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Mas não há vida onde estes sons são feitos, no fluxo deslumbrante e perigoso de partículas altamente carregadas que rodeiam o nosso planeta.
Durante anos, Kletzing vem monitorando as ondas de rádio que ondulam através do vazio ao redor da Terra. Quando os dados são transformados em arquivos de som, o resultado é uma sinfonia cósmica misteriosa.
"Se você tivesse ouvidos que captassem ondas de rádio... você ouviria essas ondas no espaço", disse Kletzing.
Embora o espaço seja um vácuo, ele não é nem vazio nem tranquilo.
Logo acima da nossa atmosfera existem duas correntes de partículas energéticas vindas do Sol que ficam presas pelo campo magnético da Terra.
Este fenômeno é vital para fazer com que o nosso planeta seja habitável; os elétrons e prótons capturados movimentam-se para frente e para trás entre os pólos magnéticos da Terra, em vez de fluírem através da atmosfera para bombardear a superfície.
Mas as zonas onde estas partículas habitam, chamada de Cinturão de Van Allen, é perigosa: as partículas presas representam uma ameaça para os satélites e para astronautas na Estação Espacial Internacional, e o cinturão desempenhar um papel no clima espacial que pode destruir as redes de energia no chão.
Mas as zonas onde estas partículas habitam, o chamado Cinturão de Van Allen, ainda são perigosas: As partículas presas representam uma ameaça para os satélites e astronautas na Estação Espacial Internacional, e os cintos de desempenhar um papel no clima espacial que pode destruir as redes de energia no chão.
Mas as zonas onde estas partículas habitam, chamada de Cinturão de Van Allen, é perigosa: as partículas presas representam uma ameaça para os satélites e para astronautas na Estação Espacial Internacional, e o cinturão desempenhar um papel no clima espacial que pode destruir as redes de energia no chão.
Mas as zonas onde estas partículas habitam, o chamado Cinturão de Van Allen, ainda são perigosas: As partículas presas representam uma ameaça para os satélites e astronautas na Estação Espacial Internacional, e os cintos de desempenhar um papel no clima espacial que pode destruir as redes de energia no chão.
Um modelo de corte das correntes de Van Allen. As partículas que habitam o cinturão vêm do Sol. (NASA)
"Há muitas razões práticas", para estar interessado nos cinturões de Van Allen, disse Kletzing.
A física desta região violenta é fascinante em si.
Campos elétricos e magnéticos flutuantes lavram através da nuvem de partículas carregadas, chamadas de plasma, roubando energia de algumas partículas e dando a outras, empurrando-as em altas velocidades.
Em 2012, a NASA lançou as Van Allen Space Probes, robôs gêmeos que orbitam a Terra e monitoram esse envelope de partículas carregadas.
As sondas possuem um conjunto de instrumentos chamado EMFISIS, abreviação do inglês para Suite De Instrumentos de Campos Elétricos e Magnéticos e Ciência Integrada. EMFISIS é projetado para detectar ondas de rádio ondulando ao redor da Terra.
"É literalmente como enfiar um microfone no espaço, mas em vez de ouvir a ondas sonoras, ouvimos as ondas eletromagnéticas", disse Kletzing, investigador principal do EMFISIS.
Os seres humanos não podem ouvir toda a atividade nos cinturões de Van Allen.
Nossos ouvidos respondem apenas às ondas sonoras, o que sentem através da vibração das moléculas que são perturbadas pelas ondas que se propagam pelo ar. No espaço não existe ar - ele é praticamente vazio de matéria - e, portanto, sem som.
Mas as ondas eletromagnéticas estão na mesma faixa de freqüência como a parte do espectro sonoro que é audível para os seres humanos. Era uma simples questão de traduzir essas ondas de rádio como MP3 - transformando dados do EMFISIS em uma transmissão de rádio dos céus.
Uma variedade de ondas soou como sabres de luz de Star Wars. Estas "ondas Whistler" foram gerados por um raio na atmosfera da Terra, que escapou e saltou-se ao longo do campo magnético.
