Connect with us

Horoscopo

Ver emisores de rayos X cósmicos podría ser una cuestión de perspectiva

Published

on

Esta ilustración muestra SS 433, un agujero negro o estrella de neutrones, mientras extrae material de su estrella compañera. La materia estelar forma un disco alrededor de SS 433, y parte de la materia es expulsada al espacio como dos chorros delgados (rosados) que viajan en direcciones opuestas a SS 433. Crédito: DESY / Science Communication Lab

Conocidas como fuentes de rayos X ultrabrillantes, los emisores son fáciles de detectar cuando se ven desde el frente, pero pueden ocultarse de la vista si están incluso ligeramente alejados de la Tierra.

Es difícil pasar por alto el rayo de una linterna que te apunta directamente. Pero este rayo visto de lado parece mucho más débil. Il en va de même pour certains objets cosmiques : comme une lampe de poche, ils rayonnent principalement dans une direction, et ils ont un aspect radicalement différent selon que le faisceau pointe loin de la Terre (et des télescopes spatiaux à proximité) ou directement vers ella.

Nuevos datos de NasaEl observatorio espacial NuSTAR indica que este fenómeno es cierto para algunos de los emisores de rayos X más importantes del universo local: fuentes de rayos X ultraluminosos o ULX. La mayoría de los objetos cósmicos, incluidas las estrellas, emiten pequeños rayos X, especialmente en el rango de alta energía visto por NuSTAR. Los ULX, por otro lado, son como faros de rayos X que atraviesan la oscuridad. Para ser considerada un ULX, una fuente debe tener un brillo de rayos X aproximadamente un millón de veces más brillante que la salida de luz total del Sol (en todas las longitudes de onda). Los ULX son tan brillantes que pueden verse a millones de años luz de distancia, en otras galaxias.

SS 433 Animación

Esta animación ilustra cómo SS 433, que contiene una fuente de luz brillante rodeada por dos estructuras en forma de cuenco, se inclina hacia adelante y hacia atrás en su órbita. Al igual que con una linterna, la luz del SS 433 parece mucho más tenue cuando se ve de lado. Crédito: NASA / JPL-Caltech

El nuevo estudio muestra que el objeto conocido como SS 433, ubicado en el vía Láctea galaxia, y sólo a unos 20.000 años luz de la Tierra, es un ULX, aunque parece ser unas 1.000 veces más bajo que el umbral mínimo para ser considerado como tal.

READ  La NASA retrasa el lanzamiento del telescopio Webb hasta el 24 de diciembre como muy pronto - Spaceflight Now

Esta debilidad es una sugerencia de perspectiva, según el estudio: los rayos X de alta energía de SS 433 están inicialmente confinados en dos conos de gas que se extienden hacia afuera desde lados opuestos del objeto central. Estos conos son similares a un cuenco espejado que rodea la bombilla de una linterna: rodean la luz de rayos X de SS 433 en un haz estrecho, hasta que escapa y es detectado por NuSTAR. Pero debido a que los conos no apuntan directamente a la Tierra, NuSTAR no puede ver todo el brillo del objeto.

«Durante mucho tiempo sospechamos que algunos ULX emiten luz en columnas estrechas, en lugar de en todas direcciones como una bombilla desnuda», dijo Matt Middleton, profesor de astrofísica en la Universidad de Southampton en el Reino Unido y autor principal del estudio. “En nuestro estudio, confirmamos esta hipótesis mostrando que el SS 433 sería considerado como un ULX por un observador frontal. «

Si un ULX relativamente cerca de la Tierra puede ocultar su verdadero brillo debido a su orientación, es probable que haya más ULX, especialmente en otras galaxias, con un disfraz similar. Esto significa que se espera que la población total de ULX sea mucho mayor de lo que los científicos están observando actualmente.

cono de oscuridad

Se han encontrado alrededor de 500 ULX en otras galaxias, y su distancia de la Tierra significa que a menudo es casi imposible saber qué tipo de objeto genera la emisión de rayos X. Los rayos X probablemente provienen de un área grande. calentado a temperaturas extremas porque es atraído por la gravedad de un objeto muy denso. Este objeto puede ser un estrella neutrón (los restos de una estrella colapsada) o una pequeña agujero negro, uno que no es más de unas 30 veces la masa de nuestro Sol. El gas forma un disco alrededor del objeto, como agua rodeando un desagüe. La fricción en el disco aumenta la temperatura, lo que hace que se irradie, a veces tan caliente que el sistema estalla con rayos X. Cuanto más rápido cae el material sobre el objeto central, más brillantes son los rayos X.

