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A pombagira

domingo, 10 de novembro de 2019

Pesquisadores americanos descobrem por que supernovas explodem



A pesquisa foi realizada por cientistas da Universidade de Connecticut, da Texas A&M University, da Universidade da Flórida Central, do Laboratório de Pesquisa Naval e do Laboratório de Pesquisa da Força Aérea.

Uma das peças-chave desta explosão, presente virtualmente em todos os modelos, é a formação de uma onda de reação supersônica chamada detonação, que pode viajar mais rápido que a velocidade do som e é capaz de queimar todo o material de uma estrela antes que ela se disperse no vácuo do espaço.
Pela primeira vez, os pesquisadores foram capazes de demonstrar o processo de formação da detonação a partir de uma chama subsônica lenta usando experiências e simulações numéricas realizadas em alguns dos maiores supercomputadores dos EUA, publicou o portal Phys.org.
Os cientistas também aplicaram com sucesso os resultados para prever as condições de formação desta detonação em um dos cenários teóricos clássicos de explosão de supernova do Tipo Ia.

© NASA . NASA, JPL-CALTECH
Supernova Cas A, na constelação de Cassiopeia, ajudou os astrônomos a revelar qual destino espera a Terra e outros planetas do Sistema Solar após a morte do Sol
As explosões de supernovas do Tipo Ia acontecem quando o carbono e o oxigênio, compactados a uma densidade de aproximadamente 1.000 toneladas por centímetro cúbico no núcleo da estrela, queimam em reações termonucleares rápidas. A explosão resultante destrói a estrela em questão de segundos e ejeta a maior parte de sua massa, emitindo uma quantidade de energia igual à energia emitida pela estrela durante toda a sua vida útil.
Geralmente, para haver uma detonação, a queima deve ocorrer em um cenário confinado com barreiras, obstáculos ou fronteiras, que podem conter as ondas de pressão liberadas pela queima. No entanto, as estrelas não têm barreiras ou obstáculos, o que torna a formação de uma detonação enigmática.
Neste estudo, a equipe desenvolveu uma teoria unificada de deflagração-detonação induzida por turbulência, que descreve o mecanismo e as condições para desencadear a detonação em explosões químicas não confinadas e termonucleares.
De acordo com a teoria, se tomarmos uma mistura reativa, que queima e libera energia, e a agitarmos para criar turbulência intensa, isso pode resultar em uma instabilidade catastrófica, o que aumenta rapidamente a pressão no sistema, produzindo choques fortes e desencadeando uma detonação. Esta teoria explica assim as condições de formação de detonações em supernovas do Tipo Ia.
Os pesquisadores foram capazes de obter informação sobre os aspectos fundamentais dos processos físicos que controlam as explosões de supernovas porque as ondas de combustão termonuclear são semelhantes às ondas de combustão química na Terra, na medida em que são controladas pelos mesmos mecanismos físicos.
Devido às semelhanças, os resultados podem ser aplicados a vários sistemas de combustão terrestre em que se podem formar detonações, tais como no contexto de acidentes industriais envolvendo explosões gasosas, bem como novas aplicações de propulsão e conversão de energia, tais como motores baseados em detonação.

Há um lugar na Terra onde vida é impossível apesar da presença de água (FOTOS)



Estudando um complexo geotérmico na Etiópia, os investigadores identificaram os fatores físico-químicos que impedem que a vida aí se desenvolva apesar da presença de água em estado líquido.

