Estranho raio de energia parece viajar cinco vezes mais rápido que a velocidade da luz

Por Natasha Romanzoti, em 22.05.2017

Um raio de energia que sai da galáxia M87 parece se mover cinco vezes mais rápido do que a velocidade da luz, conforme medido pelo Telescópio Espacial Hubble.

Esta façanha foi observada pela primeira vez em 1995, e tem sido vista em muitas outras galáxias desde então.

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Se nada pode quebrar o limite de velocidade cósmico, o que está acontecendo aqui?! Um truque de mágica, conforme explica Eileen Meyer, uma das pesquisadoras de um estudo sobre esse assunto, da Universidade de Maryland, nos EUA.

Os raios velozes

Conhecemos esse raio, um jato de plasma, que é disparado do núcleo de M87 desde 1918, quando o astrônomo Heber Curtis o notou pela primeira vez.
Para ser visível de tão longe, ele tinha que ser enorme – cerca de 6.000 anos-luz.

Como os astrônomos modernos agora sabem, praticamente todas as galáxias têm um buraco negro central que periodicamente atrai estrelas e nuvens de gás. Isso aquece o buraco negro, e os campos magnéticos focalizam um pouco desse gás em jatos do plasma quente. Tais jatos são disparados em velocidades próximas – mas não mais rápidas do que – a da luz.

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M87

Quando apontamos um telescópio para o céu em direção a M87, seu raio de energia superveloz parece torto. Em vez de apontar exatamente para a nossa linha de visão, está inclinado um pouco para a direita.

Para entender a ilusão, imagine uma única mancha brilhante de plasma começando na base desse caminho e emitindo um raio de luz, ambos viajando em direção à Terra. Agora aguarde 10 anos. Nesse tempo, a mancha moveu-se para mais perto de nós, em uma fração considerável da velocidade da luz. Isso diminui a distância do raio em poucos anos-luz em direção a nós.

Se você compara a primeira e a segunda imagens da perspectiva da Terra, parece que a mancha acabou de se mover pelo céu para a direita. No entanto, como a segunda posição também está mais perto de nós, sua luz viajou menos do que parece. Isso significa que ela aparenta ter chegado lá mais rápido do que realmente chegou – como se a mancha tivesse passado esses 10 anos viajando a uma velocidade ridiculamente rápida.

Entendendo o universo

O jato de M87 é mais do que apenas uma curiosidade.

Em todo o universo, raios de energia disparados de buracos negros maciços podem parar ou iniciar a formação de estrelas. Mas não está claro como esses raios funcionam e quanta energia eles contêm.

Parecendo mover-se mais rapidamente do que a luz, eles mudam visivelmente em apenas alguns anos, o que é incomum para objetos distantes. Isso permite que os astrônomos façam estimativas precisas de quão rápido o plasma está se movendo e, portanto, quão poderoso é esse processo.

A galáxia M87 é especial porque está relativamente próxima de nós em comparação com outras galáxias, tornando-a mais fácil de estudar. Este último estudo, por exemplo, reuniu dados de mais de 20 anos de observação da M87. [NewScientist]

O cérebro começa literalmente a devorar -se quando não descansa o suficiente

De acordo com um estudo da Universidade Politécnica de Marche, na Itália, nossos cérebros literalmente começam a devorar a si mesmos quando não dormimos o suficiente.

A razão pela qual dormimos vai além de repor nossos níveis de energia. Nossos cérebros mudam de estado quando não estamos acordados, para limpar os subprodutos tóxicos da atividade neural deixados para trás durante o dia.

Curiosamente, o mesmo processo começa a ocorrer em cérebros que ficam cronicamente privados de sono. O problema? Isso faz com que eles limpem uma quantidade significativa de neurônios e conexões sinápticas, que não deveriam.

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A pesquisa foi publicada no Journal of Neuroscience.

A diferença

A equipe, liderada pela neurocientista Michele Bellesi, examinou a resposta do cérebro de ratos a maus hábitos de sono.