READ  Nuestros descuentos del Black Friday terminan pronto: obtenga su pase de $ 20 para TC: sesiones espaciales - TechCrunch

Los astrónomos sospechan que el objeto en el corazón de SS 433 es un agujero negro de aproximadamente 10 veces la masa de nuestro Sol. Lo que es seguro es que canibaliza una gran estrella cercana, su gravedad extrae la materia a un ritmo rápido: en un solo año, el SS 433 roba el equivalente a unas 30 veces la masa de la Tierra. A su vecino, lo que lo convierte en el el agujero negro más codicioso o la estrella de neutrones conocida en nuestra galaxia.

Cambiar el brillo de los rayos X del SS 433

El objeto cósmico SS 433 contiene una fuente de luz de rayos X rodeada por dos hemisferios de gas caliente. SS 433 se inclina periódicamente, apuntando un haz de rayos X a la Tierra.
Crédito: NASA / JPL-Caltech

«Se sabe desde hace mucho tiempo que esta cosa come a un ritmo fenomenal», dijo Middleton. «Esto es lo que distingue a ULX de otros objetos, y probablemente sea la causa principal de las abundantes cantidades de rayos X que vemos en ellos».

El objeto en SS 433 tiene ojos más grandes que su vientre: roba más material del que puede consumir. Parte del material sobrante se expulsa del disco y forma dos hemisferios en lados opuestos del disco. Dentro de cada uno hay un vacío en forma de cono que se abre al espacio. Estos son los conos que recogen la luz de los rayos X de alta energía en un rayo. Cualquiera que mire directamente a uno de los conos verá un ULX obvio. Aunque están compuestos solo de gas, los conos son tan gruesos y masivos que actúan como paneles de plomo en una sala de detección de rayos X y evitan que los rayos X los atraviesen hacia un lado.

Los científicos sospecharon que algunos ULX podrían estar ocultos por esta razón. SS 433 brindó una oportunidad única para probar esta idea porque, como una peonza, se tambalea sobre su eje, un proceso que los astrónomos llaman precesión.

Nave espacial NuSTAR

Ilustración de la nave espacial NuSTAR, que tiene un mástil de 10 metros (30 pies) que separa los módulos ópticos (derecha) de los detectores en el plano focal (izquierda). Esta separación es necesaria para el método utilizado para detectar rayos X. Crédito: NASA / JPL-Caltech

La mayor parte del tiempo, los dos conos de SS 433 apuntan lejos de la Tierra. Pero debido a la forma en que SS 433 precede, un cono se inclina periódicamente ligeramente hacia la Tierra, por lo que los científicos pueden ver algo de luz de rayos X que sale de la parte superior del cono. En el nuevo estudio, los científicos observaron cómo cambian los rayos X que ve NuSTAR a medida que se mueve el SS 433. Muestran que si el cono continuara inclinándose hacia la Tierra para que los científicos pudieran mirarlo directamente, verían suficientes rayos X para llamar oficialmente a SS 433 un ULX.

READ  Volcanes de hoy: resumen de la actividad volcánica en todo el mundo / VolcanoDiscovery

Los agujeros negros que se alimentan a velocidades extremas han dado forma a la historia de nuestro universo. Los agujeros negros supermasivos, que tienen de millones a miles de millones de veces la masa del Sol, pueden afectar profundamente a su galaxia anfitriona cuando se alimentan. Al principio de la historia del universo, algunos de estos agujeros negros masivos pueden haberse alimentado tan rápido como SS 433, liberando enormes cantidades de radiación que remodelaron los entornos locales. Los flujos (como los conos en SS 433) redistribuyeron la materia que eventualmente podría formar estrellas y otros objetos.

Pero debido a que estos gigantes de rápido consumo residen en galaxias increíblemente distantes (la que está en el corazón de la Vía Láctea actualmente no come mucho), siguen siendo difíciles de estudiar. Con SS 433, los científicos han encontrado un ejemplo en miniatura de este proceso, mucho más cercano a casa y mucho más fácil de estudiar, y NuSTAR ha proporcionado nueva información sobre la actividad que tiene lugar allí.

