black hole’s event horizon is propelled in a jet, accelerating to nearly the speed of light and sending emissions across the universe. When the jet happens to be pointed directly at the Earth, the system is typically called a blazar.

“Because the jet of a blazar is pointed directly at us, we can see them from much farther away than other black hole systems, similar to how a flashlight appears brightest when you’re looking directly at it,” said Stephen Kerby, a graduate student in astronomy and astrophysics at Penn State and first author of the paper. “Blazars are exciting to study because their properties allow us to answer questions about supermassive black holes throughout the universe. In this study, we used relatively new methods to characterize 106 dim blazars and test the predictions of a contentious theory called the ‘blazar sequence.’”

Blazars emit light across the entire electromagnetic spectrum, from lower-energy wavelengths such as radio, infrared, and visible light, up to higher-energy wavelengths like X-rays and gamma rays. When astronomers study observations of these emissions, they typically see two broad peaks, one in gamma rays and one at lower-energy wavelengths. The wavelengths and the intensity of these peaks vary from blazar to blazar and with time. An overarching theory of blazars defined by the “blazar sequence” predicts that the lower-energy peak for brighter blazars will, on average, be redder — lower energy — than that of dimmer blazars, while the lower-energy peak for dim blazars will be bluer — higher energy.

“Some of the most exciting and extreme blazars are discovered by detecting their gamma-ray emission, but we can’t usually classify or understand these objects without further multiwavelength observations,” said Abe Falcone, research professor of astronomy and astrophysics and the lead of a high energy astrophysics group at Penn State. “With our currently operating telescopes, it’s actually very difficult to detect and classify the lower-energy peaked — red — blazars that are also dim, whereas it is much easier to find these blazars when their peaks are at higher energies or when they are bright. So, with this research, we are minimizing a selection bias and exploring the blazar sequence by delving deeper into lower luminosities of both the low-energy and high-energy peaked blazars.”

The researchers, alongside Amanpreet Kaur — associate research professor of astronomy and astrophysics at Penn State at the time of the research — previously identified potential blazars from a catalog of gamma-ray sources detected by the Fermi Large Area Telescope, many of which had not yet been paired up with lower-energy emissions that may have come from the same source. For each of the blazars, the researchers then identified these counterpart emissions in X-ray, UV, and optical — detected by the Neil Gehrels Swift Observatory, whose Mission Operations Center is located at Penn State — and in infrared and radio emissions from archival data. Cross-referencing the information ultimately allowed the researchers to characterize the spectra of 106 new, dim blazars.

“The Swift telescope observations allowed us to pinpoint the positions of these blazars with much more precision than with the Fermi data alone,” said Kerby. “Pulling together all this emission data, combined with two new technical approaches, helped us identify where in the electromagnetic spectrum the low-energy peak occurs for each of the blazars, which, for example, can provide information about the strength of the jet’s magnetic field, how fast the charged particles are moving, and other information.”

To identify where this peak occurred for the dim blazars, the researchers used machine learning and direct physical fitting approaches, each of which, according to Kerby, has advantages and disadvantages. The machine-learning approach filters out emissions that might actually be noise, such as from dust in the galaxy or light from other stars. The direct physical fitting approach does not filter out noise and is considerably more difficult to use but provides more detailed properties of the blazar jet.

“For both approaches, the emissions of our sample of dim blazars generally peaks in the blue, higher-energy light, though the fitting approach produced less extreme values,” said Kerby. “This is in agreement with the blazar sequence and extends what we know about this pattern. However, there are still a thousand Fermi unassociated sources for which we have found no X-ray counterpart, and it’s a fairly safe assumption that many of those sources are also blazars that are just too dim in the X-rays for us to detect. We can use the lessons we’ve learned here about the shape of these blazar’s spectra to make predictions about the blazars that are still too dim for us to detect, which would further test the blazar sequence.”

The catalog of new blazars is available for other astronomers to study in detail.

