1009: Cientistas captaram o som de um buraco negro a devorar uma estrela

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Nos últimos anos, a tecnologia tem permitido conhecer determinados sons produzidos em Marte, no Sol e até durante as viagens espaciais. Sabemos mais sobre determinados ambientes através dos ruídos produzidos, do silvar dos ventos noutros mundos e conseguimos agora “ouvir” o som de um buraco negro a devorar uma estrela. As técnicas para a captação, por vezes, estão debaixo do nosso nariz, ou melhor, penduradas de nariz para baixo.

O som emitido por um buraco negro foi divulgado pelos cientistas do MIT, como parte de uma investigação sobre binários de raios X de baixa massa (e candidatos) para assinaturas de reverberação.

Cientistas do MIT (Instituto de Tecnologia de Massachusetts) conseguiram transformar em ondas sonoras audíveis o momento em que um buraco negro engole uma estrela. Num áudio disponibilizado na segunda-feira passada, é possível ouvir um forte som que varia entre tom grave e agudo.

Este som é a reprodução de ecos de luz emitidos pelos grandes poços gravitacionais ao sugar gás e poeira de uma estrela em órbita.

Estes sons representam ondas sonoras da emissão de ecos de luz, chamados de eco de raios-X, produzidas no momento em que o buraco negro devora a estrela. A conversão em ondas sonoras foi feita com ajuda de especialistas de educação e música do MIT.

Método usado para captação e conversão

Os cientistas usaram o telescópio NICER (Neutron Star Interior Composition Explorer), da NASA, para captar o momento. Este é um dos mais avançados equipamentos de raios-X de alta resolução a bordo da Estação Espacial Internacional.

O telescópio captou 26 sistemas de raios-X de buracos negros e 10 deles estavam tão próximos do telescópio que foram escolhidos para a observação, por estarem numa posição ideal para captar e discernir os ecos.

Oito dos dez sistemas não eram conhecidos anteriormente. Primeiro, o buraco negro, escuro e sem luz, endurece e provoca uma coroa de fotões de alta energia com um jacto de partículas — o começo do eco de luz; depois, o poço gravitacional emite um flash de alta energia e aí o fenómeno volta para um estado “suave” de baixa energia e volta a ser negro.

Segundo referem os especialistas, o flash é o fim do processo de esparguetificação e provoca uma expansão da região de plasma de alta energia fora do buraco negro. Os cientistas transformaram então este processo de eco em ondas sonoras.

No vídeo em que há a simulação do som, o círculo branco é a localização do horizonte de eventos do buraco negro e os ecos de luz são as ondas de cores. Cada cor representa os ecos de luz, de acordo com a potência emitida pelo buraco negro. Os ecos com menor frequência são de tom mais baixo e as de maior frequência são mais agudas.

Máquina de Reverberação

Conforme refere Erin Kara, professora assistente de física no MIT, a equipa está a usar ecos de raios-X para mapear a vizinhança de um buraco negro, da mesma forma que os morcegos usam ecos sonoros para navegar pelos arredores.

Quando um morcego emite uma chamada, o som pode ricochetear num obstáculo e voltar ao morcego como um eco. O tempo que leva para o eco voltar é relativo à distância entre o morcego e o obstáculo, dando ao animal um mapa mental do seu redor.

De forma semelhante, a equipa do MIT procura mapear a vizinhança imediata de um buraco negro usando ecos de raios-X. Os ecos representam atrasos de tempo entre dois tipos de luz de raios-X: a luz emitida directamente da coroa e a luz da coroa que reflecte no disco de acreção de gás e poeira inspiradores.

O tempo em que um telescópio recebe a luz da coroa, comparado com quando recebe os ecos de raios-X, dá uma estimativa da distância entre a coroa e o disco de acreção. Observar como estes atrasos mudam pode revelar como a coroa e o disco de um buraco negro evoluem à medida que o buraco negro consome material estelar.

Pplware
Autor: Vítor M
05 Mai 2022


Pelas vítimas do genocídio praticado
pela União Soviética de Putin, na Ucrânia
For the victims of the genocide practiced
by the Soviet Union of Putin, in Ukraine


 

806: A velocidade do som em Marte é estranhamente diferente, revelaram os cientistas

CIÊNCIA/MARTE

Por muito que se queira fazer comparações entre o que conhecemos no nosso planeta e como será em Marte, a realidade parece afastar cada vez mais estes dois mundos. De tal forma que os cientistas confirmaram a velocidade do som em Marte e chegaram à conclusão que, estranhamente, é muito diferente da velocidade do som na Terra.