O relâmpago gera ondas em múltiplas frequências, e as ondas (mais agudo) mais rápidas alcançaram os sensores pouco antes das ondas (de baixa-frequência) mais lentas, resultando em campos de assinaturas que dão essas ondas o seu nome.
A física desta região violenta é fascinante em si.
Campos elétricos e magnéticos flutuantes lavram através da nuvem de partículas carregadas, chamadas de plasma, roubando energia de algumas partículas e dando a outras, empurrando-as em altas velocidades.
Em 2012, a NASA lançou as Van Allen Space Probes, robôs gêmeos que orbitam a Terra e monitoram esse envelope de partículas carregadas.
As sondas possuem um conjunto de instrumentos chamado EMFISIS, abreviação do inglês para Suite De Instrumentos de Campos Elétricos e Magnéticos e Ciência Integrada. EMFISIS é projetado para detectar ondas de rádio ondulando ao redor da Terra.
"É literalmente como enfiar um microfone no espaço, mas em vez de ouvir a ondas sonoras, ouvimos as ondas eletromagnéticas", disse Kletzing, investigador principal do EMFISIS.
Os seres humanos não podem ouvir toda a atividade nos cinturões de Van Allen.
Nossos ouvidos respondem apenas às ondas sonoras, o que sentem através da vibração das moléculas que são perturbadas pelas ondas que se propagam pelo ar. No espaço não existe ar - ele é praticamente vazio de matéria - e, portanto, sem som.
Mas as ondas eletromagnéticas estão na mesma faixa de freqüência como a parte do espectro sonoro que é audível para os seres humanos. Era uma simples questão de traduzir essas ondas de rádio como MP3 - transformando dados do EMFISIS em uma transmissão de rádio dos céus.
Uma variedade de ondas soou como sabres de luz de Star Wars. Estas "ondas Whistler" foram gerados por um raio na atmosfera da Terra, que escapou e saltou-se ao longo do campo magnético.
O relâmpago gera ondas em múltiplas frequências, e as ondas (mais agudo) mais rápidas alcançaram os sensores pouco antes das ondas (de baixa-frequência) mais lentas, resultando em campos de assinaturas que dão essas ondas o seu nome.
Quando as ondas se propagam através da plasmasfera - a conha de plasma relativístico de baixa energia que envolve a Terra logo acima da atmosfera - que geram o que é conhecido como o silvo plasmasferico.
Além da plasmasfera, onde o plasma é mais quente, os elétrons são empurrados em torno de explosões geradas por linhas emaranhadas de campo magnético da Terra.
Como as partículas do Sol são empurrados para o lado noturno da Terra, as partículas de baixa energia criar as ondas "coro" nas quais a esposa de Kletzing disse soavam como pássaros alienígenas.
"Há um lado de mim que ouve e diz" Uau, que formas de onda interessantes", disse Kletzing.
"Mas também há uma parte que apenas escuta, e há uma espécie de espanto em um certo nível em saber que o universo produz coisas que você reconhece: pássaros, e no fundo parece-me... como grilos cantando"
Os sons parecidos com "criquete" são convincentes para Kletzing, não só porque eles evocam uma noite de verão lânguida.
Estes sons sugerem que poderia haver ondas menores no espaço que provocam as maiores - algo que Kletzing nunca percebeu enquanto ele simplesmente olhava para os dados na tela do computador.
2017 © The Washington Post
A luz está em tudo à nossa volta, mas quanto você realmente sabe sobre os fótons em alta velocidade passando por você?
Há mais luz do que aparenta. Aqui estão oito fatos esclarecedoras sobre fótons:
1. fótons podem produzir ondas de choque na água ou no ar, semelhante a bombas sônicas.
Nada pode viajar mais rápido que a velocidade da luz no vácuo. No entanto, a luz desacelera no ar, água, vidro e outros materiais a medida que os fótons interagem com átomos e isso tem algumas consequências interessantes.