“Cuando lanzamos NuSTAR, no pensé que nadie esperaba que ULX fuera un área de investigación tan rica para nosotros”, dijo Fiona Harrison, Investigadora Principal de NuSTAR y Profesora de Física en Caltech en Pasadena, California. «Pero NuSTAR es único en el sentido de que puede ver casi la gama completa de longitudes de onda de rayos X emitidas por estos objetos, y eso nos da una idea de los procesos extremos que deben impulsarlos».

Referencia: «NuSTAR revela la naturaleza oculta de SS433» por MJ Middleton, DJ Walton, W Alston, T Dauser, S Eikenberry, YF Jiang, AC Fabian, F Fuerst, M Brightman, H Marshall, M Parker, C Pinto, FA Harrison , M Bachetti, D Altamirano, AJ Bird, G Perez, J Miller-Jones, P Charles, S Boggs, F Christensen, W Craig, K Forster, B Grefenstette, C Hailey, K Madsen, D Stern y W Zhang, 6 de mayo 2021, Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.
DOI: 10.1093 / mnras / stab1280

Más información sobre la misión

NuSTAR es una misión Small Explorer dirigida por Caltech y administrada por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, una división de Caltech, para la Dirección de Misiones Científicas de la agencia en Washington. NuSTAR fue desarrollado en asociación con la Universidad Técnica Danesa y la Agencia Espacial Italiana (ASI). La nave espacial fue construida por Orbital Sciences Corporation en Dulles, Virginia (ahora parte de Northrop Grumman). El Centro de Operaciones de la Misión NuSTAR está ubicado en Universidad de California, Berkeley, y el archivo de datos oficial se encuentra en el Centro de Investigación de Archivos Científicos de Astrofísica de Alta Energía de la NASA. ASI proporciona la estación terrestre de la misión y un archivo espejo.

Experiencia en periódicos nacionales y periódicos medianos, prensa local, periódicos estudiantiles, revistas especializadas, sitios web y blogs.

Continue Reading
Click to comment

Leave a Reply

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *

Horoscopo

Un enorme iceberg arrojó más de 150 mil millones de toneladas de agua dulce al océano cuando pasaba por Georgia del Sur.

Published

on

El iceberg A68A con unos pequeños trozos de hielo que se han desprendido a su alrededor (21 de noviembre de 2020). Crédito: NASA Worldview Snapshots imagen MODIS

Los científicos que monitorean el iceberg antártico gigante A68A desde el espacio revelan que se liberó una gran cantidad de agua dulce cuando se derritió alrededor de la isla subantártica de Georgia del Sur.

Según un nuevo estudio.

En julio de 2017, el iceberg A68A se separó de la plataforma de hielo Larsen-C en la Península Antártica y comenzó su épico viaje de 3,5 años y 4000 km a través del Océano Antártico. Con 5.719 kilómetros cuadrados, una cuarta parte del tamaño de Gales, era el iceberg más grande de la Tierra cuando se formó y el sexto más grande registrado. Alrededor de la Navidad de 2020, el iceberg recibió mucha atención cuando se desplazó siniestramente cerca de Georgia del Sur, lo que generó temores de que pudiera dañar el frágil ecosistema de la isla.

Investigadores del Centro de Observaciones y Modelado Polar (CPOM) y el British Antarctic Survey (BAS) utilizaron mediciones satelitales para mapear el área y el grosor del iceberg A68A a lo largo de su ciclo de vida. Los autores muestran que el iceberg se había derretido lo suficiente durante su deriva para evitar dañar el lecho marino alrededor de Georgia del Sur al encallar. Sin embargo, un efecto secundario del derretimiento fue la liberación de una colosal cantidad de 152 mil millones de toneladas de agua dulce cerca de la isla, una perturbación que podría tener un profundo impacto en el hábitat marino de la isla.

Iceberg A68A acercándose a la isla Georgia del Sur

Iceberg A68A en aproximación a la isla Georgia del Sur (14 de diciembre de 2020). La parte izquierda de la imagen son nubes. Crédito: NASA Worldview Snapshots imagen MODIS

Durante los dos primeros años de su vida, el A68A permaneció cerca de la Antártida en las frías aguas del Mar de Weddell y experimentó poco derretimiento. Sin embargo, una vez que inició su viaje hacia el norte a través del Pasaje de Drake, pasó por aguas cada vez más cálidas y comenzó a derretirse. En total, el iceberg se adelgazó 67 metros desde su espesor original de 235 m, y la tasa de fusión aumentó considerablemente a medida que el iceberg se desplazaba en el Mar de Scotia alrededor de Georgia del Sur.

