1310: Vacina contra a gripe tem efeito surpreendente contra o avanço da doença de Alzheimer

SAÚDE PÚBLICA/ALZHEIMER/VACINA

Nos últimos anos, as vacinas foram alvo de forte investigação e elaboraram-se muitos estudos para perceber os impactos que estas drogas teriam no corpo humano. Alguns dados mostram mesmo resultados surpreendentes, como foi o caso de um estudo que associa a vacina contra a gripe a um risco reduzido de doença de Alzheimer.

As conclusões são promissoras, mas pouco se sabe sobre os mecanismos por detrás deste efeito.

Vacina contra a gripe ajuda a combater o avanço da Alzheimer

O Centro de Ciências da Saúde da Universidade do Texas, UTHealth Houston, divulgou recentemente os resultados de um estudo que associa a vacina contra a gripe a um risco reduzido de doença de Alzheimer. Conforme referido, os resultados são promissores, mas pouco se sabe sobre os mecanismos por detrás deste efeito e, portanto, como explorá-lo.

O estudo foi realizado nos Estados Unidos e percebeu que existiu uma redução de 40% na probabilidade associada ao desenvolvimento da doença de Alzheimer e ao facto de ter recebido a vacina contra a gripe. Especificamente, os investigadores descobriram que, embora 8,5% dos que não receberam a vacina tenham desenvolvido a doença durante o período do estudo, a proporção caiu para 5,1% entre os que receberam a vacina.

Os detalhes do estudo estão agora disponíveis no Journal of Alzheimer’s Disease. Foram analisados mais de dois milhões de perfis no estudo, dos quais foram seleccionados 935.887 participantes vacinados e 935.887 não vacinados.

Os participantes eram americanos com mais de 65 anos de idade. O estudo seguiu-os durante quatro anos.

Pormenores sobre a investigação

A técnica utilizada é conhecida como Propensity Score Matching, uma técnica em que “pares” de participantes com características semelhantes são combinados. Esta metodologia permite aos investigadores obter informação valiosa sobre os efeitos do tratamento, embora não seja considerada tão precisa como os ensaios aleatórios controlados.

A possível ligação entre a vacina contra a gripe e a resistência à doença de Alzheimer não é inteiramente nova. Há dois anos, a equipa de investigadores da UTH publicou os primeiros resultados conseguidos. Nessa altura, analisaram os registos médicos de mais de 300.000 pacientes na procura da tal ligação.

Albert Amran, então estudante da UTHealth e co-autor de ambos os estudos, explicou que a sua teoria era que as proteínas do vírus da gripe podiam “treinar” a resposta imunitária do corpo e, assim, proteger contra a doença de Alzheimer. Também apontou a necessidade de mais análises e ensaios clínicos para explorar a vacina da gripe como uma “estratégia de saúde pública na luta contra [a doença de Alzheimer]”.

Vacinas que protegem

Estas descobertas não vieram sozinhas. Também em 2020, dois estudos encontraram ligações semelhantes. Um descobriu que a vacinação contra a pneumonia poderia reduzir a incidência de Alzheimer até 40%, enquanto outro descobriu que os idosos com demência tinham muito mais probabilidade de morrer após contrair uma infecção do que aqueles sem demência.

Estes dados levaram a equipa a investigar mais profundamente os mecanismos que ligam a vacinação dirigida a algumas doenças à imunidade contra a doença de Alzheimer.

Estamos a pensar que este não é um efeito específico da vacina da gripe.

Explica Paul Schulz, outro membro da equipa de investigação.

Este investigador também referiu que ainda há muito a descobrir sobre a forma como o sistema imunitário reage nestes casos. Outra questão ainda por responder é se a vacina só ajuda na prevenção da doença de Alzheimer ou se também tem um efeito positivo em fases posteriores da doença.

Estima-se que existam mais de 35 milhões de pessoas em todo mundo com a doença Alzheimer.

Pplware
Autor: Vítor M
28 Jun 2022

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1276: Gliese 486 b: uma Pedra de Roseta para o estudo exoplanetário

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/EXOPLANETOLOGIA

Impressão de artista do exoplaneta Gliese 486 b, com valores determinados da massa, raio e densidade.
Crédito: RenderArea

Uma equipa internacional, com a participação do IAC (Instituto de Astrofísica de Canarias), mediu a massa e o raio de um exoplaneta do tipo Terra com uma precisão sem precedentes. A análise detalhada permite fazer previsões robustas sobre a estrutura e composição do seu interior e atmosfera. O estudo foi publicado na revista Astronomy & Astrophysics.

Desde que o primeiro exoplaneta em torno de uma estrela do tipo solar, 51 Pegasi b, foi descoberto em 1995, a comunidade astronómica tem vindo a encontrar novos exoplanetas cada vez menos massivos, cada vez mais próximos e cada vez mais semelhantes à Terra.

Uma investigação recente, liderada pelo CAB (Centro de Astrobiologia, na Espanha), foi capaz de modelar o interior e estimar as dimensões relativas do núcleo (metálico) e do manto (rochoso) do exoplaneta Gliese 486 b, uma super-Terra quente descoberta em 2021 em órbita da estrela anã vermelha próxima Gliese 486, a apenas 26 anos-luz do Sol.

Graças a dados cuidadosamente obtidos com um conjunto de instrumentos e telescópios espaciais, tais como o CHARA, CHEOPS, o Telescópio Espacial Hubble, MAROON-X, TESS e CARMENES, a equipa também fez previsões sobre a composição da atmosfera do planeta e a sua detectabilidade com o Telescópio Espacial James Webb, que em breve apontará o seu espelho segmentado para o sistema planetário.

“Gliese 486 b tornou-se a Pedra de Roseta da exoplanetologia”, explica José A. Caballero, investigador do CAB que liderou a investigação. “No Sistema Solar, temos os planetas terrestres Mercúrio, Vénus, Terra e Marte. Agora, o quinto planeta terrestre mais bem estudado do Universo é Gliese 486 b.”