Segundo um novo estudo publicado esta semana na revista Nature, apesar de os microrganismos do nosso planeta se adaptarem mesmo a condições extremas, existem lugares na Terra onde a vida não pode se desenvolver. Assim, nenhum tipo de vida pode prosperar em um dos ambientes mais perigosos e inóspitos da Terra, no deserto de Danakil, na Etiópia, apesar da presença da água líquida.
De longe, o complexo geotérmico de Dallol, no deserto de Danakil, na Etiópia, parece ser um lugar muito vistoso e colorido, um lugar que se assemelha a algo de outro mundo. Na realidade, se trata de uma área extremamente perigosa, onde nuvens de gás tóxico emanam regularmente de um vulcão debaixo do solo.
Our Dallol hydrothermal system microbial diversity paper just out @NatureEcoEvo. Despite abundant liquid water, we found two new life limits: no life in hyperacidic+hypersaline pools and in the Mg-rich Yellow and Black lakes https://www.nature.com/articles/s41559-019-1005-0 
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Nosso artigo sobre diversidade microbiana do sistema hidrotermal acaba de sair. Apesar da abundância de água líquida, encontramos dois limites para a vida: esta não existe nos campos hiperácidos e hipersalinos e nos lagos Amarelo e Preto, ricos em magnésio.
Para a nova investigação, os especialistas analisaram uma grande quantidade de amostras de quatro zonas diferentes do complexo geotérmico, que foram recolhidas de 2016 a 2018. As primeiras análises mostraram sinais de bactérias e arqueias. No entanto, os cientistas consideram que se trata de pistas falsas: a maioria das amostras recolhidas teria "contaminantes de laboratório", e outras possivelmente eram bactérias introduzidas por humanos durante expedições e visitas turísticas ao sítio.

Barreiras mortais

Os resultados da pesquisa mostram que a existência de água líquida na superfície do planeta não é necessariamente sinônimo de existência de vida.
"Identificamos as barreiras físico-químicas principais que impedem que a vida se desenvolva na presença de água líquida na Terra e, potencialmente, em outros lugares", explicam os especialistas.
Estas barreiras são um alto nível de magnésio, capaz de destruir qualquer tipo de formação celular, um fenômeno conhecido como atividade caotrópica.
O segundo fator é uma combinação mortal de hiperacidez e hipersalinidade. Em tal ambiente, as adaptações moleculares simultâneas a um pH demasiado alto e baixo são impossíveis.
Até agora, os estudos no complexo de Dallol revelavam a presença de microfósseis mas não de formas de vida. O novo estudo não demonstrou o contrário e só vem confirmar que o ambiente falsamente colorido de Daloll continua sendo um lugar na Terra incapaz de albergar vida.

Detonação do Big Bang é recriada por acaso em laboratório durante outra pesquisa



Cientistas da Universidade da Flórida Central (UCF) descobriram as condições necessárias para criar uma explosão do tipo do Big Bang, que deu início ao nosso Universo.
Enquanto os pesquisadores da Universidade da Flórida Central (UCF) realizavam um experimento relacionado com a propulsão de motores hipersônicos, eles identificaram por acaso os critérios necessários para criar uma explosão do tipo do Big Bang.
Os resultados da descoberta foram divulgados nesta sexta-feira (1º) na revista Science.
Kareem Ahmed, professor assistente do departamento de engenharia mecânica e aeroespacial da UCF, realizava experimentos com chamas extremamente ativas no âmbito de uma pesquisa ligada com os métodos de propulsão de motores hipersônicos quando, durante o experimento, o cientista descobriu por acaso que através de uma turbulência se pode provocar que uma chama estática, como a de uma vela, acelere e acabe por explodir.
"Exploramos estas reações supersônicas para a propulsão e, em resultado, encontramos este mecanismo que parecia muito interessante", explica Ahmed ao jornal da UCF.
O estudo indica os critérios com que se pode impulsar uma chama para autogerar sua própria turbulência, aceleração e, posteriormente, detonação. A equipe criou um tubo de choque de tamanho de 5x5 centímetros que produz a turbulência necessária para que uma chama passiva se ative.
A explosão recriada no laboratório é, certamente, de uma força infinitamente menor à que deu origem ao Universo. No entanto, a base teórica revelada pode ajudar a entender o que aconteceu há muitos bilhões de anos. O descobrimento acidental também poderia contribuir ao desenvolvimento de motores de velocidade hipersônica mais eficientes.
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