Os raios gama de energia maior do espaço bateu na atmosfera mais rápido que a velocidade da luz no ar. Estes fótons produzem ondas de choque no ar, muito parecido com uma bomba sônica. Observatórios como o VERITAS no Arizona procuram esses fótons secundários, que são conhecidos como radiação de Cherenkov. Reatores nucleares também apresentam Cherenkov leve na água ao redor do combustível nuclear.
2. a maioria dos tipos de luz são invisíveis aos nossos olhos.
As cores são o caminho dos nossos cérebros para interpretar o comprimento de onda de luz: até onde a luz viaja antes do onda padrão repetir-se. Mas as cores que vemos — chamada de "visível" ou luz "óptica"— são apenas uma pequena amostra do espectro eletromagnético total.
O vermelho é a luz de comprimento de onda mais longo. Se esticar mais as ondas obterá o infravermelho, microondas e ondas de rádio. Comprimentos de onda mais curtos do que o violeta são chamados de de ultravioleta, raios x e raios gama. Comprimento de onda é também um substituto para a energia: os longos comprimentos de onda de rádio tem baixa energia e os raios gama de comprimentos de onda curtos têm a maior energia, e são perigosas para os tecidos vivos.
3. os cientistas podem realizar medições em fótons únicos.
Luz feita de partículas chamadas fótons, pacotes do campo eletromagnético que carregam uma quantidade específica de energia. Com experimentos suficientemente sensíveis, você pode contar os fótons ou mesmo realizar medições em um único deles. Pesquisadores têm até mesmo congelado a luz temporariamente.
Mas não pense que fótons são bolas de bilhar. Eles também são ondas: eles podem interferir uns com os outros para produzir padrões de luz e escuridão. O modelo do fóton foi um dos primeiros triunfos da física quântica; o trabalho posterior mostrou que elétrons e outras partículas da matéria também têm propriedades de onda.
1. fótons podem produzir ondas de choque na água ou no ar, semelhante a bombas sônicas.
Nada pode viajar mais rápido que a velocidade da luz no vácuo. No entanto, a luz desacelera no ar, água, vidro e outros materiais a medida que os fótons interagem com átomos e isso tem algumas consequências interessantes.
Os raios gama de energia maior do espaço bateu na atmosfera mais rápido que a velocidade da luz no ar. Estes fótons produzem ondas de choque no ar, muito parecido com uma bomba sônica. Observatórios como o VERITAS no Arizona procuram esses fótons secundários, que são conhecidos como radiação de Cherenkov. Reatores nucleares também apresentam Cherenkov leve na água ao redor do combustível nuclear.
2. a maioria dos tipos de luz são invisíveis aos nossos olhos.
As cores são o caminho dos nossos cérebros para interpretar o comprimento de onda de luz: até onde a luz viaja antes do onda padrão repetir-se. Mas as cores que vemos — chamada de "visível" ou luz "óptica"— são apenas uma pequena amostra do espectro eletromagnético total.
O vermelho é a luz de comprimento de onda mais longo. Se esticar mais as ondas obterá o infravermelho, microondas e ondas de rádio. Comprimentos de onda mais curtos do que o violeta são chamados de de ultravioleta, raios x e raios gama. Comprimento de onda é também um substituto para a energia: os longos comprimentos de onda de rádio tem baixa energia e os raios gama de comprimentos de onda curtos têm a maior energia, e são perigosas para os tecidos vivos.
3. os cientistas podem realizar medições em fótons únicos.
Luz feita de partículas chamadas fótons, pacotes do campo eletromagnético que carregam uma quantidade específica de energia. Com experimentos suficientemente sensíveis, você pode contar os fótons ou mesmo realizar medições em um único deles. Pesquisadores têm até mesmo congelado a luz temporariamente.
Mas não pense que fótons são bolas de bilhar. Eles também são ondas: eles podem interferir uns com os outros para produzir padrões de luz e escuridão. O modelo do fóton foi um dos primeiros triunfos da física quântica; o trabalho posterior mostrou que elétrons e outras partículas da matéria também têm propriedades de onda.