A NASA utilizou o equipamento no rover Perseverance para estudar a atmosfera do planeta vermelho e os dados estão a intrigar os investigadores.

Como se propaga o som marciano?

Os cientistas conseguiram medir a velocidade do som em Marte recorrendo aos dados já recolhidos pelo rover Perseverance, da NASA. Segundo o que foi apurado, esta velocidade do som no planeta vermelho é muito diferente da conhecida na Terra.

Esta medição é muito importante para as investigações pois abre portas à compreensão de um leque de factores, assim como permite compreender como se dará a comunicação entre futuros exploradores marcianos.

As descobertas sugerem que tentar falar na atmosfera de Marte poderia produzir um efeito estranho, uma vez que o som mais agudo parece viajar mais depressa do que as notas graves. Não que se vá tentar, uma vez que a atmosfera de Marte é irrespirável, mas é certamente divertido pensar nisso!

Estes dados foram divulgados na 53.ª Conferência de Ciência Lunar e Planetária pelo cientista planetário Baptiste Chide do Laboratório Nacional de Los Alamos.

A velocidade do som não é uma constante universal. Pode mudar, dependendo da densidade e temperatura do meio pelo qual viaja; quanto mais denso o meio, mais rápido ele passa. É por isso que o som percorre cerca de 343 metros por segundo na nossa atmosfera a 20 graus Celsius, mas também a 1.480 metros por segundo na água, e a 5.100 metros por segundo no aço.

Som em Marte é mais lento

Tendo em conta que a atmosfera de Marte é muito mais ténue do que a da Terra, cerca de 0,020 kg/m3, em comparação com cerca de 1,2 kg/m3 para a Terra, isso significa que o som se propaga de forma diferente no planeta vermelho.

Mas a camada da atmosfera logo acima da superfície, conhecida como a Camada Limítrofe Planetária, acrescentou complicações. Assim, durante o dia, o aquecimento da superfície gera actualizações convectivas que criam uma forte turbulência.

Os instrumentos convencionais para testar os gradientes térmicos da superfície são altamente precisos, mas podem sofrer vários efeitos de interferência. Felizmente, o rover Perseverance tem algo único: microfones que nos podem permitir ouvir os sons de Marte, e um laser que pode desencadear um ruído perfeitamente cronometrado.

O microfone SuperCam foi incluído para gravar as flutuações de pressão acústica do instrumento de quebra espectroscopia induzida pelo laser do rover ao analisar amostras de rocha e solo na superfície marciana.

Chide e a sua equipa mediram o tempo entre o disparo do laser e o som que chegava ao microfone da SuperCam a 2,1 metros de altitude, para medir a velocidade do som na superfície.

Os resultados confirmam as previsões feitas utilizando o que sabemos da atmosfera marciana, confirmando que os sons se propagam através da atmosfera perto da superfície a cerca de 240 metros por segundo.

No entanto, a peculiaridade da paisagem sonora móvel de Marte é algo completamente inesperado, com condições que conduzem a uma peculiaridade nunca vista noutro lugar.

Devido às propriedades únicas das moléculas de dióxido de carbono a baixa pressão, Marte é a única atmosfera terrestre no Sistema Solar a experimentar uma mudança na velocidade do som mesmo no meio da largura de banda audível (20 Hertz a 20.000 Hertz).

Escrevem os investigadores.

Em frequências superiores a 240 Hertz, os modos vibracionais activados por colisão das moléculas de dióxido de carbono não têm tempo suficiente para relaxar ou para regressar ao seu estado original. O resultado disto é que o som viaja mais de 10 metros por segundo a frequências mais altas do que a frequências baixas.

Isto poderia levar ao que os investigadores chamam de uma “experiência de audição única” em Marte, com sons mais agudos a chegar mais cedo ao ouvinte do que os mais graves. Esta será a razão para imaginarmos o quão estranho seria o som ter esta diferença entre graves e agudos, numa conversa convencional entre humanos.

Pplware
Autor: Vítor M.
25 Mar 2022