READ  Horóscopo: los signos que recibirán buenas noticias | Programa diario

Laura Gerrish, especialista en GIS y mapeo en BAS y coautora del estudio, dijo:

«A68 ​​​​fue un iceberg absolutamente fascinante para seguir desde su inicio hasta su final. Las mediciones frecuentes nos permitieron seguir cada movimiento y ruptura del iceberg a medida que avanzaba lentamente hacia el norte a través del callejón de icebergs y hacia el mar de Scotia, donde luego recogió aceleró y estuvo muy cerca de la isla Georgia del Sur.


Adelgazamiento y ruptura del iceberg A68A a lo largo del tiempo. Las tasas de fusión aumentan considerablemente una vez que el iceberg se desplaza hacia el mar abierto al norte de la península antártica. El grosor del iceberg se derivó de los datos de altimetría satelital de Cryosat-2 e ICESat-2. La forma y el tamaño de los icebergs provienen de los datos de los satélites Sentinel-1, Sentinel-3 y MODIS. Crédito: Anne Braakmann-Folgmann CPOM

Si la quilla de un iceberg es demasiado profunda, puede atascarse en el fondo del mar, lo que puede ser perturbador de varias maneras diferentes; las marcas de socavación pueden destruir la vida silvestre, y el propio iceberg puede bloquear las corrientes oceánicas y las rutas de alimentación de los depredadores. Todos estos resultados potenciales se temían cuando A68A se acercó a Georgia del Sur. Sin embargo, este nuevo estudio revela que solo chocó brevemente con el lecho marino y se rompió poco después, lo que reduce el riesgo de quedarse atascado. Cuando llegó a las aguas poco profundas alrededor de Georgia del Sur, la quilla del iceberg se había reducido a 141 metros por debajo de la superficie del océano, lo suficientemente poco profundo como para evitar el lecho marino por unos 150 metros de profundidad.

READ  Nuestros descuentos del Black Friday terminan pronto: obtenga su pase de $ 20 para TC: sesiones espaciales - TechCrunch

Sin embargo, el ecosistema y la vida silvestre alrededor de Georgia del Sur ciertamente habrán sentido el impacto de la visita del colosal iceberg. Cuando los icebergs se desprenden de las plataformas de hielo, se desplazan con las corrientes oceánicas y el viento mientras liberan agua de deshielo fría y fresca y nutrientes a medida que se derriten. Este proceso influye en la circulación oceánica local y promueve la producción biológica alrededor del iceberg. En su apogeo, el iceberg se estaba derritiendo a un ritmo de 7 metros por mes y liberando un total de 152 mil millones de toneladas de agua dulce y nutrientes.

Anne Braakmann-Folgmann, investigadora del CPOM y candidata a doctorado en la Escuela de la Tierra y el Medio Ambiente de la Universidad de Leeds, es la autora principal del estudio. Ella dijo:

«Esta es una gran cantidad de agua de deshielo, y lo siguiente que queremos saber es si tuvo un impacto positivo o negativo en el ecosistema alrededor de Georgia del Sur.

«Debido a que el A68A tomó una ruta común a través del Pasaje de Drake, esperamos aprender más sobre los icebergs que toman una trayectoria similar y cómo influyen en los océanos polares».

El viaje de A68A se cartografió utilizando observaciones de 5 satélites diferentes. El cambio de área del iceberg se registró utilizando una combinación de imágenes Sentinel-1, Sentinel-3 y MODIS. Mientras tanto, el cambio en el grosor del iceberg se midió utilizando la altimetría CryoSat-2 e ICESat-2. Al combinar estas medidas, se determinaron el área, el grosor y el cambio de volumen del iceberg.

Tommaso Parrinello, Gerente de Misión CryoSat en la Agencia Espacial Europea, dijo:

READ  Solo el 2% de la Gran Barrera de Coral escapó del blanqueamiento de los corales, según un estudio

“Nuestra capacidad para estudiar cada movimiento del iceberg con tanto detalle se debe a los avances en las técnicas satelitales y al uso de una variedad de medidas. Los satélites de imágenes registran la ubicación y la forma del iceberg y los datos de las misiones de altimetría agregan una tercera dimensión, ya que miden la altura de las superficies debajo de los satélites y, por lo tanto, pueden observar cómo se derrite un iceberg.

