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Thursday, 31 January 2019

The First-Ever Photo of a Black Hole Is Almost Ready. Here's What It Might Look Like

https://www.sciencealert.com/black-hole-event-horizon-accretion-disc-jean-pierre-luminet-event-horizon-telescope



The First-Ever Photo of a Black Hole Is Almost Ready. Here's What It Might Look Like

MICHELLE STARR
27 JAN 2019 
 
The year 2019 is here. With it, we've been promised a splendid moment in astronomy. For years, the Event Horizon Telescope has been working to bring us the first ever telescopic photograph of the event horizon of a black hole.
Indeed, for all their popularity in public imagination, we have never actually seen a black hole. And the reason for that is laughably simple.
Black holes, you see, are literally invisible. The pull of their gravity is so immense that, past a certain point, nothing escapes. This includes the electromagnetic radiation - such as X-rays, infrared, light and radio waves - that would allow us to detect the object directly.
That point of no return is called the event horizon, and apart from being a terrifying location you never want to find yourself in, it's also our key to actually visualising a black hole.
While we may not be able to see the black hole itself, there's a chance that its event horizon can be photographed; and we are tantalisingly close to seeing the results thanks to the Event Horizon Telescope (EHT), due for a public announcement any day now.
But long before the EHT, there was an astrophysicist named Jean-Pierre Luminet. All the way back in 1978, he already gave us what could be thought of as the very first image of a black hole's event horizon.
It's not, of course, an actual photo. Luminet, whose background was in mathematics, used his skillset to perform the first computer simulation of what a black hole might look like to an observer, using a 1960s punch card IBM 7040 computer.
"At the time it was a very exotic subject, and most astronomers did not believe in their existence," Luminet told ScienceAlert.
"I wanted to explore the strange physics of black holes and propose specific mechanisms that could help to get indirect signatures of their very existence. Also, to pursue the pun, with my name 'Luminet' I liked much the idea of how a perfectly non-luminous star can give rise to observable phenomena."
What data the computer returned, Luminet then painstakingly plotted by hand with pen and India ink on negative paper, as if he were a human printer.
That fuzzy image - seen above - shows what a flat disc of material falling into a black hole might look like if we were close enough to see it. It doesn't look flat, because the intense gravity of the black hole is bending light around it.
"Indeed the gravitational field curves the light rays near the black hole so much that the rear part of the disk is 'revealed'," Luminet explained in a paper published on arXiv last year.
"The curving of the light rays also generates a secondary image which allows us to see the other side of the accretion disc, on the opposing side of the black hole from the observer."
Luminet was the first, but he wasn't the only one captivated by the mystery of what a black hole might look like. Others have attempted to visualise these objects since then, and even put their efforts on the silver screen.
gargantua interstellar black holeInterstellar's black hole Gargantua. (Paramount Pictures)
The 2014 Christopher Nolan film Interstellar was lauded for its supposedly "scientifically accurate" depiction of a black hole, based in large part on the work conducted by Luminet decades earlier, and created in consultation with theoretical physicist Kip Thorne of Caltech.
Ultimately, the film opted for a simplified version, to be less confusing and look pretty on screen.
It was certainly impressive; but, according to both Luminet and Thorne, it's not really what a black hole would look like.
The primary and secondary images created by the gravitational field are present and correct. But, unlike Luminet's image, the disc's brightness is uniform.
gargantua concept kip thorneA simulation of a black hole from a paper by Thorne and colleagues on the CG techniques used to develop Gargantua. (James et al./Classical and Quantum Gravity)
"It is precisely this strong asymmetry of apparent luminosity," Luminet wrote, "that is the main signature of a black hole, the only celestial object able to give the internal regions of an accretion disk a speed of rotation close to the speed of light and to induce a very strong Doppler effect."
He penned a 15-page paper on the film's science, and Thorne himself wrote a book on the topic.
You may notice that all of these versions of a black hole look very different from another type of black hole image you may have seen, most famously for the LIGO discovery in 2016.
These are based on the work of astrophysicist Alain Riazuelo, of the French National Centre for Scientific Research and International Astronomical Union, who first simulated such a black hole in 2016.
The reason these black holes look different is because the artwork shows a quiescent black hole - one without an accretion disc.
Denuded of that shroud of dust and gas, the black hole's gravity warps the space behind it; if we were close enough to be seeing the black hole like this, we would be in motion, captured by its gravity in orbit. This is why it appears to move across the field of stars.
In the case of two black holes together, as seen in the LIGO video, each black hole has a small banana-shaped secondary image of the other hole appearing behind it. (Gravity is neat.)
The EHT has been focusing on Sagittarius A*, the supermassive black hole at the centre of our own galaxy, the Milky Way.
We don't know what we're going to see; it's possible that the data will only return a few blurry pixels. (If that's the case, more telescopes will join the collaboration, and the scientists will try again.)
Given the black hole had an accretion disc during observations, we're anticipating something that looks a lot like the work of Luminet.
In addition, the collaboration will hopefully help us understand more about the polarisation of radiation, the structure of the magnetic field, and the black hole's relativistic jets. It's already yielded up clues about the structure of space around the black hole.
But what's the most exciting part about the work of the EHT? We're totally with Luminet on this one.
"The photo of the accretion disc!" he said. And we can hardly wait.