Os neurônios são constantemente apoiados por dois tipos diferentes de célula glial. As microgliais são responsáveis por limpar as células velhas e desgastadas através de um processo chamado fagocitose – que significa “devorar” em grego. Já o trabalho dos astrócitos é limpar sinapses desnecessárias no cérebro para atualizar sua “fiação”.

Sabemos que estes processos ocorrem enquanto dormimos, para eliminar o desgaste neurológico do dia, mas agora parece que a mesma coisa acontece enquanto estamos acordados, se não obtemos sono suficiente.

Ao invés de isso ser uma coisa boa, porém, o cérebro começa a se prejudicar. Pense no seguinte: o primeiro caso é o lixo que você descarta propriamente sendo recolhido enquanto você está dormindo. O segundo caso é alguém entrando em sua casa contra sua vontade, e indiscriminadamente jogando para fora a sua televisão, geladeira e fogão, por exemplo.

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O estudo

“Nós mostramos pela primeira vez que porções de sinapses são literalmente comidas pelos astrócitos por causa da perda de sono”, disse Bellesi ao portal New Scientist.

Para descobrir isso, os pesquisadores estudaram os cérebros de quatro grupos de ratos:

• Um que dormiu de 6 a 8 horas (bem descansado);
• Outro que foi periodicamente acordado (espontaneamente acordado);
• Um terceiro grupo que foi mantido acordado por 8 horas extras (privado de sono);
• E um grupo que foi mantido acordado por cinco dias seguidos (cronicamente privado de sono).

Quando os pesquisadores compararam a atividade dos astrócitos nos quatro grupos, identificaram-na em 5,7% das sinapses nos cérebros de ratos bem descansados e 7,3% nos cérebros de ratos espontaneamente acordados.

Nos ratos privados e cronicamente privados do sono, eles notaram algo diferente: os astrócitos aumentaram sua atividade, mas comeram partes das sinapses da forma como as células microgliais comem resíduos – um processo conhecido como fagocitose astrocítica.

Nos cérebros de ratos privados de sono, os astrócitos foram ativos em 8,4% das sinapses, e nos cronicamente privados de sono, em 13,5%.

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Dúvidas

A maioria das sinapses que estavam sendo comidas nos dois grupos de camundongos privados de sono eram as maiores, que tendem a ser as mais antigas e mais usadas, o que é provavelmente uma coisa boa.

Mas quando a equipe verificou a atividade das células microgliais através dos quatro grupos, eles descobriram que também tinha crescido no grupo cronicamente privado de sono.

E isso é uma preocupação, porque a atividade microglial desenfreada tem sido associada a doenças cerebrais como Alzheimer e outras formas de neurodegeneração.

Muitas perguntas permanecem em aberto, por exemplo, se este processo ocorre em cérebros humanos também, e se recuperar o sono pode reverter o dano.

Essas são questões que os pesquisadores pretendem responder em breve, dado o problema crescente das mortes por Alzheimer no mundo todo, além de nossos ritmos de vida insanos que frequentemente levam a pouco sono. [ScienceAlert]

Quão perto estamos de ligar nossos cérebros com inteligência artificial?

Um dos maiores sonhos da humanidade é a imortalidade, e uma das formas de fazer isso seria unir a mente à máquina. Mas quão perto estamos de atingir este objetivo? Nos últimos 50 anos, pesquisadores de universidades e laboratórios ao redor do mundo têm feito grande progresso para atingir esta visão.

As empresas Neuralink e Kernel, respectivamente de Elon Musk e Bryan Johnson, anunciaram novas startups que visam melhorar as capacidades de comunicação entre cérebro e computador.

A maioria dos trabalhos recentes de interface cérebro-computador buscam melhorar a qualidade de vida de pessoas com paralisia ou problemas motores severos. Resultados já têm sido observados: a Universidade de Pittsburgh (EUA) desenvolveu um trabalho em que um braço robótico é controlado por sinais cerebrais.

Outra pesquisa que também já apresentou resultados animadores é a da Universidade de Stanford (EUA), em que pacientes paralisados conseguiram digitar frases através de um pequeno implante de um sensor no cérebro. Tudo o que o paciente precisa fazer é imaginar que seu braço está apontando para a letra escolhida na tela do computador, e o sinal é enviado para ele.