“It’s important to always work to expand our datasets to reach dimmer and dimmer sources because it makes our theories more complete and less prone to failures from unexpected biases,” said Kerby. “I’m excited for new telescopes to probe even dimmer blazars in the future.”

According to the researchers, studying supermassive black holes also provides a unique way to understand the physical theories in the universe.

“Supermassive black holes, and their surroundings, are cosmic laboratories that are far more energetic than anything we can produce in particle accelerators on Earth,” said Falcone. “They provide us with opportunities to study theories of relativity, to better understand how particles behave at high energies, to study potential sources of cosmic rays that arrive here on Earth, and to study the evolution and formation of supermassive black holes and their jets.”

Reference: “Testing the Blazar Sequence with Spectra of Recently Discovered Dim Blazars from the Fermi Unassociated Catalog” by Stephen Kerby and Abraham D. Falcone, 10 July 2023, The Astrophysical Journal.
DOI: 10.3847/1538-4357/acd4c0

The study was funded by NASA.

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Vístete para las estrellas: la nueva era de la moda espacial de SpaceX

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Vístete para las estrellas: la nueva era de la moda espacial de SpaceX

SpaceX no sólo está lanzando cohetes, sino que también está marcando el comienzo de una nueva era de espacio exploración con sus trajes de actividad extravehicular (EVA) de última generación.

Mientras nos encontramos en la cúspide de la primera caminata espacial privada en 2024, profundicemos en los detalles de este revolucionario equipo.

La moda se encuentra con la función en el espacio

Cerrando la brecha entre estilo y practicidad, SpaceX revelado la vestimenta de los astronautas que se embarcan en la histórica misión Polaris Dawn. Atrás quedaron los días de los trajes espaciales voluminosos y engorrosos. El nuevo traje EVA combina un diseño elegante con una funcionalidad avanzada.

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Desmentiendo los mitos sobre los trajes espaciales

La cultura popular a menudo nos engaña con representaciones demasiado simplistas de los trajes espaciales. A diferencia de los cascos tipo «pecera» y los trajes fáciles de usar que se ven en las películas, los trajes espaciales reales son naves espaciales complejas con forma humana. Están equipados con sistemas de propulsión y soporte vital, lo que los hace más parecidos a un equipo de buceo que a una vestimenta informal.

Una rara tormenta solar cautiva a los observadores de estrellas en todo Estados Unidos: '¡QUÉ IMPRESIONANTE!' »

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¿Por qué no conservar el disfraz antiguo?

Los actuales trajes de Actividad Intravehicular (IVA) de SpaceX sirven como protección de emergencia dentro de la cápsula Dragon. Sin embargo, no están diseñados para los rigores de los paseos espaciales. El nuevo traje EVA es una mejora significativa, ya que proporciona mayor movilidad, durabilidad y protección contra las duras condiciones del espacio.

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El traje EVA: una visión general

El traje EVA conserva el elegante diseño del modelo IVA pero introduce nuevos materiales y técnicas de fabricación para mejorar el rendimiento. El traje también es escalable, lo que garantiza un ajuste perfecto para una amplia gama de tipos de cuerpo.

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4 características que distinguen al traje EVA

1. Juntas giratorias: Para una movilidad inigualable bajo presión

2. Sellos y válvulas avanzadas: Proporcionar alta redundancia y seguridad

3. Casco impreso en 3D: Con visor antirreflejo, HUD y cámara

4. Textiles de gestión térmica: Tomado prestado de los cohetes Falcon para una protección extrema

La próxima misión Polaris Dawn pondrá a prueba las capacidades del traje EVA y preparará el escenario para futuras bases lunares y ciudades marcianas.

