A última jornada de Mira: Explorando o Universo escuro

 Caros Leitores;

Visualização da simulação da Última Viagem. É mostrada a estrutura em grande escala do Universo como uma fatia fina através da simulação completa (canto inferior esquerdo) e zoom-ins em diferentes níveis. O painel inferior direito mostra uma das maiores estruturas da simulação. Crédito: Laboratório Nacional de Argonne.

Uma equipe de físicos e cientistas da computação do Laboratório Nacional de Argonne do Departamento de Energia dos Estados Unidos (DOE) realizou uma das cinco maiores simulações cosmológicas de todos os tempos. Os dados da simulação informarão os mapas do céu para auxiliar na condução de experimentos cosmológicos em grande escala.

A simulação , chamada de Última Jornada, segue a distribuição de massa pelo universo ao longo do tempo, em outras palavras, como a gravidade faz com que uma misteriosa substância invisível chamada "matéria escura" se aglomere para formar estruturas em escala maior chamadas halos, dentro das quais galáxias formar e evoluir.

“Aprendemos e nos adaptamos muito durante a vida de Mira, e esta é uma oportunidade interessante de olhar para trás e olhar para frente ao mesmo tempo.” - Adrian Pope, físico de Argonne

Os cientistas realizaram a simulação no supercomputador Mira de Argonne. A mesma equipe de cientistas executou uma simulação cosmológica anterior chamada Outer Rim em 2013, poucos dias depois que o Mira foi ligado. Depois de executar simulações na máquina ao longo de sua vida útil de sete anos, a equipe marcou a aposentadoria de Mira com a simulação da Última Jornada.

The Last Journey demonstra o quão longe a tecnologia observacional e computacional avançou em apenas sete anos, e irá contribuir com dados e ideias para experimentos como o experimento de fundo cósmico baseado em microondas Stage-4 (CMB-S4), o Legacy Survey of Space e o Tempo (realizado pelo Observatório Rubin no Chile), o Instrumento Espectroscópico de Energia Escura e duas missões da NASA, o Telescópio Espacial Romano e o SPHEREx.

"Trabalhamos com um enorme volume do Universo e estávamos interessados ​​em estruturas de grande escala, como regiões de milhares ou milhões de galáxias, mas também consideramos a dinâmica em escalas menores", disse Katrin Heitmann, vice-diretora de divisão da Argonne's High Divisão de Física da Energia (HEP).

O código que construiu o cosmos

O período de seis meses para a simulação do Last Journey e as principais tarefas de análise apresentaram desafios únicos para o desenvolvimento de software e fluxo de trabalho. A equipe adaptou parte do mesmo código usado para a simulação Outer Rim 2013 com algumas atualizações significativas para fazer uso eficiente do Mira, um sistema IBM Blue Gene / Q que estava alojado no Argonne Leadership Computing Facility (ALCF), um escritório DOE de Facilidade do usuário de ciências.

Especificamente, os cientistas usaram o Hardware / Hybrid Accelerated Cosmology Code (HACC) e sua estrutura de análise, CosmoTools, para permitir a extração incremental de informações relevantes ao mesmo tempo em que a simulação estava sendo executada.

"Operar a máquina completa é um desafio porque ler a enorme quantidade de dados produzidos pela simulação é caro do ponto de vista computacional, então você tem que fazer muitas análises em tempo real", disse Heitmann. "Isso é assustador, porque se você cometer um erro com as configurações de análise, não terá tempo de refazê-lo".

A equipe fez uma abordagem integrada para realizar o fluxo de trabalho durante a simulação. O HACC faria a simulação avançar no tempo, determinando o efeito da gravidade na matéria durante grandes porções da história do universo. Depois que o HACC determinou as posições de trilhões de partículas computacionais que representam a distribuição geral da matéria, CosmoTools entraria para registrar informações relevantes - como encontrar os bilhões de halos que hospedam galáxias - para usar para análise durante o pós-processamento.

"Quando sabemos onde as partículas estão em um determinado ponto no tempo, caracterizamos as estruturas que se formaram usando CosmoTools e armazenamos um subconjunto de dados para uso posterior", disse Adrian Pope, físico e principal do HACC and CosmoTools desenvolvedor na divisão de Ciência da Computação (CPS) da Argonne. "Se encontrarmos um aglomerado denso de partículas, isso indica a localização de um halo de matéria escura, e galáxias podem se formar dentro desses halos de matéria escura".