Para a equipa científica, os resultados mais importantes por detrás deste trabalho não são os valores em si, mas as oportunidades que eles oferecem a estudos futuros. Estes incluem os relacionados com a formação de campos magnéticos planetários no núcleo externo metálico líquido, porque Gliese 486 b parece ter um como a nossa Terra. Estes campos magnéticos podem actuar como um escudo contra as tempestades originadas na hospedeira estelar e prevenir a erosão da atmosfera.

Embora Gliese 486 b pareça ser demasiado quente para ser habitável, devido à sua caracterização precisa, pode tornar-se o primeiro (e único, de momento) planeta onde podemos formular questões relevantes, tais como se tem uma atmosfera primitiva feita de hidrogénio e hélio, ou se é composta de dióxido de carbono e vapor de água de erupções vulcânicas, ou até se tem tectónica de placas.

Muitos dos dados utilizados no estudo foram obtidos com o espectrógrafo CARMENES, acoplado no telescópio de 3,5 m em Calar Alto, Almeria, Espanha. O consórcio deste instrumento compreende onze instituições de investigação na Espanha e na Alemanha. O seu objectivo é a monitorização de cerca de 350 anãs vermelhas em busca de sinais de planetas de baixa massa.

Os cientistas também obtiveram observações espectroscópicas com o MAROON-X no telescópio Gemini North de 8,1 m (EUA) e com o instrumento STIS, a bordo do Telescópio Espacial Hubble. As observações fotométricas para derivar o tamanho do planeta provêm do CHEOPS (CHaracterising ExOPlanets Satellite) e do TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) da NASA.

O raio da estrela foi medido com a rede CHARA (Center for High Angular Resolution Astronomy) em Mount Wilson, Califórnia. Uma bateria de telescópios mais pequenos, incluindo telescópios amadores, foi utilizada para determinar o período de rotação da estrela.

Astronomia On-line
24 de Junho de 2022


 

1263: Alinhamento planetário: Saiba quando pode ver um show cósmico

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Há um fenómeno com que o Universo nos vai presentar e que só acontecerá novamente daqui a 18 anos. Basicamente, é o desfile de planetas mais espectacular do ano que acontecerá na manhã de 24 de Junho.

Os curiosos irão poder ver cinco planetas do Sistema Solar alinhados no céu: Mercúrio, Vénus, Marte, Júpiter e Saturno. Bom, na verdade, este será um alinhamento de sete planetas, pois Neptuno e Úrano também se juntarão ao show celestial. No entanto, estes dois planetas gigantes são muito escuros para serem vistos a olho nu.

E como vai poder ver este show cósmico? Ok, venha connosco, que vamos desvendar tudo.

Junho tem sido uma época fascinante astronomicamente falando. Durante semanas tivemos várias oportunidades de ver uma conjunção planetária muito rara. Sem a necessidade de binóculos e pouco antes do crepúsculo, Mercúrio, Vénus, Marte, Júpiter e Saturno foram vistos ao longo do mês.

O que é um desfile planetário?

É um evento astronómico que ocorre quando os planetas do Sistema Solar se alinham em uma mesma área do céu, visto da Terra.

Os eventos astronómicos que podem ser chamados de desfiles de planetas incluem:

  • eventos que ocorrem quando os planetas se alinham num lado do Sol em simultâneo, como observado acima do plano do Sistema Solar;
  • fenómenos visuais que acontecem quando os planetas do Sistema Solar aparecem num pequeno sector do céu ao mesmo tempo, visto por um observador terrestre;
  • noites em que todos os planetas do Sistema Solar podem ser vistos.

Outro termo para um desfile de planetas é “appulse“.

Os seguintes tipos de desfiles de planetas são diferenciados de acordo com o número de planetas participantes:

  • Mini desfile de planetas – 3 planetas;
  • Pequeno desfile de planetas – 4 planetas;
  • Grande desfile de planetas – 5 ou 6 planetas;
  • Imenso (total) desfile de planetas – todos os planetas do sistema solar (+ Plutão, às vezes).

Os planetas do Sistema Solar nunca se alinham numa linha perfeitamente recta, pois não orbitam no mesmo plano. Portanto, durante este espectacular evento, é possível ver planetas alinhados (ou apenas reunidos) na mesma parte do céu.

Quando foi a última vez que ocorreu um desfile planetário?

Todos os planetas do Sistema Solar alinharam-se de um lado do Sol em simultâneo, a 4 de Julho de 2020. No mês seguinte, os observadores também puderam ver todos os planetas numa só noite. Nesse dia realizou-se o raro desfile do planeta. Todos os oito planetas do Sistema Solar e o planeta anão Plutão alinharam-se de um lado do Sol, em simultâneo.

O próximo desfile planetário espectacular terá lugar em 2040. Cinco planetas participarão neste desfile: Mercúrio, Vénus, Marte, Júpiter, e Saturno. A Lua crescente será também localizada perto dos planetas.

Tendo em conta este espaço temporal, o fenómeno torna-se mais atractivo. Claro que certos alinhamentos, os mais comuns, acontecerão com mais frequência.

Por exemplo, três planetas alinham num lado do Sol simultaneamente duas vezes por ano, quatro planetas – uma vez por ano, cinco planetas – uma vez em cada dezanove anos, e todos os oito planetas do Sistema Solar – uma vez em cerca de cento e setenta anos.

Pensem bem, há um alinhamento que só acontece a cada 170 anos!

Então, no dia 24 de Junho o que vamos ver exactamente?

Depois de percebermos que somos brindados por vezes com espectáculos cósmicos que marcam a nossa existência, no dia 24 deste mês o cosmos vai mostrar-nos uma evento que aconteceu pelo última vez em 2004 e que teremos de esperar até daqui a 18 anos para vê-lo novamente.

Os planetas aparecerão no leste e mover-se-ão para o sul (ou para o norte para aqueles que observam do hemisfério sul). Mercúrio será o último planeta a aparecer, para completar a conjunção. Embora já tenhamos passado os dias em que Mercúrio e Saturno têm a distância mais curta (91 graus), há agora mais tempo para o ver: até 45 minutos antes do nascer do sol.