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Conclusiones clave de Kurt

Está claro que el traje EVA es más que un simple hilo conductor para las estrellas. Con la misión Polaris Dawn en el horizonte, no sólo nos estamos preparando para ver a los astronautas flotar con gracia fuera de su nave espacial. Nos estamos preparando para presenciar un momento crucial en la historia, donde la moda y la función se fusionan en el vacío del espacio, desacreditando mitos arraigados desde hace mucho tiempo y estableciendo nuevos estándares de lo que es posible.

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Mientras SpaceX se prepara para la primera caminata espacial privada con sus innovadores trajes EVA, ¿qué piensa sobre el impacto de estos avances tecnológicos en el futuro de la exploración espacial y la vida humana más allá de la Tierra? Háganos saber escribiéndonos a Cyberguy.com/Contacto.

Para obtener más consejos técnicos y alertas de seguridad, suscríbase a mi boletín informativo gratuito CyberGuy Report visitando Cyberguy.com/Newsletter.

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Boeing repara una pequeña fuga de helio en la nave espacial Starliner

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Boeing repara una pequeña fuga de helio en la nave espacial Starliner
Agrandar / Una vista aérea de la nave espacial Starliner de Boeing y el cohete Atlas V de United Launch Alliance dentro de la Instalación de Integración Vertical de la estación espacial en Cabo Cañaveral, Florida.

Boeing se está tomando unos días más para resolver una pequeña fuga de helio en la nave espacial Starliner que está programada para transportar a dos astronautas de la NASA para un vuelo de prueba a la Estación Espacial Internacional, dijeron funcionarios el martes.

Eso significa que el primer lanzamiento tripulado de la nave espacial Starliner de Boeing, con años de retraso y más de 1.400 millones de dólares por encima del presupuesto, no se llevará a cabo hasta el próximo martes 21 de mayo a las 4 p. m. EDT (8:43 p. m. UTC). El cumplimiento de este cronograma supone que los ingenieros puedan familiarizarse con la fuga de helio. Los funcionarios de Boeing y la NASA, que gestiona el contrato multimillonario de la tripulación comercial del Boeing Starliner, habían previsto previamente el viernes 17 de mayo para el primer lanzamiento de la nave espacial con astronautas a bordo.

El equipo de tierra de Boeing rastreó la fuga hasta una brida de un propulsor en el sistema de control de reacción único del módulo de servicio de la nave espacial.

Hay 28 propulsores del sistema de control de reacción (esencialmente pequeños motores de cohetes) en el módulo de servicio Starliner. En órbita, estos propulsores se utilizan para correcciones menores de trayectoria y para dirigir la nave espacial en la dirección correcta. El módulo de servicio tiene dos juegos de motores más potentes para ajustes orbitales más grandes y maniobras de aborto de lanzamiento.

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El sistema de propulsión de la nave espacial está presurizado con helio, un gas inerte. Los propulsores queman una mezcla tóxica de hidracina y tetróxido de nitrógeno. El helio no es combustible ni tóxico, por lo que una pequeña fuga probablemente no suponga un problema importante de seguridad en tierra, pero el sistema de propulsión debe mantener la presión para que los propulsores funcionen en el espacio.

Hasta ahora, múltiples contratiempos técnicos han impedido que el programa Starliner de Boeing llegue a este punto. Esos contratiempos incluyeron una fuga de combustible en un banco de pruebas, fallas de software durante el primer vuelo de prueba no tripulado de Starliner y válvulas corroídas en el sistema de propulsión de la nave espacial. A medida que se acercaba un intento de lanzamiento el verano pasado, Boeing y la NASA descubrieron otros dos problemas (material inflamable dentro de la cápsula y un eslabón débil en el sistema de paracaídas del Starliner) que retrasaron el vuelo de prueba de la tripulación durante casi un año.

Según la NASA, los ingenieros planean remediar la fuga de helio mediante «pruebas de naves espaciales y soluciones operativas». Es decir, los directivos no consideran la necesidad de reparar físicamente la fuga.