Os cientistas repetiram esse processo entrelaçado - onde o HACC move as partículas e o CosmoTools analisa e registra dados específicos - até o final da simulação. A equipe então usou recursos do CosmoTools para determinar quais aglomerados de partículas provavelmente hospedariam galáxias. Para referência, cerca de 100 a 1.000 partículas representam galáxias individuais na simulação.

“Gostaríamos de mover partículas, fazer análises, mover partículas, fazer análises”, disse Pope. "No final, voltaríamos aos subconjuntos de dados que escolhemos cuidadosamente para armazenar e executar análises adicionais para obter mais informações sobre a dinâmica da formação da estrutura, como quais halos se fundiram e quais acabaram orbitando uns aos outros.".

Usando o fluxo de trabalho otimizado com HACC e CosmoTools, a equipe executou a simulação na metade do tempo esperado.

Contribuição da comunidade

A simulação da Última Jornada fornecerá dados necessários para outros experimentos cosmológicos importantes usarem ao comparar observações ou tirar conclusões sobre uma série de tópicos. Esses insights podem lançar luz sobre tópicos que vão desde mistérios cosmológicos, como o papel da matéria escura e da energia escura na evolução do universo, até a astrofísica da formação de galáxias em todo o Universo.

"Este enorme conjunto de dados que eles estão construindo alimentará muitos esforços diferentes", disse Katherine Riley, diretora de ciência da ALCF. "No final das contas, essa é nossa missão principal - ajudar a fazer ciência de alto impacto. Quando você pode não apenas fazer algo legal, mas alimentar uma comunidade inteira, é uma grande contribuição que terá um impacto por muitos anos ".

A simulação da equipe irá abordar inúmeras questões fundamentais em cosmologia e é essencial para permitir o refinamento de modelos existentes e o desenvolvimento de novos, impactando pesquisas cosmológicas em andamento e futuras.

"Não estamos tentando combinar nenhuma estrutura específica no Universo real", disse Pope. "Em vez disso, estamos criando estruturas estatisticamente equivalentes, o que significa que se olharmos nossos dados, poderíamos encontrar locais onde viveriam galáxias do tamanho da Via Láctea. Mas também podemos usar um universo simulado como uma ferramenta de comparação para encontrar tensões entre nossa compreensão teórica atual da cosmologia e o que observamos".

Procurando exascale

“Pensando em quando executamos a simulação do Outer Rim, você pode realmente ver o quão longe essas aplicações científicas chegaram”, disse Heitmann, que realizou Outer Rim em 2013 com a equipe HACC e Salman Habib, diretor da divisão CPS e Argonne Distinguished Fellow. "Foi incrível administrar algo substancialmente maior e mais complexo que trará tanto para a comunidade".

Enquanto Argonne trabalha para a chegada de Aurora, o próximo supercomputador exascale do ALCF, os cientistas estão se preparando para simulações cosmológicas ainda mais extensas. Os sistemas de computação Exascale serão capazes de realizar um bilhão de bilhões de cálculos por segundo - 50 vezes mais rápido do que muitos dos mais poderosos supercomputadores em operação hoje.

“Aprendemos e nos adaptamos muito durante a vida de Mira, e esta é uma oportunidade interessante de olhar para trás e olhar para a frente ao mesmo tempo”, disse Pope. "Ao nos prepararmos para simulações em máquinas exascale e uma nova década de progresso, estamos refinando nosso código e ferramentas de análise e podemos nos perguntar o que não estávamos fazendo por causa das limitações que tínhamos até agora".

The Last Journey foi uma simulação apenas da gravidade, o que significa que não considerou interações como a dinâmica dos gases e a física da formação estelar. A gravidade é o principal jogador da cosmologia em grande escala, mas os cientistas esperam incorporar outras físicas em simulações futuras para observar as diferenças que fazem na forma como a matéria se move e se distribui pelo Universo ao longo do tempo.

"Cada vez mais, encontramos relacionamentos fortemente acoplados no mundo físico e, para simular essas interações, os cientistas precisam desenvolver fluxos de trabalho criativos para processamento e análise", disse Riley. "Com essas iterações, você pode chegar a suas respostas - e suas descobertas - ainda mais rápido".