Os pesquisadores envolvidos neste trabalho de Stanford já visualizam a tecnologia, quando estiver mais avançada, sendo utilizada para a comunicação com aparelhos domésticos como o ar-condicionado e abrir e fechar portas de forma remota. Isso se chama “internet das coisas”.

Alguns implantes tecnológicos já são bem aceitos por médicos e pacientes, como o Implante Coclear para pessoas portadoras de surdez neurossensorial, que tem uma parte externa e parte interna. A parte externa é composta por um microfone, um microprocessador de fala e um transmissor. A parte interna possui um receptor e estimulador, um eletrodo de referência e um conjunto de eletrodos que são inseridos na cóclea.

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Obstáculos

Um dos obstáculos da interface cérebro-computador é que os movimentos são reproduzidos de forma muito mais lenta que a natural, com menos precisão e com menos complexidade do que um corpo realizaria com seus membros naturais.

Olhos biônicos oferecem uma visão em baixa resolução; implantes cocleares podem carregar normalmente uma fala, mas distorcem a experiência musical.

Outro empecilho é que a maioria dessas tecnologias funciona com um implante de eletrodos no cérebro, cirurgia que poucas pessoas considerariam a não ser que houvesse um enorme custo-benefício. Há também o problema dos danos no tecido cerebral. Enquanto esses tecidos são flexíveis e macios, os materiais condutivos tendem a ser rígidos. Esses implantes podem causar cicatrizes e reações do sistema imunológico da pessoa.

Algumas interfaces são não-invasivas, com eletrodos colados no couro cabeludo, e podem ser usados para controle de cadeiras de rodas, braços robóticos e até drones. Mas todos os breves testes realizados com essa tecnologia até agora foram feitos em laboratório, um ambiente tranquilo e silencioso, em que o usuário não está distraído. Por enquanto elas não existem de forma portátil e simples de ser usada em qualquer ambiente.

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Futuro biônico

Mesmo com todos esses problemas, os neuroengenheiros estão otimistas em relação ao nosso futuro biônico. As interfaces cérebro-computador não precisam ser perfeitas. O cérebro é incrivelmente adaptável e é capaz de aprender a usar as interfaces da mesma forma que aprendemos a dirigir ou tocar um novo instrumento musical, por exemplo.

Uma interface co-adaptável também é possível, em que a parte eletrônica aprender com o cérebro e se comunica com ele constantemente durante o processo de aprendizado. [Science Alert]

Cola óssea deve substituir parafusos e placas metálicas em tratamento de fraturas

Por Juliana Blume, em 24.01.2018

Um novo tipo de cola está sendo testado no espaço para ver como o material se comporta longe da superfície da Terra. A cola é feita de cálcio e aminoácidos, e é chamada de Tetranite. Com ela, fraturas complicadas, como as de quem sofre de osteoporose, poderiam ser coladas rapidamente, sem a ajuda de parafusos e placas metálicas.

Outro possível uso para o material é gerar a produção de novo material ósseo em pessoas, também útil em quem tem osteoporose e para astronautas, que podem perder 2% da massa óssea a cada mês que passam longe da superfície da Terra. Por isso, o Tetranite foi enviado para a Estação Espacial Internacional à bordo da capsula Dragon da SpaceX no último dia 15 de dezembro, para ser observado no espaço.

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“Se conseguirmos mostrar que nosso material simula a produção de osso novo no ambiente espacial, isso terá um grande valor na Terra, pois poderia ser usado algum dia para tratar pacientes com osteoporose. Mas também poderia ser um material para tratar astronautas dos efeitos de longas viagens espaciais. Este é obviamente um motivo secundário para estudar a cola no espaço, mas é uma dualidade interessante”, diz Brian Hess, CEO da empresa Launchpad Medical, que desenvolveu a cola.

No experimento na EEI, astronautas estão trabalhando com testes em culturas de células com o Tetranito. Essas culturas estão sendo manipuladas na Microgravity Science Globebox (Caixa de Luvas Científica de Microgravidade), equipamento instalado na EEI que fornece um ambiente completamente selado com luvas embutidas para que os materiais sejam manipulados.