4. fótons de aceleradores de partículas são usados em química e biologia.
Comprimentos de onda da luz visível são maiores do que os átomos e moléculas, então não podemos literalmente ver os componentes da matéria. No entanto, os comprimentos de onda curtos da luz ultravioleta e raios-x são adequados para mostrar tal estrutura pequena. Com métodos para ver esses tipos de alta energia de luz, os cientistas obtém um vislumbre do mundo atômico.
Aceleradores de partículas podem fazer fótons de comprimentos de onda específicos acelerando elétrons usando campos magnéticos; Isso é chamado de "radiação síncrotron." Os pesquisadores utilizam aceleradores de partículas para fazer raios-x e luz ultravioleta para estudar a estrutura de moléculas e vírus e até mesmo fazer filmes de reações químicas.
5. a luz é a manifestação de uma das quatro forças fundamentais da natureza.
Fótons carregam a força eletromagnética, uma das quatro forças fundamentais (juntamente com a força fraca, a força forte e gravidade). Como um elétron se move através do espaço, outras partículas carregadas senti-lo graças a atração ou repulsão elétrica. Como o efeito é limitado pela velocidade da luz, outras partículas reagem, na verdade, onde o elétron estava em vez de onde está. Física quântica explica isto descrevendo o espaço vazio como uma sopa fervilhante de partículas virtuais. Os elétrons levantam fótons virtuais, que viajam à velocidade da luz e atingem com outras partículas, trocando energia e momentum.
6. fótons são facilmente criados e destruídos.
Ao contrário da matéria, todos os tipos de coisas podem criar ou destruir os fótons. Se você está lendo isso em uma tela de computador, a luz de fundo está fazendo fótons viajarem para o seu olho, onde eles são absorvidos — e destruídos.
O movimento dos elétrons é responsável pela criação e a destruição dos fótons, e que é o caso de muita produção e absorção de luz. Um elétron movendo-se em um forte campo magnético irá gerar fótons apenas de sua aceleração.
Da mesma forma, quando um fóton de comprimento de onda certo atinge um átomo, ele desaparece e transmite toda a sua energia para chutar o elétron em um novo nível de energia. Um novo fóton é criado e emitido quando o elétron cai para trás em sua posição original. A absorção e emissão são responsáveis para o único espectro de luz em cada tipo de átomo ou molécula. É assim que os químicos, os físicos e os astrônomos identificam substâncias químicas.
7. A luz é um subproduto da aniquilação de matéria e antimatéria.
Um elétron e um pósitron tem a mesma massa, mas propriedades quântica tais como a carga elétrica, opostas. Quando eles se encontram, os opostos se cancelam mutuamente, convertendo as massas das partículas em energia sob a forma de um par de fótons de raios gama.
8. você pode colidir fótons para criar partículas.
Fótons são suas próprias antipartículas. Mas aqui está a um pouco de diversão: as leis da física que regem os fótons são simétricas no tempo. Isso significa que se nós podemos colidir um elétron e um pósitron para obter dois fótons de raios gama, devemos ser capazes de colidir dois fótons de energia e obter um par de elétron-pósitron.
Na prática, é difícil de fazer: experiências bem sucedidas geralmente envolvem outras partículas do que apenas a luz. No entanto, dentro do LHC, o grande número de fótons produzidos durante colisões de prótons significa que alguns deles ocasionalmente batem uns nos outros.
Alguns físicos estão pensando sobre a construção de um Colisor de fóton fóton, que emitiria feixes de fótons em uma cavidade cheia de outros fótons para estudar as partículas que saem de colisões.
Traduzido e adaptado de Symmetry magazine
Astrônomos descobriram as primeiras auroras vistas fora do sistema solar — elas se mostram mais poderosas do que qualquer outras auroras já testemunhadas, talvez 1 milhão de vezes mais brilhantes do que qualquer uma na Terra, dizem pesquisadores.
Auroras em breve poderão ser detectadas em exoplanetas distantes, adicionaram os investigadores.