Um artigo sobre a simulação, intitulado "The Last Journey. I. Uma simulação em escala extrema no supercomputador Mira", foi publicado em 27 de janeiro na Astrophysical Journal Supplement Series . Os cientistas estão atualmente preparando documentos de acompanhamento para gerar catálogos sintéticos detalhados do céu.

Explore mais

Grande simulação cosmológica para rodar no Mira

Mais informações: Katrin Heitmann et al. A última jornada. I. Uma simulação em escala extrema no supercomputador Mira. The Astrophysical Journal Supplement Series, Volume 252, Número 2, publicado em 27 de janeiro de 2021. DOI: 10.3847 / 1538-4365 / abcc67

Informações da revista: Astrophysical Journal Supplement 

Fornecido por Argonne National Laboratory

Fonte: Phys News / por Savannah Mitchem, Argonne National Laboratory  / 27-01-2021     

https://phys.org/news/2021-01-mira-journey-exploring-dark-universe.html 

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HélioR.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).Participou do curso de Astrofísica, concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).

Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.

Membro da Society for Science andthePublic (SSP) e assinante de conteúdoscientíficos da NASA (NationalAeronauticsand Space Administration) e ESA (European Space Agency).

Participa do projeto S`CoolGroundObservation (Observações de Nuvens) que é integrado ao Projeto CERES (CloudsandEarth´sRadiant Energy System) administrado pela NASA.A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB), como astrônomo amador.

Participa também do projeto The GlobeProgram / NASA GlobeCloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela NationalOceanicandAtmosphericAdministration (NOAA) e U.S DepartmentofState.

e-mail: heliocabral@coseno.com.br

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As medições de precisão da luz intracluster sugerem possível ligação com a matéria escura

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À esquerda está uma imagem simulada em que a luz intracluster é visível como uma névoa difusa entre picos discretos de brilho - as galáxias. Em observações, como visto à direita, este componente de luz intracluster é amplamente abafado pelo ruído. Crédito: Imagem à esquerda: Jesse Golden-Marx; simulação por The IllustrisTNG. Imagem à direita: Pesquisa de Energia Escura e Yuanyuan Zhang

Uma combinação de dados observacionais e simulações de computador sofisticadas produziram avanços em um campo da astrofísica que se estagnou por meio século. O Dark Energy Survey, que é apresentado pelo Laboratório Nacional do Acelerador Fermi do Departamento de Energia dos EUA, publicou uma série de novos resultados sobre o que é chamado de luz intracluster, ou ICL, um tipo tênue de luz encontrada dentro de aglomerados de galáxias.

O primeiro surto de novas medições de precisão ICL apareceu em um artigo publicado no The Astrophysical Journal em abril de 2019. Outro apareceu mais recentemente no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Em uma descoberta surpreendente deste último, os físicos do DES descobriram novas evidências de que o ICL pode fornecer uma nova maneira de medir uma substância misteriosa chamada matéria escura .

A fonte de ICL parece ser estrelas errantes, aquelas que não estão gravitacionalmente ligadas a nenhuma galáxia. Há muito se suspeita que o ICL seja um componente significativo de aglomerados de galáxias, mas sua fraqueza torna difícil medi-lo. Ninguém sabe o quanto existe ou em que medida se espalhou pelos aglomerados de galáxias.

"Observacionalmente, descobrimos que a luz intracluster é um marcador radial muito bom da matéria escura. Isso significa que onde a luz intracluster é relativamente brilhante, a matéria escura é relativamente densa", disse o cientista do Fermilab Yuanyuan Zhang, que liderou os dois estudos. "Apenas medir o ICL em si é muito excitante. A parte da matéria escura é uma descoberta fortuita. Não é o que esperávamos".

Embora invisível, a matéria escura é responsável pela maior parte da matéria no universo. O que a matéria escura consiste é um dos maiores mistérios da cosmologia moderna. Os cientistas sabem apenas que ele difere muito da matéria normal que consiste em prótons, nêutrons e elétrons que dominam a vida cotidiana.

Mas a ICL, e não a matéria escura, estava inicialmente na agenda da equipe de pesquisa. A maioria dos astrofísicos mede a luz intracluster no centro de um aglomerado de galáxias, onde é mais brilhante e abundante.

"Nós fomos muito longe dos centros dos aglomerados de galáxias, onde a luz é muito fraca", disse Zhang. "E quanto mais nos afastávamos do centro, mais difícil se tornava a medição."