A título de curiosidade, caso não tenha oportunidade de estar a olhar para o céu na manhã de sexta-feira, saiba que, segundo a NASA, o próximo desfile destes planetas terá lugar a 8 de Setembro de 2040.

Nesse dia, 5 planetas serão visíveis a olho nu e poderemos localizá-los dentro de um círculo de cerca de 10 graus de diâmetro. O alinhamento incluirá Mercúrio, Vénus, Marte, Júpiter, e Saturno. A Lua crescente também será visível, posicionada entre Vénus e Saturno.

A tecnologia no seu smartphone pode ajudar

Se é um curioso como nós, então poderá mesmo instalar aplicações que o podem ajudar localizar e identificar facilmente os planetas na cúpula do céu. Assim, sugerimos que use as aplicações móveis como Star Walk 2 ou Sky Tonight. Basta apontar o seu dispositivo para o céu e as aplicações mostrar-lhe-ão para que objecto está a olhar. As notificações das aplicações vão ajudá-lo a manter-se a par dos eventos astronómicos mais notáveis.

Pplware
Autor: Vítor M
22 Jun 2022

Quem estiver interessado, também pode descarregar a app Stellarium para smartphone (https://play.google.com/store/apps/details?id=com.noctuasoftware.stellarium_free&hl=pt-PT) e para PC (https://stellarium-web.org/)

Stellarium – 22.06.2022

Stellarium 22.06.2022


 

1222: A cada 6 anos há um fenómeno que acontece no núcleo da Terra e que nos influencia

CIÊNCIA

Os cientistas da Universidade do Sul da Califórnia (USC) encontraram evidências de que o núcleo interno da Terra oscila, contradizendo modelos previamente aceites que sugeriam que ele gira consistentemente a uma taxa mais rápida do que a superfície do planeta.

O novo estudo mostra que o centro planetário mudou de direcção em seis anos, de 1969 a 1974. A informação foi constatada através da análise de dados sísmicos.

A equipa de investigadores conseguiu mostrar que o núcleo interior oscila com base na duração do dia, isto é, aproximadamente 0,2 segundos durante seis anos.

Duração de um dia na Terra oscila a cada 6 anos

No estudo, publicado na Science Advances, é mostrado que o núcleo interno mudou de direcção no período de seis anos de 1969 a 1974, de acordo com a análise de dados sísmicos.

Os cientistas dizem que o seu modelo de movimento do núcleo interno também explica a variação na duração do dia, que mostrou oscilar persistentemente nas últimas décadas.

A partir das nossas descobertas, podemos ver as mudanças na superfície da Terra em comparação com o seu núcleo interno, conforme é afirmado há 20 anos. No entanto, as nossas últimas observações mostram que o núcleo interno girou um pouco mais devagar de 1969 a 1971 e depois mudou na outra direcção de 1971 a 1974. Também notamos que a duração do dia cresceu e encolheu como seria de se prever.

Disse John E. Vidale, co-autor do estudo e professor de Ciências da Terra na USC.

Análise de testes atómicos identifica a velocidade e a direcção de rotação

Os cientistas afirmaram que o núcleo interno expandiu-se dramaticamente nos últimos 30 anos. O núcleo interno – uma bola quente e densa de ferro sólido do tamanho de Plutão – mostrou mover-se e/ou mudar ao longo de décadas. Também é impossível observar directamente, o que significa que os investigadores lutam por medições indirectas para explicar o padrão, a velocidade e a causa do movimento e das mudanças.

A investigação publicada em 1996 foi a primeira a propor que o núcleo interior girasse mais rapidamente do que o resto do planeta – também conhecido como super-rotação – em cerca de 1 grau por ano. As descobertas subsequentes de Vidale reforçaram a ideia de que o núcleo interior gira super-rotativamente, embora a um ritmo mais lento.

Utilizando dados da Large Aperture Seismic Array (LASA), uma instalação da Força Aérea dos EUA em Montana, o investigador Wei Wang e Vidale encontrou o núcleo interior a girar mais lentamente do que anteriormente previsto, aproximadamente 0,1 graus por ano.

O estudo analisou ondas geradas a partir de testes de bombas nucleares subterrâneas soviéticas de 1971-74 no arquipélago Ártico Novaya Zemlya, utilizando uma nova técnica de formação de feixe desenvolvida por Vidale.

As novas descobertas surgiram quando Wang e Vidale aplicaram a mesma metodologia a um par de testes atómicos anteriores sob a ilha Amchitka, na ponta do arquipélago do Alasca-Milrow em 1969 e Cannikin em 1971. Medindo as ondas de compressão resultantes das explosões nucleares, descobriram que o núcleo interior tinha invertido a direcção, sub-girando pelo menos um décimo de grau por ano.

Este último estudo marcou a primeira vez que a conhecida oscilação de seis anos tinha sido indicada através da observação sismológica directa.

Investigação futura para aprofundar a razão pela qual o núcleo interior se formou

O estudo apoia a especulação de que o núcleo interior oscila com base em variações na duração do dia – mais ou menos 0,2 segundos durante seis anos – e campos geomagnéticos, ambos coincidindo com a teoria, tanto em amplitude como em fase. Vidale diz que os resultados fornecem uma teoria convincente para muitas questões colocadas pela comunidade de investigação.

O núcleo interior não é fixo – move-se debaixo dos nossos pés, e parece andar para trás e para a frente um par de quilómetros de seis em seis anos. Uma das perguntas que tentámos responder é: o núcleo interior move-se progressivamente ou está na sua maioria bloqueado em comparação com tudo o resto a longo prazo? Estamos a tentar compreender como o núcleo interior se formou e como se move ao longo do tempo – este é um passo importante para compreender melhor este processo.

Concluiu Vidale.

Pplware
15 Jun 2022
Autor: Vítor M


 

1192: Um mistério do Sol pode ter sido descoberto: a estrela gira internamente

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

O nosso Sol esconde muitos mistérios apesar de dar luz à Terra pelo menos desde há 4,54 mil milhões de anos. Cada vez a humanidade chega mais perto da estrela e descobre algo que desvenda o muito que desconhecemos. O interior este astro é só por si o maior dos desafios à compreensão e aos estudos que se debruçam sobre o Sol. Os modelos que utilizamos para compreender o interior do Sol têm vindo a clamar por uma actualização há anos.