Wednesday, 2 October 2013

O efeito do equinócio sobre o canto dos sabiás

o eco
http://www.oeco.org.br/convidados/27633-o-efeito-do-equinocio-sobre-o-canto-dos-sabias?utm_source=newsletter_56&utm_medium=email&utm_campaign=leia-em-o-eco

O efeito do equinócio sobre o canto dos sabiás
Marcos Rodrigues* - 01/10/13

Figura-2-Sabia-laranjeiraSabiá-laranjeira (Turdus rufiventris). Foto: CG Machado | Clique para ampliar
Equinócio é o nome dado à data do ano quando o dia e a noite têm o mesmo número de horas. Tecnicamente, o equinócio é mais do que isso. O equinócio é o momento em que o movimento de revolução da Terra em torno do Sol faz com que este último se encontre no zênite do equador. Assim os raios solares atingem perpendicularmente o eixo de rotação da Terra. O equinócio ocorre duas vezes durante o ano e, nesse momento, o período de exposição à luz do sol (fotoperíodo) é exatamente igual ao período da noite.
Há duas datas de equinócio ao ano; a primeira por volta do dia 20 de março, que dá início ao outono no hemisfério sul e a primavera no hemisfério norte; a segunda por volta do dia 21 de setembro, que dá início à primavera no hemisfério sul e ao outono no hemisfério norte.
Figura-1-EquinocioEquinócio. Fonte: imagem retirada da Wikipédia
Faz alguns dias que entramos na primavera. A partir desta data, todos os dias terão um minuto a mais de sol do que o dia anterior, e o mesmo minuto a menos de noite. Mais luz significa que as plantas terão mais tempo para tragá-la e traduzi-la em "verde novo, em folha, em graça, em vida, em força, em luz". Com isso essas plantas crescem, nascem folhas novas. Isso significa comida pra os animais herbívoros, aqueles que comem plantas, sendo as folhas verdes e suculentas as preferidas. Dentre estes animais destacam-se os insetos, que a partir do equinócio saem de suas vidas letárgicas com o único propósito de comer e se reproduzir. São milhões, bilhões, trilhões, sabe-se lá quantos insetos herbívoros brotam neste momento. Mal sabemos ainda o número de espécies de insetos no mundo, quiçá o número de indivíduos de cada espécie!
Esses insetos, geralmente em formas larvais, as quais algumas chamamos de 'lagartas' ou 'taturanas', ou mesmo nas suas formas adultas, são devoradores de folhas, e engordam a uma velocidade estonteante, tornando-os pratos cheios e nutritivos aos animais insetívoros. Dentre eles, destacam-se as aves, que até então, antes do equinócio, vinham economizando o máximo de energia devido à escassez destes insetos. Assim, essas aves voavam menos, interagiam menos e cantavam menos.
Figura-5-Ipes-amarelos-anunciam-eqinocioIpês amarelos anunciam a chegada do equinócio. Foto: A. Catani
O aumento da luminosidade depois do equinócio começa pouco a pouco a penetrar pelo crânio e pelos olhos das aves, atingindo células especiais do hipotálamo que desencadeiam a síntese de hormônios. Hormônios são substâncias químicas liberadas por uma célula, que afetam células em outras partes do organismo. Tais hormônios atuam na produção de óvulos dentro do ovário das fêmeas e no crescimento e produção de espermatozoides nos testículos dos machos. Especificamente nos machos, o hormônio principal que desencadeia tudo isso é a testosterona.
O equinócio e a testosterona
Figura-3-Sabia-do-barrancoSabiá do barranco (Turdus leucomelas). Foto: CG Machado