Joe Acaba trabalha com culturas de células na caixa de luvas da Estação Espacial

O experimento tem previsão de duração de 20 dias, e depois será congelado e enviado de voltar à Terra ainda no mês de janeiro, quando o Dragon deve voltar para os Estados Unidos com mais de 1.600kg de materiais de pesquisa, equipamentos e outros materiais. O mesmo estudo está acontecendo simultaneamente na Terra, para que os resultados sejam comparados.

Se os resultados forem promissores, testes mais longos devem acontecer no centro de pesquisa com roedores da EEI. A empresa já usou a cola com sucesso em roedores na Terra para estabilizar implantes dentários. A intenção é testar o material em seres humanos daqui a um ano.

Os resultados deste experimento serão muito importantes para a NASA, que tem estudado os efeitos da perda de massa óssea em astronautas há anos. Os estudos mais famosos da agência incluem manter os voluntários deitados em camas por 90 dias, simulando os efeitos da microgravidade em que a falta de gravidade da Terra prejudica o processo de manutenção dos ossos.

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Um processo semelhante é observado em quem sofre com a osteoporose, doença em que o osso é reabsorvido em ritmo maior do que a formação de novo osso acontece. Apenas no Brasil, 10 milhões de pessoas têm o problema, sendo que uma em cada três mulheres com mais de 50 anos tem a doença. Em nosso país, 2,4 milhões de fraturas acontecem por ano por conta da osteoporose, e 200 mil pessoas morrem todos os anos por causa dessas fraturas de ossos importantes, como fêmur, coluna vertebral e quadril.

Hess diz que a ideia de usar parafusos e placas de metal para segurar ossos parece muito antiquada. “Eles [cirurgiões] estão usando tecnologia antiquada. Eu sabia que tinha que ter um jeito menos invasivo e mais elegante para fazer isso”. A cola óssea foi inspirada no material produzido pro cracas para se fixarem em rochas e cascos de embarcações.

“O cálcio e o aminoácido reagem para formar uma substância grudenta que fica dura. Com o tempo essa cola é reabsorvida pelo corpo”, explica ele. O material não é rejeitado pelo corpo e, por ser sintético, não tem alto custo de produção.

Veja um close do lançamento do TESS, o satélite que irá buscar exoplanetas

Por Natasha Romanzoti, em 23.04.2018

A imagem acima mostra o lançamento do TESS, ou Satélite para Levantamento de Exoplanetas em Trânsito (no original em inglês, Transiting Exoplanet Survey Satellite).

O sucessor do prolífico telescópio espacial Kepler, que descobriu mais de 4,5 mil planetas orbitando estrelas distantes, começou sua própria busca no último 18 de abril.

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O TESS foi impulsionado para o céu por um foguete Falcon 9, da empresa privada SpaceX. O foguete leva esse nome por conta de seus 9 motores de primeiro estágio Merlin, vistos no close acima, feito pela câmera ativada por som do Space Launch Complex 40 na Estação da Força Aérea de Cabo Canaveral, nos EUA.

• Você nunca viu um foguete SpaceX retornando à Terra deste jeito antes [vídeo]

Missão

Nas próximas semanas, o TESS utilizará uma série de propulsores para entrar em uma órbita altamente elíptica. Uma manobra especial deve permitir que o satélite alcance uma órbita estável com metade do período orbital da lua e uma distância máxima da Terra de cerca de 373.000 quilômetros.

A partir daí, o TESS realizará uma busca de dois anos por planetas em torno das estrelas mais brilhantes e mais próximas de nós no céu.

A expectativa é de que o satélite descubra milhares de exoplanetas na vizinhança solar, monitorando mais de 200.000 estrelas para quedas temporárias de brilho causadas por trânsitos planetários.

Esta é a primeira pesquisa de trânsito planetário totalmente espacial, e deve identificar planetas desde do tamanho da Terra até gigantes gasosos, em torno de uma ampla gama de tipos estelares e distâncias orbitais. Nenhuma busca baseada no solo poderia alcançar esse feito. [NASA, NASA2]