Agora, uma equipa internacional liderada por cientistas da Universidade de Genebra lançou uma proposta para renovar estes modelos. A chave: o novo modelo tem em conta a rotação interna do Sol.

Há teorias sobre o Sol que têm de ser revistas

Um novo modelo, com a proposta publicada na revista Nature Astronomy, tenta resolver um problema com duas décadas de existência. O artigo pretende responder a uma questão que surgiu no início deste século, quando os dados vindos do Sol começaram a contradizer as previsões do modelo solar padrão.

A dissonância dizia respeito aos elementos químicos que podiam ser detectados na sua superfície. As concentrações de hélio e lítio são mais abundantes do que os modelos prevêem.

No início pensava-se que os dados poderiam estar errados, mas 20 anos de observações confirmaram a dissonância entre a teoria e a prática. A teoria teve de ser revista.

Introduzir a rotação

Um dos co-autores do estudo explica no comunicado de imprensa publicado pela Universidade de Genebra que o modelo padrão apresenta uma visão “muito simplificada” da nossa estrela.

Por um lado, em relação ao transporte de elementos químicos nas camadas profundas; por outro lado, em relação à rotação e aos campos magnéticos internos, que até agora têm sido ignorados.

Disse Gaël Buldgen, investigador no Departamento de Astronomia da UNIGE.

O Sol é uma grande bola de plasma/gás. Sabemos que a sua superfície está em movimento, o que temos podido observar durante décadas. Sabemos também, por exemplo, que a sua superfície gira a diferentes velocidades (mais rapidamente em direcção ao equador).

A questão-chave, contudo, para a equipa internacional liderada por Patrick Eggenberger, reside na rotação interna.

E o que é que a rotação tem a ver com o lítio e o hélio?

O problema reside no hélio e a solução na rotação da estrela. Entre estes dois pontos encontram-se os campos magnéticos internos que esta rotação gera. Estes iriam criar correntes internas que ejectariam estes elementos para as partes externas do Sol.

O novo modelo é assim capaz de prever a abundância destes dois elementos na superfície. Como Eggenberger explica, os campos magnéticos criam uma “mistura turbulenta” que impede que o hélio desça rapidamente em direcção ao centro da estrela, empurrando também o lítio para áreas mais quentes.

O estudo também chama a atenção para as mudanças nas velocidades de rotação que podem ocorrer ao longo do tempo. Já sabemos que o Sol tem os seus próprios ciclos internos, pelo que isto não é surpreendente.

Porque é que isto é importante?

Patrick Eggenberger explica que a rotação e os campos electromagnéticos devem ser tidos em conta não só ao analisar o nosso Sol, mas também ao considerar a física estelar de uma forma mais geral. Não surpreendentemente, muitos dos elementos à nossa volta que são fundamentais para a vida são “cozinhados” dentro das estrelas.

O Sol é a estrela que melhor podemos caracterizar, por isso é um teste fundamental à nossa compreensão da física estelar.

O que é a heliosismologia?

A origem do puzzle reside na heliosismologia, no estudo da estrutura interna do Sol e dos movimentos. Análoga à sismologia na Terra, a sua contraparte solar analisa os movimentos de superfície para deduzir o que pode estar por baixo.

A discrepância surge quando as observações do movimento externo não concordam com o que é previsto pelos modelos que mostram a estrutura interna.

O modelo não consegue fazer uma “casa cheia” nas suas previsões e há questões que permanecem por determinar. Por exemplo, a equipa explica como o novo modelo discorda das observações heliosísmicas que nos dizem os limites da zona onde começam as correntes convectivas.

Teremos de esperar por novos dados ou novos modelos para colmatar a lacuna restante entre o que a teoria nos diz e o que os nossos olhos nos dizem.

Pplware
Autor: Vítor M


 

1107: Inteligência artificial revela matemática insuspeita subjacente à procura por exoplanetas

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/IA

Impressão de artista de uma estrela parecida com o Sol (esquerda) e de um planeta rochoso cerca de 60% maior do que a Terra em órbita na zona habitável. As micro-lentes gravitacionais têm a capacidade de detectar tais sistemas planetários e de determinar as massas e distâncias orbitais, mesmo que o planeta propriamente dito seja demasiado ténue para ser visto.
Crédito: Centro Espacial Ames da NASA/JPL-Caltech/T. Pyle

Algoritmos de inteligência artificial (IA), treinados em observações astronómicas reais, superaram agora o desempenho dos astrónomos na “peneiração” de grandes quantidades de dados para encontrar novas explosões estelares, identificar novos tipos de galáxias e detectar as fusões de estrelas massivas, acelerando o ritmo de novas descobertas na ciência mais antiga do mundo.

Mas a IA, também chamada de aprendizagem de máquina, pode revelar algo mais profundo, encontraram astrónomos da Universidade da Califórnia, em Berkeley: ligações insuspeitas escondidas na matemática complexa decorrente da relatividade geral – em particular, como essa teoria é aplicada à descoberta de novos planetas em torno de outras estrelas.

Num artigo publicado esta semana na revista Nature Astronomy, os investigadores descrevem como um algoritmo de aprendizagem de máquina foi desenvolvido para detectar mais rapidamente os exoplanetas quando tais sistemas planetários passam em frente de uma estrela de fundo e a iluminam brevemente – um processo chamado micro-lente gravitacional – revelando que as teorias com décadas usadas agora para explicar estas observações estão lamentavelmente incompletas.

Em 1936, o próprio Albert Einstein utilizou a sua nova teoria da relatividade geral para mostrar como a luz de uma estrela distante pode ser “dobrada” pela gravidade de uma estrela de primeiro plano, não só a iluminando como vista da Terra, mas muitas vezes dividindo-a em vários pontos de luz ou distorcendo-a num anel, agora chamado anel de Einstein. Isto é semelhante à forma como uma lupa pode focar e intensificar a luz do Sol.