No entanto, os colaboradores do DES conseguiram sair com a medição mais radialmente estendida de ICL de todos os tempos.

A equipe usou lentes gravitacionais fracas para comparar a distribuição radial do ICL - como ele muda com a distância do centro de um aglomerado - com a distribuição radial da massa de um aglomerado de galáxias. A lente fraca é um método sensível à matéria escura para medir a massa de uma galáxia ou aglomerado. Ocorre quando a gravidade de uma estrela ou aglomerado em primeiro plano desvia a luz de uma galáxia mais distante, distorcendo sua forma aparente.

Descobriu-se observacionalmente que o ICL reflete a distribuição tanto da massa visível total de um aglomerado de galáxias quanto, possivelmente, a distribuição da matéria escura invisível.

"Não esperávamos encontrar uma conexão tão estreita entre essas distribuições radiais, mas encontramos", disse o cientista Hillysson Sampaio-Santos, principal autor do novo artigo.

Comparando observações com simulações

Para obter mais informações, a equipe usou uma simulação de computador sofisticada para estudar a relação entre ICL e matéria escura. Eles descobriram que os perfis radiais entre os dois fenômenos na simulação não estavam de acordo com os dados observacionais. Na simulação, "o perfil radial da ICL não foi o melhor componente para rastrear a matéria escura", disse Sampaio-Santos, que está no Observatório Nacional do Rio de Janeiro, Brasil.

Zhang observou que é muito cedo para dizer exatamente o que causou o conflito entre observação e simulação.

"Se a simulação não deu certo, pode significar que a luz intracluster simulada é produzida em um momento ligeiramente diferente do que nas observações. As estrelas simuladas não tiveram tempo suficiente para vagar e começar a rastrear a matéria escura," ela disse.

Sampaio-Santos observou que mais estudos de ICL podem fornecer insights sobre a dinâmica que ocorre dentro dos aglomerados de galáxias, incluindo interações que liberam gravitacionalmente algumas de suas estrelas, permitindo-lhes vagar.

"Estou planejando estudar a luz intracluster e os efeitos do relaxamento", disse ele. Por exemplo, alguns clusters foram mesclados. Esses clusters mesclados devem ter propriedades diferentes de ICL em comparação com clusters que são relaxados.

Melhorar os sinais em conjuntos de dados ruidosos

O ICL que a equipe mediu é cerca de cem a mil vezes mais fraco do que o que os cientistas do DES normalmente tentam. Isso significa que a equipe teve que lidar com muito ruído e contaminação no sinal.

O aspecto técnico da façanha foi desafiador, disse Zhang, "mas como tínhamos muitos dados da Pesquisa de Energia Escura, fomos capazes de cancelar muito ruído para fazer esse tipo de medição. É uma média estatística".

Os astrofísicos normalmente fazem medições ICL usando um punhado de aglomerados de galáxias de cada vez.

"Essa é uma ótima maneira de obter informações sobre os sistemas individuais", disse Zhang.

Para obter uma imagem maior e eliminar o ruído, a equipe do DES calculou estatisticamente uma média de cerca de 300 aglomerados de galáxias no primeiro estudo e mais de 500 aglomerados no segundo. Todos eles estão a alguns bilhões de anos-luz da Terra.

Provocar o sinal do ruído de cada cluster consome muitos dados, que é exatamente o que o DES gerou. No início de 2019, o DES completou sua missão de seis anos de observação de centenas de milhões de galáxias distantes nos céus do sul e publicou seu segundo lançamento de dados em meados de janeiro.

O ICL mede grupos de sondas que estão a até 3,3 bilhões de anos-luz da Terra. Em estudos futuros, Zhang gostaria de estudar a evolução do desvio para o vermelho da ICL - como ela muda com o tempo cósmico.

"Meu sonho é chegar ao redshift um - 10 bilhões de anos-luz", disse Zhang. "Estudos dizem que é quando o ICL apenas começou a evoluir".

Indo tão longe permitiria aos cientistas ver a construção da ICL ao longo do tempo.

"Mas isso é realmente difícil porque é três vezes maior que a distância de nossas medições mais recentes, então tudo vai estar extremamente fraco lá", disse ela.