Referencia: “Observando la desintegración del iceberg A68A desde el espacio” por A. Braakmann-Folgmann, A. Shepherd, L. Gerrish, J. Izzard y A. Ridout, 10 de enero de 2022, Teledetección ambiental.
DOI: 10.1016/j.rse.2021.112855

Continue Reading

Horoscopo

Radio Pulsar Binary demuestra que Einstein tiene al menos un 99,99% de razón

Published

on

Los investigadores realizaron un experimento de 16 años para desafiar la teoría de la relatividad general de Einstein. El equipo internacional observó las estrellas, un par de estrellas extremas llamadas púlsares para ser precisos, a través de siete radiotelescopios en todo el mundo. Crédito: Instituto Max Planck de Radioastronomía

Han pasado más de cien años desde que Einstein formalizó su teoría de la Relatividad General (GR), la teoría geométrica de la gravitación que revolucionó nuestra comprensión del Universo. Y, sin embargo, los astrónomos todavía lo están sometiendo a pruebas rigurosas, con la esperanza de encontrar desviaciones de esta teoría establecida. La razón es simple: cualquier indicio de física más allá de GR abriría nuevas ventanas al Universo y ayudaría a resolver algunos de los misterios más profundos del cosmos.

Una de las pruebas más rigurosas jamás realizadas fue realizada recientemente por un equipo internacional de astrónomos dirigido por Michael Kramer del Instituto Max Planck de Radioastronomía (MPIfR) en Bonn, Alemania. Usando siete radiotelescopios en todo el mundo, Kramer y sus colegas observaron un par único de púlsares durante 16 años. En el proceso, observaron por primera vez los efectos predichos por GR, y con un precisión al menos el 99,99%!

Además de los investigadores de MPIfR, a Kramer y sus asociados se unieron investigadores de instituciones de diez países diferentes, incluido el Jodrell Bank Center for Astrophysics (Reino Unido), el ARC Center of Excellence for Gravitational Wave Discovery (Australia), el Perimeter Institute of Theoretical Physics (Canadá), el Observatorio de París (Francia), el Osservatorio Astronomico di Cagliari (Italia), el Observatorio de Radioastronomía de Sudáfrica (SARAO), el Instituto de Radioastronomía de los Países Bajos (ASTRON) y el Observatorio de Arecibo.

Pulsar estrella de neutrones de giro rápido

Los púlsares son estrellas de neutrones que giran rápidamente y emiten haces estrechos y anchos de ondas de radio. Crédito: Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA

Los «radio púlsares» son una clase especial de estrellas de neutrones fuertemente magnetizadas y de rotación rápida. Estos objetos súper densos emiten poderosos rayos de radio desde sus polos que (cuando se combinan con su rápida rotación) crean un efecto estroboscópico que se asemeja a una baliza. Los astrónomos están fascinados con los púlsares porque brindan una gran cantidad de información sobre la física que rige los objetos ultracompactos, los campos magnéticos, el medio interestelar (ISM), la física planetaria e incluso la cosmología.

READ  Nuestros descuentos del Black Friday terminan pronto: obtenga su pase de $ 20 para TC: sesiones espaciales - TechCrunch

Además, las fuerzas gravitatorias extremas involucradas permiten a los astrónomos probar las predicciones hechas por teorías gravitacionales como GR y Dinámica newtoniana modificada (MOND) en algunas de las condiciones más extremas imaginables. A los efectos de su estudio, Kramer y su equipo examinaron PSR J0737-3039 A/B, el sistema «Double Pulsar» ubicado a 2400 años luz de la Tierra en el constelación de cachorros.

Este sistema es la única radio púlsar binario jamás observado y fue descubierto en 2003 por miembros del equipo de investigación. Los dos púlsares que componen este sistema giran rápidamente, 44 veces por segundo (A), una vez cada 2,8 segundos (B), y se orbitan entre sí con un período de solo 147 minutos. Si bien son aproximadamente un 30% más masivos que el Sol, solo tienen unos 24 km (15 millas) de diámetro. De ahí su extrema atracción gravitatoria y sus intensos campos magnéticos.