Mas quando o objecto em primeiro plano é uma estrela com um planeta, o aumento de brilho ao longo do tempo – a curva de luz – torna-se mais complicado. Além disso, existem frequentemente múltiplas órbitas planetárias que podem explicar igualmente bem uma dada curva de luz – as chamadas degenerações. Foi aí que os humanos simplificaram a matemática e perderam o panorama geral.

O algoritmo de inteligência artificial, contudo, apontou para uma forma matemática de unificar os dois principais tipos de degeneração na interpretação do que os telescópios detectam durante a micro-lente, mostrando que as duas “teorias” são realmente casos especiais de uma teoria mais ampla que, admitem os investigadores, é provável que ainda esteja incompleta.

“Um algoritmo de inferência de aprendizagem de máquina que desenvolvemos anteriormente levou-nos a descobrir algo novo e fundamental sobre as equações que governam o efeito relativista geral da distorção da luz por dois corpos massivos,” escreveu Joshua Bloom num blogue no ano passado quando colocou o artigo científico no servidor de pré-impressão, arXiv. Bloom é professor de astronomia na Universidade da Califórnia, em Berkeley, e presidente do departamento.

Ele comparou a descoberta feita pelo estudante Keming Zhang, da mesma universidade, com as ligações que a equipa de IA da Google, a DeepMind, fez recentemente entre duas áreas diferentes da matemática. Em conjunto, estes exemplos mostram que os sistemas de aprendizagem de máquina podem revelar associações fundamentais que os humanos falham em descobrir.

“Defendo que constituem uma das primeiras, se não a primeira vez, que a IA foi usada para produzir directamente novos conhecimentos teóricos na matemática e na astronomia,” disse Bloom. “Tal como Steve Jobs sugeriu que os computadores poderiam ser as bicicletas da mente, temos procurado uma estrutura de inteligência artificial que servisse como um ‘foguetão intelectual’ para os cientistas.”

“Isto é uma espécie de marco na IA e na aprendizagem de máquina,” sublinhou o co-autor Scott Gaudi, professor de astronomia na Universidade do Estado do Ohio e um dos pioneiros da utilização de micro-lentes gravitacionais na descoberta de exoplanetas. “O algoritmo de aprendizagem de máquina de Keming descobriu esta degeneração que tinha permanecido perdida por especialistas na matéria durante décadas. Isto é sugestivo de como a investigação irá decorrer no futuro quando for auxiliada pela aprendizagem de máquina, o que é realmente excitante.”

Descobrindo exoplanetas com micro-lentes

Já foram descobertos mais de 5000 exoplanetas, planetas para lá do Sistema Solar, em torno de estrelas na Via Láctea, embora poucos tenham sido realmente vistos através de um telescópio – são demasiado fracos. A maioria foi detectada porque criam um efeito Doppler nos movimentos das suas estrelas hospedeiras ou porque escurecem ligeiramente a luz da estrela quando passam em frente dela – trânsitos que foram o foco da missão Kepler da NASA. Pouco mais de 100 foram descobertos por uma terceira técnica, micro-lentes.

Um dos principais objectivos do Telescópio Espacial Nancy Grace Roman da NASA, com lançamento previsto para 2027, é descobrir mais milhares de exoplanetas através de micro-lentes. A técnica tem uma vantagem sobre as técnicas de velocidade radial e de trânsito na medida em que pode detectar planetas de baixa massa, incluindo os do tamanho da Terra, que estão longe das suas estrelas, a uma distância equivalente à de Júpiter ou Saturno no nosso Sistema Solar.

Bloom, Zhang e colegas decidiram, há dois anos, desenvolver um algoritmo de IA para analisar mais rapidamente os dados de micro-lentes a fim de determinar as massas estelares e planetárias destes sistemas e as distâncias a que os exoplanetas orbitam as suas estrelas. Tal algoritmo aceleraria a análise das prováveis centenas de milhares de eventos que o Telescópio Roman detetará para encontrar os 1% ou menos que são provocados pelos sistemas exoplanetários.

No entanto, um problema que os astrónomos encontram é que o sinal observado pode ser ambíguo. Quando uma estrela solitária em primeiro plano passa em frente de uma estrela de fundo, o brilho das estrelas de fundo sobe suavemente até um pico e depois cai simetricamente até ao seu brilho original. É fácil de compreender matematicamente e observacionalmente.

Mas se a estrela em primeiro plano tiver um planeta, o planeta cria um pico de luminosidade separado dentro do pico provocado pela estrela. Ao tentar reconstruir a configuração orbital do exoplaneta que produziu o sinal, a relatividade geral permite muitas vezes duas ou mais das chamadas soluções degeneradas, todas elas capazes de explicar as observações.

Até à data, os astrónomos têm geralmente lidado com estas degenerações de formas simplistas e artificialmente distintas, disse Gaudi. Se a luz da estrela distante passar perto da estrela em primeiro plano, as observações podem ser interpretadas como uma órbita larga ou próxima do planeta – uma ambiguidade que os astrónomos podem muitas vezes resolver com outros dados. Um segundo tipo de degeneração ocorre quando a luz estelar de fundo passa perto do planeta. Neste caso, contudo, as duas soluções diferentes para a órbita planetária são geralmente apenas ligeiramente diferentes.

Segundo Gaudi, estas duas simplificações da micro-lente gravitacional de dois corpos são normalmente suficientes para determinar as verdadeiras massas e distâncias orbitais. De facto, num artigo publicado no ano passado, Zhang, Bloom, Gaudi e dois outros co-autores da Universidade da Califórnia, em Berkeley, a professora de astronomia Jessica Lu e a estudante Casey Lam, descreveram um novo algoritmo de IA que não se baseia de todo no conhecimento destas interpretações. O algoritmo acelera em muito a análise de observações de micro-lentes, fornecendo resultados em milissegundos, em vez de dias, reduzindo drasticamente o tempo de processamento.

Zhang testou então o novo algoritmo de IA em curvas de luz de micro-lentes de centenas de possíveis configurações orbitais de estrelas e exoplanetas e notou algo invulgar: existiam outras ambiguidades que as duas interpretações não tinham em conta. Concluiu que as interpretações comummente utilizadas de micro-lente eram, de facto, apenas casos especiais de uma teoria mais ampla que explica toda a variedade de ambiguidades em eventos de micro-lente.