“Como parte de las pruebas, Boeing llevará el sistema de propulsión a presurización de vuelo como lo hace antes del lanzamiento, luego permitirá que el sistema de helio se ventile naturalmente para validar los datos existentes y reforzar la lógica de vuelo”, escribieron funcionarios de la NASA en un comunicado. publicación de blog el martes. La justificación del vuelo es el lenguaje que utiliza la NASA para ganar confianza al comprender un problema y sentirse seguro de que no representaría un riesgo adicional durante el vuelo.

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El cohete está listo para funcionar.

Un fallo de válvula en el cohete Atlas V que iba a lanzar la cápsula de tripulación Starliner de Boeing abortó el primer intento de lanzamiento del vuelo de prueba con tripulación el 6 de mayo en la estación espacial de Cabo Cañaveral, Florida. United Launch Alliance, la compañía que construye y opera el Atlas V, sacó el cohete y el Starliner de la plataforma de lanzamiento y los devolvió a un hangar la semana pasada para reemplazar la válvula de control de presión defectuosa del Atlas V.

Una vez instalada en el cohete, la nueva válvula funcionó normalmente durante las pruebas dentro del hangar de la ULA. La ULA devolverá el cohete a la plataforma de lanzamiento unos días antes del próximo intento de lanzamiento.

«Los equipos de la misión también llevaron a cabo una revisión exhaustiva de los datos del intento de lanzamiento del 6 de mayo y no están rastreando más problemas», dijo la NASA.

Los astronautas de la NASA Butch Wilmore y Suni Williams, comandante y piloto del vuelo de prueba Starliner, regresaron a su base en Houston para pasar más tiempo con sus familias y esperar la próxima fecha de lanzamiento de la misión. Regresarán al Centro Espacial Kennedy en Florida en los próximos días para los preparativos finales para el lanzamiento, dijo la NASA.

Wilmore y Williams, ambos pilotos de pruebas de la Marina de los EE. UU., supervisarán los sistemas de Starliner desde el lanzamiento hasta el acoplamiento a la Estación Espacial Internacional. Sus tareas incluyen tomar el control manual de la cápsula de la tripulación del Boeing para una serie de demostraciones de vuelo. Si todo va según lo planeado, pasarán al menos ocho días en la estación espacial antes de regresar a la Tierra a bordo de la nave espacial Starliner para un aterrizaje asistido por paracaídas y bolsas de aire en el suroeste de Estados Unidos, probablemente en White Sands, Nuevo México.

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Su estancia en la estación espacial podría prolongarse mientras esperan el buen tiempo en uno de los lugares de aterrizaje del Starliner. Con el próximo vuelo Starliner, Estados Unidos tendrá, por primera vez desde los albores de la era espacial, dos naves espaciales independientes con capacidad humana capaces de transportar personas a la órbita terrestre baja. Crew Dragon de SpaceX, que ganó un contrato de tripulación comercial con la NASA junto con Boeing en 2014, comenzó a transportar astronautas en 2020.

El contrato de tripulación comercial de la NASA con Boeing cubre seis vuelos operativos de rotación de tripulación hacia y desde la estación espacial. Un vuelo de prueba exitoso con Wilmore y Williams allanaría el camino para que Starliner realice la primera de estas misiones tripuladas de seis meses a principios del próximo año.

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Los átomos se han acercado más que nunca, revelando efectos cuánticos aparentemente imposibles

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Los átomos se han acercado más que nunca, revelando efectos cuánticos aparentemente imposibles

Los científicos han roto dos capas de átomos magnéticos ultrafríos a una distancia de 50 nanómetros entre sí (diez veces más cerca que en experimentos anteriores), revelando extraños efectos cuánticos nunca antes vistos.

La extrema proximidad de estos átomos permitirá a los investigadores estudiar por primera vez las interacciones cuánticas a esta escala de longitud y podría conducir a importantes avances en el desarrollo de superconductores y computadoras cuánticasinformaron los científicos en un nuevo estudio publicado el 2 de mayo en la revista Ciencia.

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