"O canto do sabiá, e de tantas outras aves, é apenas o efeito indireto da quantidade de luz no ambiente, consequência da posição do planeta em relação ao astro rei, o Sol."
Mas a testosterona faz muito mais do que isso. É um hormônio que, de alguma maneira, altera drasticamente o comportamento do indivíduo. Aquele que era um sujeito pacato e solitário, cujo único objetivo em vida era se alimentar e fugir de predadores começa a ter o desejo de encontrar parceiros sexuais. Se você já passou por isso sabe do que estou falando: desejo, necessidade, vontade. Esse indivíduo pacato passa a ser um falador incessante. Repare como, a partir deste equinócio, os sabiás do seu jardim de repente começaram a emitir o melodioso e até melancólico canto desde o alvorecer até o anoitecer. Antes do equinócio, nada disso acontecia. As aves cantam veementemente durante o período da manhã porque é quando as fêmeas estão férteis. A fertilização do ovo deve ser alcançada nas primeiras horas da manhã para que o ovo, que leva 24 horas para ser formado, apresente seu maior peso e, portanto desconforto para fêmea, durante a madrugada, quando ela está repousando e escondida de eventuais predadores. As fêmeas então botam seus ovos no primeiro lume da manhã. A cantoria dos machos atinge então seu pico neste horário. Outro pico de cantoria acontece no anoitecer, quando os machos estão defendendo suas posições para a manhã seguinte.
O canto das aves tem duas funções inequívocas e suplementares: atrair parceiros sexuais e repelir competidores potenciais. Assim, quando o sabiá e a maioria das aves cantam, transmitem a mensagem de que estão disponíveis: sexualmente ativos. O sabiá também está dizendo que aquele território, cheio de recursos alimentares e locais para se construir um ninho é seu, e de mais ninguém. O problema é que os outros sabiás, outrora sujeitos tão pacatos como o primeiro, também estão sob o domínio da testosterona. Esse hormônio tem ainda o efeito de deixar o indivíduo violento. Embates aéreos entre vizinhos tornam-se comuns, e não é raro que ocorram mortes durante as disputas territoriais. Já presenciei casos de óbito entre sabiás e entre sanhaços que visitam meu jardim regularmente. Uma violência, diria o leigo. A natureza, diria o biólogo.
Já está demonstrado que estes embates ocorrem porque é da fêmea a palavra final. Ela é quem escolhe seu parceiro sexual. A escolha é feita levando-se em conta uma série de quesitos, como tamanho do repertório vocal do macho e até as condições da plumagem do macho.
O canto do sabiá, e de tantas outras aves, é apenas o efeito indireto da quantidade de luz no ambiente, consequência da posição do planeta em relação ao astro rei, o Sol. O equinócio da primavera é retratado classicamente, por exemplo, no filme 'Bambi' de Walt Disney, como o alvorecer do amor, das flores coloridas, das folhas verdes que brotam dos bordos desfolhados pelo longo, tenebroso e cruel inverno. Mas o equinócio da primavera pode ser visto como o cavaleiro que traz a testosterona, que gera a violência, e a necessidade do indivíduo de permanecer eternamente neste mundo através da reprodução, custe o que custar.
Figura-4-Sabia-pocaSabiá-poca (Turdus amaurochalinus). Foto: CG Machado

 *Marcos Rodrigues é doutor em zoologia pela Universidade de Oxford (UK). Hoje, é professor e pesquisador da Universidade Federal de Minas Gerais.


Sunday, 26 May 2013

Astronomia Indígena


Astronomia Indígena!!!
Como os índios do Brasil observam e leêm a cúpula celeste?
Quais são suas lendas e mitos celestes?
A origem da noite é um projeto da Cia Circular que nos fala um pouco sobre este vasto conhecimento milenar dos povos indígenas brasileiros.

http://youtu.be/8Uo7Gn_wjgU