“As duas teorias anteriores de degeneração tratam de casos em que a estrela de fundo parece passar perto da estrela em primeiro plano ou do planeta em primeiro plano,” disse Zhang. “O algoritmo de IA mostrou-nos centenas de exemplos não só destes dois casos, mas também situações em que a estrela de fundo não passa perto nem da estrela nem do planeta em primeiro plano e não podem ser explicadas por nenhuma das teorias anteriores. Isso foi fundamental para nós, ao propormos a nova teoria unificadora.”

Gaudi permaneceu céptico ao início, mas aceitou as conclusões depois de Zhang ter produzido muitos exemplos em que as duas teorias anteriores não encaixavam nas observações e a nova teoria encaixava. Zhang olhou realmente para os dados de duas dúzias de artigos anteriores que relatavam a descoberta de exoplanetas através de micro-lentes e descobriu que, em todos os casos, a nova teoria encaixava melhor nos dados do que as teorias anteriores.

“As pessoas estavam a ver estes eventos de micro-lente, que na realidade estavam a exibir esta nova degeneração mas não perceberam,” disse Gaudi. “Foi só mesmo quando a aprendizagem de máquina analisou milhares de eventos que se tornou impossível de não perceber.”

Zhang e Gaudi submeteram um novo artigo científico que descreve rigorosamente a nova matemática baseada na relatividade geral e que explora a teoria em situações de micro-lentes em que mais do que um exoplaneta orbita a estrela em primeiro plano.

A nova teoria torna tecnicamente mais ambígua a interpretação das observações de micro-lentes, uma vez que existem mais soluções degeneradas para descrever as observações. Mas a teoria também demonstra claramente que a observação do mesmo evento de micro-lente a partir de duas perspectivas – da Terra e em órbita pelo Telescópio Espacial Roman, por exemplo – vai tornar mais fácil a determinação correta das órbitas e massas. É isso que os astrónomos planeiam actualmente fazer, disse Gaudi.

“A inteligência artificial sugeriu uma forma de olhar para a equação da lente sob uma nova luz e descobrir algo realmente profundo sobre a matemática da mesma,” disse Bloom. “A inteligência artificial está a emergir não só como este tipo de ferramenta bruta na nossa caixa de ferramentas, mas como algo que na realidade é bastante inteligente. Ao lado de um perito como Keming, os dois foram capazes de fazer algo bastante fundamental.”

Astronomia On-line
27 de Maio de 2022


 

799: Revelado o rasto de destruição deixado pelo asteróide que dizimou os dinossauros

CIÊNCIA/GEOLOGIA

(dr) Robert DePalma / University of Kansas

Um novo estudo revela o rasto de destruição deixado pelo asteróide que dizimou os dinossauros, há 66 milhões de anos.

Pequenas manchas brancas pontilham uma zona de rochas ao longo do Rio Brazos, no Texas, Estados Unidos. À primeira vista não passam disso mesmo — pequenas manchas —, mas a realidade é que escondem pistas sobre o dia mais catastrófico da história do nosso planeta. 

Há 66 milhões de anos, um enorme asteróide atingiu a Terra, causando uma cratera com mais de 180 quilómetros de diâmetro, conhecida como cratera Chicxulub.

O impacto desencadeou incêndios florestais e tsunamis. De seguida, as oscilações do clima deram início à extinção de cerca de 75% de todas as espécies, incluindo os dinossauros não-aviários. Foi o princípio do fim do seu fim.

Uma equipa de investigadores recorreu agora às pequenas pedras encontradas no Texas, conhecidas como lapilli, para revelar novos detalhes sobre o que aconteceu nos minutos após o impacto do asteróide, escreve a National Geographic.

Os resultados do estudo publicado este mês na revista científica Geology mostram que o asteróide atingiu com tanta força a Terra que vaporizou instantaneamente uma espessa camada de rocha, enviando uma pluma gasosa para o ar juntamente com fragmentos rochosos explodidos da superfície.

O impacto, localizado naquilo que é hoje o México, fez “chover” lapilli a milhares de quilómetros de distância, incluindo Belize, Texas e até Nova Jersey.

O lapilli também pode conter pistas sobre quanto dióxido de carbono permaneceu na atmosfera após o impacto, que causou um período estimado de até 100 mil anos de aquecimento global.

A análise de isótopos de carbono e oxigénio no novo estudo apoia a tese de um mecanismo sugerido anteriormente: os gases condensados das rochas vaporizadas podem agir como cola lapilli, mantendo os pequenos aglomerados juntos.

David Burtt, autor principal do artigo, diz ainda que os cientistas conseguiram medir a temperatura da nuvem de gás que se dissipou no ar há milhões de anos após o impacto. Os resultados indicam que as pequenas pedras formaram-se a 155 ºC.

“O que há de novo é que eles realmente fixaram uma temperatura num tipo específico de objecto”, salienta David Kring, que dedicou muita da sua investigação à cratera Chicxulub, mas que não participou no estudo.

Estudos anteriores indicavam a possibilidade de se terem registado temperaturas ainda mais altas e sugeriam que o impacto terá causado incêndios até 2.500 quilómetros de distância.

À volta do local do impacto, as temperaturas teriam sido altas o suficiente para causar a ignição instantânea das plantas. Num estalar de dedos, todas as plantas na zona ficaram reduzidas a cinzas.

A formação de lapilli dentro da nuvem de vapor consumiria parte do dióxido de carbono, influenciando alterações climáticas nos anos após a colisão do asteróide.

A mistura de emissões de enxofre, dióxido de carbono e vapor de água levou a um aquecimento espontâneo da Terra, que desmoronou cadeias alimentares e enviou inúmeras espécies rumo à extinção.