Además de estas propiedades, el rápido período orbital de este sistema lo convierte en un laboratorio casi perfecto para probar las teorías de la gravedad. Como declaró el profesor Kramer en un reciente comunicado de prensa de MPIfR:

“Hemos estudiado un sistema de estrellas compactas que es un laboratorio inigualable para probar teorías de la gravedad en presencia de campos gravitatorios muy fuertes. Para nuestro deleite, pudimos probar una piedra angular de la teoría de Einstein, la energía transportada por ondas gravitacionales, con una precisión 25 veces superior a la del púlsar Hulse-Taylor, ganador del Premio Nobel, y 1000 veces superior a la que es posible actualmente con los detectores de ondas gravitacionales.

campo de gravedad de agujero negro

Impresión artística de la trayectoria de la estrella S2 pasando muy cerca de Sagitario A*, lo que también permite a los astrónomos probar las predicciones realizadas por la Relatividad General en condiciones extremas. Crédito: ESO/M. Kornmesser

Se utilizaron siete radiotelescopios para la campaña de observación de 16 años, incluido el Radiotelescopio Parkes (Australia), el Telescopio Green Bank (EE. UU.), el Radiotelescopio Nançay (Francia), el Telescopio Effelsberg de 100 m (Alemania), el Radiotelescopio Lovell (Reino Unido), el radiotelescopio de síntesis de Westerbork (Países Bajos) y el Very Long Baseline Array (EE. UU.).

READ  Horóscopo: los signos que recibirán buenas noticias | Programa diario

Estos observatorios cubrieron diferentes partes del espectro de radio, desde 334 MHz y 700 MHz hasta 1300 – 1700 MHz, 1484 MHz y 2520 MHz. Al hacerlo, pudieron ver cómo los fotones provenientes de este púlsar binario se vieron afectados por su fuerte atracción gravitatoria. Como explicó la coautora del estudio, la profesora Ingrid Stairs de la Universidad de Columbia Británica (UBC) en Vancouver:

“Seguimos la propagación de los fotones de radio emitidos por una baliza cósmica, un púlsar, y seguimos su movimiento en el fuerte campo gravitatorio de un púlsar compañero. Vemos por primera vez cómo la luz no solo se retrasa debido a una fuerte curvatura del espacio-tiempo alrededor del compañero, sino que también la luz se desvía en un pequeño ángulo de 0,04 grados que podemos detectar. Nunca antes se había realizado un experimento de este tipo en una curvatura de espacio-tiempo tan alta.

Como agregó el coautor, el profesor Dick Manchester de la Organización de Investigación Científica e Industrial de la Commonwealth (CSIRO) de Australia, el rápido movimiento orbital de objetos compactos como estos les permitió probar siete predicciones diferentes de GR. Estos incluyen ondas gravitacionales, propagación de la luz («retraso de Shapiro y curvatura de la luz), dilatación del tiempo, equivalencia masa-energía (E = mc2), y qué efecto tiene la radiación electromagnética en el movimiento orbital del púlsar.

Telescopio Robert C. Byrd Green Bank

El telescopio Robert C. Byrd Green Bank (GBT) en Virginia Occidental. Crédito: GBO/AUI/NSF

“¡Esta radiación corresponde a una pérdida de masa de 8 millones de toneladas por segundo! dijo. «Si bien eso parece mucho, es solo una pequeña fracción, 3 partes de un billón de billones (!) – de la masa del púlsar por segundo». Los investigadores también realizaron mediciones extremadamente precisas de los cambios en la orientación orbital de los púlsares, un efecto relativista que se observó por primera vez con la órbita de Mercurio y uno de los misterios que la teoría GR de Einstein ayudó a resolver.

READ  Construya dispositivos electrónicos que puedan sobrevivir bajo la capa de hielo de Groenlandia.

Solo que aquí, el efecto fue 140 000 veces más fuerte, lo que hizo que el equipo se diera cuenta de que también tenían que considerar el impacto de la rotación del púlsar en el espacio-tiempo circundante, también conocido como. el efecto Lense-Thirring, o «marco de arrastre». Al igual que el Dr. Norbert Wex del MPIfR, otro autor principal del estudio, esto proporcionó otro avance:

«En nuestra experiencia, esto significa que tenemos que considerar la estructura interna de un púlsar como un estrella neutrón. Por lo tanto, nuestras mediciones nos permiten por primera vez utilizar el seguimiento de precisión de las rotaciones de estrellas de neutrones, una técnica que llamamos sincronización de púlsares para proporcionar restricciones sobre la extensión de una estrella de neutrones.