Auroras da Terra exibem radiantes cores no céu tanto no norte quanto no Sul. Elas são causadas por correntes na magnetosfera de um planeta — a concha de partículas eletricamente carregadas capturadas pelo campo magnético de um planeta — o que força elétrons à uma chuva pela atmosfera, colidindo com as moléculas e emitindo uma luz proeminente.
Para descobrir se a aurora pode ser vista fora do sistema solar, os astrônomos investigaram um misterioso objeto do tamanho de Júpiter chamado LSR J1835 + 3259, localizado a cerca de 18,5 anos-luz da terra. O objeto é algumas dezenas de vezes mais massivo do que Júpiter, sugerindo que é demasiado pesado para ser um planeta, mas muito leve para ser uma estrela, disseram os pesquisadores.
Os astrônomos sugeriram que LSR J1835+3259 é uma anã marrom, um objeto estranho que muitas vezes é conhecido como uma estrela que falhou. Anãs marrons são tão maciças que são comparados a planetas, uma vez que eles são muito fracos para forçar os átomos a se fundirem e liberar a poderosa energia nuclear que as estrelas possuem.
Em 2001, os cientistas descobriram inesperadamente que anãs marrons poderiam gerar ondas de rádio.
Usando o Karl G. Jansky Very Large Array, no Novo México para digitalizar ondas de rádio, de luz, juntamente com o telescópio Hale, na montanha Palomar na Califórnia e o W. M. Keck Observatory no Havaí para fazer a varredura de comprimentos de onda visíveis de luz, os pesquisadores detectaram os sinais indicadores de auroras em LSR J1835 + 3259.
As cores das auroras dependem do que atmosfera é composta. No caso da Terra, elas se apresentam principalmente na cor verde, azul e vermelho por causa do oxigênio e nitrogênio. Quando se trata de Júpiter, Saturno e anãs marrons — que têm ambientes ricos em hidrogênio — você veria o vermelho, e haveria ondas ultravioletas e infravermelhas também. "
Até agora, a aurora mais brilhante conhecida vêm de Júpiter, que tem o mais poderoso campo magnético do sistema solar. Em comparação, essas auroras recém-descobertas são mais de 10.000 vezes — e talvez 100.000 vezes — mais brilhantes do que Júpiter, pois LSR J1835 + 3259 tem um campo magnético talvez 200 vezes mais forte do que Júpiter.
Continua a ser um mistério sobre o que pode conduzir as auroras em LSR J1835 + 3259. Na Terra, auroras são levados pelos ventos de partículas eletricamente carregadas a partir do Sol, mas esta anã marrom não tem uma companheira estelar.
Uma possibilidade é que as auroras de LSR J1835 + 3259 são conduzidas por um planeta do tamanho da Terra, que gera fortes correntes na magnetosfera da anã-marrom através de seu campo magnético. Auroras em Júpiter são conduzidas, em parte, pela sua lua Io através do campo magnético de Júpiter.
Outra possibilidade é que partículas eletricamente partículas carregadas podem se derramadas sobre a anã marrom de cima para conduzir as auroras. Permanece incerto onde tais partículas podem vir — talvez do gás interestelar e poeira, da ventilação de um planeta vulcânico nas proximidades, ou plasma originalmente "cuspido" para cima da anã marrom.
Além disso, os astrônomos sugeriram que pode ser possível detectar auroras de exoplanetas circulando outras estrelas — especificamente, gigantes de gás maiores que Júpiter com poderosos campos magnéticos. As "auroras extra-solares" poderiam nos ajudar a medir quão forte são os campos magnéticos dos planetas extra-solares ."
Traduzido e adaptado de Space
As equações de Maxwell têm relação com campos da eletricidade e magnetismo. Sua importância advém do fato de terem sido a “primeira unificação fundamental de forças físicas, mostrando que as duas áreas estão inter-relacionadas”. Essas equações possibilitaram a previsão da existência de ondas eletromagnéticas que viajam na velocidade da luz, sendo a própria luz uma dessas ondas.
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