  Daniel Costa, ZAP //
Daniel Costa
25 Março, 2022

 



 

759: Astrónomos desenvolvem novo método para tirar a temperatura dos buracos negros

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/ASTROFÍSICA

Impressão de artista de um buraco negro frio e massivo no centro de uma galáxia, com 100 milhões de vezes a massa do nosso Sol, aquecendo o seu ambiente a milhares de graus, em comparação com um buraco negro mais pequeno e super-aquecido, com 10 vezes a massa do nosso Sol, mas capaz de aquecer o seu ambiente a milhões de graus.
Crédito: Gabriel Pérez Diaz, SMM-IAC

Uma equipa internacional de investigação dirigida por investigadores do IAC (Instituto de Astrofísica de Canarias) descobriu um novo método para medir as massas de buracos negros com base na temperatura do gás que os rodeia quando estão activos. Os resultados do trabalho foram recentemente publicados na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

A confirmação da existência dos buracos negros é um dos resultados mais básicos da astrofísica. Os buracos negros têm uma vasta gama de massas, desde buracos negros de massa estelar, que são o resultado da catastrófica fase final de estrelas muito massivas e têm massas comparáveis à das estrelas, a buracos negros super-massivos nos centros da maioria das galáxias.

A massa de um buraco negro é, de momento, o único parâmetro que os cientistas são capazes de medir. Um artigo recente liderado por Almudena Prieto, investigadora no IAC, mostrou um método original para medir a massa dos buracos negros, desde os de massa estelar até ao tipo super-massivo, baseado numa simples medição do espectro de emissão do gás ionizado que é produzido nas imediações de um buraco negro quando este está activo, ou seja, quando está a “engolir” a matéria que cai no seu campo gravitacional.

Este novo método é baseado numa teoria proposta pela primeira vez em 1973, aplicada a sistemas binários que emitem raios-X, que contêm um objecto compacto, geralmente um buraco negro, e uma estrela companheira. “Este método abre uma nova possibilidade de medir massas de buracos negros, para buracos negros de massa estelar e também para massas intermédias e buracos negros super-massivos,” explica a investigadora. “Ao mesmo tempo, graças à sua base teórica, o novo método fornece a possibilidade de determinar a rotação de um buraco negro, bem como a sua massa.”

Quanto mais pequeno, mais quente, quanto maior, mais frio

A investigação também deu alguns resultados que surpreenderam os investigadores. “Um resultado curioso deste trabalho, talvez contra-intuitivo, é que quanto mais massivo é o buraco negro, mais inactivo se torna e mais frio é o meio que o envolve,” explica Albert Rodríguez Ardilla, investigador do Laboratório Nacional de Astrofísica do Brasil, co-autor do artigo científico. “O contrário ocorre quando têm menos massa, caso em que são capazes de aquecer o material à sua volta a milhões de graus, embora apenas quando estão activos,” acrescenta Rodríguez Ardilla.

Rodríguez Ardilla foi um investigador convidado do IAC no Programa Severo Ochoa em 2014, e realizou uma grande parte da investigação que foi publicada neste artigo recente durante uma segunda estadia de um ano, financiada pelo Governo do Brasil em 2018. Este estudo faz parte do projecto PARSEC que estuda, em vários comprimentos de onda, os núcleos de galáxias locais e os processos de acreção nos seus buracos negros centrais. Os dados para o projeto foram obtidos com o Telescópio Gemini Sul e no Observatório SOAR (Southern Astrophysical Research) no Chile, graças à participação do Brasil nestes observatórios.

Astronomia On-line
18 de Março de 2022

 



 

756: O nosso Universo pode ter um irmão gémeo que anda para trás no tempo

CIÊNCIA/ASTROFÍSICA/UNIVERSO

NASA / Unsplash

O nosso Universo pode ser a imagem espelhada de um universo de antimatéria que se prolonga para trás no tempo até antes do Big Bang.

A ideia pressupõe que o universo primitivo era pequeno, quente e denso – e tão uniforme que o tempo parece simétrico a ir para trás e para frente.

Esta é a teoria de uma equipa de físicos canadianos que concebeu um novo modelo cosmológico equacionando a existência de um “anti-universo”.

O actual consenso científico diz-nos que o Universo surgiu há cerca de 14 mil milhões de anos e desde então expandiu-se e arrefeceu, levando à formação de átomos, estrelas e planetas.

Se esta teoria estiver correta, escreve o Live Science, não haveria necessidade de um período de “inflação” que expandisse rapidamente o tamanho do Universo logo após o Big Bang.

“Existe esse estado de espírito de que se explica um novo fenómeno inventando uma nova partícula ou campo”, diz Neil Turok, do Instituto Perimeter de Física Teórica, em Ontário. “Acho que isso pode acabar por estar equivocado”.

Como tal, a equipa liderada por Turok começou a desenvolver um modelo do Universo que pode explicar todos os fenómenos observáveis com base apenas nas partículas e campos conhecidos, escreve o The Brighter Side.

A resposta passa por assumir que o Universo como um todo obedece ao teorema CPT.

A simetria de carga, paridade e reversão de tempo é uma simetria fundamental das leis físicas sob as transformações simultâneas de conjugação de carga (C), transformação de paridade (P) e reversão de tempo (T). O teorema CPT diz que a simetria CPT é válida para todos os fenómenos físicos.

Turok diz que este não é o caso do Universo que vemos, onde o tempo avança à medida que o espaço expande e há mais matéria do que antimatéria. Em vez disso, segundo o físico canadiano, a entidade que respeita a simetria é um universo gémeo do nosso.

O anti-universo voltaria atrás no tempo, ficando maior à medida que o faz, e seria dominado pela antimatéria, além de ter as suas propriedades espaciais invertidas em comparação com as do nosso Universo.

Os resultados do estudo foram pré-publicados no repositório online arXiv.

Se a teoria se confirmar, futuras experiências para determinar a massa de neutrinos, por exemplo, poderiam responder se esse “anti-universo” espelhado existe.

Infelizmente, nunca teríamos acesso ao nosso irmão gémeo, visto que esse Universo existe “atrás” do nosso Big Bang, antes do início do nosso cosmos.