Otra lección valiosa de esta experiencia fue cómo el equipo combinó técnicas de observación complementarias para lograr mediciones de distancia de alta precisión. Estudios similares a menudo se han visto obstaculizados por estimaciones de distancia mal limitadas en el pasado. Al combinar la técnica de sincronización de púlsares con mediciones interferométricas cuidadosas (y los efectos de ISM), el equipo logró un resultado de alta resolución de 2400 años luz con un margen de error del 8%.

Nuevas observaciones de colisión de estrellas de neutrones desafían algunas teorías existentes

Representación artística de la fusión de dos estrellas de neutrones. Los haces estrechos representan el estallido de rayos gamma, mientras que la cuadrícula espacio-temporal ondulada indica las ondas gravitacionales isotrópicas que caracterizan la fusión. Crédito: NSF/LIGO/Universidad Estatal de Sonoma/A. simonnet

En última instancia, los resultados del equipo no solo coincidieron con GR, sino que también pudieron ver efectos que no se podían estudiar antes. Como lo expresó Paulo Freire, otro coautor del estudio (y también de MPIfR):

«Nuestros resultados son muy complementarios a otros estudios experimentales que prueban la gravedad en otras condiciones o ven diferentes efectos, como los detectores de ondas gravitacionales o el telescopio Event Horizon. También complementan otros experimentos de púlsares, como nuestro experimento de sincronización con el púlsar en un triple star system, que proporcionó una prueba independiente (y soberbia) de la universalidad de la caída libre.

“Hemos alcanzado un nivel de precisión sin precedentes”, concluyó el profesor Kramer. «Los experimentos futuros con telescopios aún más grandes pueden ir más allá y lo harán. Nuestro trabajo ha demostrado cómo se deben realizar tales experimentos y qué efectos sutiles deben tenerse en cuenta ahora. Y, tal vez, encontremos una desviación de la relatividad general».

El artículo que describe su investigación apareció recientemente en la revista Exploración física X,

Publicado originalmente en Universo hoy.

Para saber más sobre esta investigación:

Referencia: «Pruebas de gravedad de campo fuerte con el doble púlsar» por M. Kramer et al., 13 de diciembre de 2021, Exploración física X.
DOI: 10.1103 / PhysRevX.11.041050

Continue Reading

Horoscopo

Cuando el grafeno habla, los científicos ahora pueden escuchar

Published

on

Investigadores de la Universidad de Rice han descubierto que el sonido se puede utilizar para analizar las propiedades del grafeno inducido por láser en tiempo real. La técnica podría ser útil para la caracterización de materiales en una amplia gama de procesos de ingeniería y fabricación. Crédito: Brandon Martin/Universidad de Rice

Puede que sea cierto que ver es creer, pero a veces escuchar puede ser mejor.


Ejemplo: Dos hermanos en un laboratorio de la Universidad de Rice escucharon algo inusual mientras hacían grafeno. Finalmente, determinaron que el sonido en sí mismo podría proporcionarles información valiosa sobre el producto.

Los hermanos, John Li, ex alumno de Rice que ahora estudia en la Universidad de Stanford, y Victor Li, entonces estudiante de secundaria en Nueva York y ahora estudiante de primer año en el Instituto Tecnológico de Massachusetts, son coautores principales de un artículo que describe la análisis en tiempo real de la producción de grafeno inducido por láser (LIG) a través del sonido.

Los hermanos estaban trabajando en el laboratorio del químico James Tour de Rice cuando se les ocurrió su hipótesis y la presentaron en una reunión de grupo.

«El profesor Tour dijo: ‘Es interesante’ y nos dijo que lo siguiéramos como un proyecto potencial», recordó John Li.

Los resultados, que aparecen en Materiales funcionales avanzadosdescriben un esquema simple de procesamiento de señales acústicas que analiza LIG en tiempo real para determinar su forma y calidad.

LIG, presentado por el laboratorio Tour en 2014, crea capas de láminas de grafeno interconectadas calentando la parte superior de una lámina delgada de polímero a 2500 grados Celsius (4532 grados Fahrenheit), dejando solo átomos de carbono. Desde entonces, la técnica se ha aplicado para fabricar grafeno a partir de otras materias primas, incluso alimentos.

Cuando el grafeno habla, los científicos ahora pueden escuchar

Alex Lathem, estudiante graduado en física aplicada en la Universidad de Rice, prepara una muestra para el láser. El laboratorio utiliza sonido para analizar la síntesis de grafeno inducida por láser en tiempo real. Crédito: Brandon Martin/Universidad de Rice

«Bajo diferentes condiciones, queremos decir diferentes sonidos porque están ocurriendo diferentes procesos”, dijo John. “Entonces, si escuchamos variaciones durante la síntesis, podríamos detectar la formación de diferentes materiales.

Dijo que el análisis de audio permite «capacidades de control de calidad muy superiores que son órdenes de magnitud más rápidas que la caracterización del grafeno inducido por láser mediante técnicas de microscopía.

«En el análisis de materiales, a menudo hay compensaciones entre el costo, la velocidad, la escalabilidad, la exactitud y la precisión, especialmente en términos de la cantidad de material que puede procesar de manera consistente», dijo John. «Lo que tenemos aquí nos permite hacer coincidir de manera eficiente el rendimiento de nuestras capacidades analíticas con la cantidad total de material que estamos tratando de sintetizar de manera sólida».

John invitó a su hermano menor a Houston, sabiendo que su experiencia sería una ventaja en el laboratorio. “Tenemos conjuntos de habilidades complementarias casi por diseño, donde evito especializarme en cosas que él conoce muy bien, y él evita áreas que conozco muy bien”, dijo. . “Así que somos un equipo muy sólido.

«Básicamente, hice la conexión de que los sonidos correctos coincidían con el producto correcto, y él hizo la conexión de que diferentes sonidos coincidían con diferentes productos», dijo. «Además, él es mucho más fuerte que yo en ciertas técnicas computacionales, mientras que yo soy ante todo un experimentador».

Un pequeño micrófono de $31 de Amazon pegado a la cabeza del láser y conectado a un teléfono celular dentro del gabinete del láser capta el audio para su análisis.

«Los hermanos convirtieron el patrón de sonido a través de un técnica matemática llamada transformada rápida de Fourier, para que puedan obtener datos numéricos de los datos de sonido”, dijo Tour sobre el producto.

John Li dijo que los sonidos emitidos «proporcionan información sobre la relajación de la entrada de energía cuando el láser golpea la muestra y es absorbida, transmitida, dispersada, reflejada o simplemente convertida en diferentes tipos de energía. Esto nos permite obtener información local sobre las propiedades». de la microestructura, morfología y características a nanoescala del grafeno».

Tour queda impresionado con su ingenio.

«Lo que estos hermanos han encontrado es asombroso», dijo. «Escuchan los sonidos de la síntesis mientras se ejecuta y, a partir de ahí, pueden determinar el tipo y la calidad del producto casi al instante. Este podría ser un enfoque importante durante la síntesis para guiar los parámetros de fabricación».

Dijo que el análisis de sonido podría contribuir a una serie de procesos de fabricación, incluido el calentamiento instantáneo Joule de su propio laboratorio, un método para fabricar grafeno y otros materiales a partir de desechos, así como la sinterización, ingeniería de fase, ingeniería de deformación, deposición de vapor químico, combustión, recocido, corte por láser, gasificación, destilación y más.

«Entre la experiencia experimental de John y el talento matemático de Victor, el equipo familiar es excelente», dijo Tour. «Mi mayor alegría es brindar un ambiente donde mentes jóvenes pueden crear y prosperar, y en este caso han demostrado una experiencia mucho más allá de sus años, con John solo 19 y Victor 17 en el momento de su descubrimiento».

Los coautores del artículo son los estudiantes graduados de Rice Jacob Beckham y Weiyin Chen, el investigador postdoctoral Bing Deng, el ex alumno Duy Luong y el investigador Carter Kittrell. Tour ocupa la Cátedra TT y WF Chao de Química, así como profesor de informática, ciencia de los materiales y nanoingeniería.


El equipo utiliza un proceso de grafeno inducido por láser para crear patrones a escala micrométrica en fotorresistencia.


Más información:
Victor D. Li et al, Sonidos de síntesis: análisis acústico en tiempo real de grafeno inducido por láser, Materiales funcionales avanzados (2022). DOI: 10.1002/adfm.202110198

Proporcionado por
universidad del arroz

Cita: When Graphene Speaks, Scientists Can Now Listen (19 de enero de 2022) recuperado el 20 de enero de 2022 de https://phys.org/news/2022-01-graphene-scientists.html

Este documento está sujeto a derechos de autor. Excepto para el uso justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente a título informativo.

READ  Construya dispositivos electrónicos que puedan sobrevivir bajo la capa de hielo de Groenlandia.
Continue Reading

Trending