  ZAP //

ZAP
18 Março, 2022

 



 

702: FRBs, um dos grandes mistérios do Universo, foram encontrados num lugar invulgar

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Daniëlle Futselaar / Artsource
Representação artística que mostra um magnetar na galáxia espiral Messier 81

Estão entre os grandes mistérios do Universo: explosões de radiação que duram cerca de um milésimo de segundo e que só aparecem em radiotelescópios. Desde a sua descoberta em 2007, os astrónomos têm vindo a investigar a causa destes flashes cósmicos.

Agora, uma equipa que envolve o Instituto Max Planck para Radioastronomia e a sua antena de 100 metros em Effelsberg encontrou uma destas rápidas FRBs (“fast radiobursts” em inglês) à distância mais próxima da Terra até agora, na galáxia espiral Messier 81, a cerca de 12 milhões de anos-luz de distância.

A descoberta foi apresentada em dois artigos [artigo 1, artigo 2] publicados a 23 de Fevereiro na revista Nature.

Além disso, a fonte está aparentemente localizada num enxame globular desta galáxia – onde menos se esperaria encontrar uma FRB.

A maioria dos flashes rádio aparecem como se vindos do nada, alguns repetem-se periodicamente. Cada um destes surtos emite tanta energia quanto o Sol irradia num dia inteiro.

Várias centenas destes flashes cósmicos são disparados todos os dias e têm sido observados por todo o céu. A maioria está localizada a grandes distâncias da Terra – em galáxias a milhares de milhões de anos-luz de distância.

Investigadores liderados por Franz Kirsten (Universidade de Chalmers, Suécia) e Kenzie Nimmo (Universidade de Amesterdão) analisaram agora de perto uma fonte de surtos repetidos detectada em Janeiro de 2020 na direcção da constelação de Ursa Maior. “Queríamos procurar pistas sobre as origens dos flashes,” diz Kirsten.

Para este fim, os cientistas utilizaram a rede europeia de observação EVN (European VLBI Network). Combinaram os dados de 12 antenas parabólicas – incluindo o telescópio de 100 metros do Instituto Max Planck para Radioastronomia, o instrumento mais sensível do grupo – e foram assim capazes de identificar exactamente onde no céu teve origem a explosão de radiação.

A equipa acompanhou os flashes até à periferia da galáxia espiral próxima Messier 81 (M81), que fica a cerca de 12 milhões de anos-luz da Terra – e representa assim a fonte mais próxima de surtos rádios até à data. E: a sua posição coincide exactamente com um enxame globular que se encontra na galáxia e que consiste numa densa colecção de estrelas muito antigas.

É precisamente este facto que surpreende os investigadores, porque até agora as FRBs tinham sido encontradas mais longe no Universo, em lugares onde as estrelas são muito mais jovens.

“A semelhança da explosão com a emissão de alguns pulsares na nossa Galáxia coloca-nos em terreno familiar, mas também deixa claro que os precursores da explosão rádio podem ser muito diferentes,” diz Ramesh Karuppusamy, investigador do Instituto Max Planck para Radioastronomia em Bona.

Para compreender a surpresa, é preciso conhecer a teoria por detrás da causa das explosões rádio. Muitos especialistas pensam que os chamados magnetares estão por detrás delas.

Estes são remanescentes muito densos de sóis massivos que explodiram – estrelas de neutrões com cerca de 20 quilómetros de diâmetro que giram rapidamente e que têm campos magnéticos extremamente fortes. “Nós esperamos que os magnetares sejam objectos jovens,” diz Jason Hessels, da Universidade de Amesterdão.

Os investigadores pensam, portanto, que a fonte dos surtos rádio da galáxia M81 é um objecto que foi previsto teoricamente, mas nunca visto ao vivo antes: um magnetar que se formou quando uma anã branca tinha acumulado massa suficiente para se desmoronar sob o seu próprio peso.

Coisas estranhas acontecem ao longo dos vários milhares de milhões de anos de existência de um enxame globular. Suspeitamos que estamos a observar uma estrela com uma história invulgar,” diz Franz Kirsten.

As anãs brancas são consideradas as fases finais de estrelas normais como o nosso Sol, que vivem durante vários milhares de milhões de anos e acabam por transformar-se em objectos densos do tamanho da Terra sem explodir.

Muitas destas anãs brancas existem em antigos enxames estelares, algumas delas em sistemas binários. Alguns destes pares devem ser tão íntimos que uma parceira “rouba” material da outra.

Se uma das anãs brancas acumular massa extra suficiente da sua companheira, pode transformar-se numa estrela ainda mais densa – um magnetar.

“Este é um acontecimento raro, mas num enxame de estrelas velhas seria a forma mais fácil de produzir FRBs,” diz o membro da equipa Mohit Bhardwaj da Universidade McGill no Canadá.

Durante as suas medições, os investigadores fizeram outra descoberta: alguns dos surtos eram mais curtos do que o esperado e mudaram de brilho em apenas algumas dezenas de nano-segundos. “Isto significa que devem vir de um volume minúsculo no espaço, menor do que um campo de futebol e talvez com apenas algumas dezenas de metros em diâmetro,” diz Kenzie Nimmo.

Sinais ultra-curtos semelhantes também são recebidos de um dos objectos mais famosos do céu, o pulsar da Nebulosa do Caranguejo. Esta também é uma estrela de neutrões, ou seja, o denso remanescente de uma explosão de super-nova que foi avistada da Terra na direcção da constelação de Touro no ano 1054.

À medida que a estrela gira rapidamente sob si própria, emite dois feixes de radiação. Quando passam na direcção da Terra, o objecto parece ser um pulsar, piscando como um farol.

“Alguns dos sinais que medimos são curtos e extremamente poderosos, da mesma forma que alguns sinais do pulsar de Caranguejo. Isto sugere que estamos de facto a ver um magnetar, mas num local onde os magnetares nunca foram encontrados antes,” diz Kenzie Nimmo.

Observações futuras deste e de outros sistemas devem ajudar a determinar se a fonte é, de facto, um magnetar ou outra coisa qualquer, como um pulsar com propriedades invulgares. Ou mesmo um buraco negro em órbita de uma estrela compacta numa órbita íntima.

ZAP // // CCVAlg

CCVAlg
10 Março, 2022