Explore mais

O quebra-cabeça da estranha galáxia feita de 99,9% de matéria escura foi resolvido

Mais informações: Y. Zhang et al. Resultados do Dark Energy Survey Year 1: Detection of Intracluster Light at Redshift ∼ 0,25, The Astrophysical Journal (2019). DOI: 10.3847 / 1538-4357 / ab0dfd

Informações do jornal: Astrophysical Journal

Fornecido por Fermi National Accelerator Laboratory

Fonte: Phys News /  por Steve Koppes, Fermi National Accelerator Laboratory / 27/01-2021    

https://phys.org/news/2021-01-precision-intracluster-link-dark.html

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HélioR.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).Participou do curso de Astrofísica, concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).

Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.

Membro da Society for Science andthePublic (SSP) e assinante de conteúdoscientíficos da NASA (NationalAeronauticsand Space Administration) e ESA (European Space Agency).

Participa do projeto S`CoolGroundObservation (Observações de Nuvens) que é integrado ao Projeto CERES (CloudsandEarth´sRadiant Energy System) administrado pela NASA.A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB), como astrônomo amador.

Participa também do projeto The GlobeProgram / NASA GlobeCloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela NationalOceanicandAtmosphericAdministration (NOAA) e U.S DepartmentofState.

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Nas noites antes da Lua cheia, as pessoas vão para a cama mais tarde e dormem menos, mostra o estudo

 Caros Leitores;

A lua. Crédito: Universidade de Washington

Durante séculos, os humanos culparam a lua por nosso humor, acidentes e até desastres naturais. Mas uma nova pesquisa indica que o companheiro celestial de nosso planeta impacta algo totalmente diferente - nosso sono.

Em um artigo publicado em 27 de janeiro na Science Advances , cientistas da Universidade de Washington, da Universidade Nacional de Quilmes na Argentina e da Universidade de Yale relatam que os ciclos do sono nas pessoas oscilam durante o ciclo lunar de 29,5 dias : Nos dias que antecedem a lua cheia , as pessoas vão dormir mais tarde e dormem por períodos mais curtos de tempo. A equipe de pesquisa, liderada pelo professor de biologia da UW Horacio de la Iglesia, observou essas variações tanto no horário de início do sono quanto na duração do sono em ambientes urbanos e rurais - de comunidades indígenas no norte da Argentina a estudantes universitários em Seattle, uma cidade de mais de 750.000. Eles viram as oscilações, independentemente do acesso de um indivíduo à eletricidade, embora as variações sejam menos pronunciadas em indivíduos que vivem em ambientes urbanos .

A onipresença do padrão pode indicar que nossos ritmos circadianos naturais estão de alguma forma sincronizados - ou entrelaçados - com as fases do ciclo lunar.

"Vemos uma modulação lunar clara do sono, com o sono diminuindo e um início mais tarde do sono nos dias que precedem a lua cheia ", disse de la Iglesia. "E embora o efeito seja mais robusto em comunidades sem acesso à eletricidade, o efeito está presente em comunidades com eletricidade, incluindo alunos de graduação da Universidade de Washington".

Usando monitores de pulso, a equipe rastreou os padrões de sono de 98 indivíduos que vivem em três comunidades indígenas Toba-Qom na província argentina de Formosa. As comunidades diferiram no acesso à eletricidade durante o período de estudo: uma comunidade rural não tinha acesso à eletricidade, uma segunda comunidade rural tinha apenas acesso limitado à eletricidade - como uma única fonte de luz artificial nas residências - enquanto uma terceira comunidade estava localizada em um ambiente urbano e com total acesso à eletricidade. Para quase três quartos dos participantes do Toba-Qom, os pesquisadores coletaram dados do sono para um ou dois ciclos lunares inteiros.

Estudos anteriores da equipe de de la Iglesia e outros grupos de pesquisa mostraram que o acesso à eletricidade impacta o sono, o que os pesquisadores também viram em seu estudo: Toba-Qom na comunidade urbana foi para a cama mais tarde e dormiu menos do que os participantes rurais com limitação ou nenhuma acesso à eletricidade.

Uma nova pesquisa mostra que nas noites antes da lua cheia, as pessoas dormem menos e vão para a cama mais tarde, em média. A ubiqüidade do padrão, observada em ambientes urbanos e rurais, pode indicar que nossos ritmos circadianos naturais estão de alguma forma sincronizados com as fases do ciclo lunar. Essa visualização é interativa: https://tableau.washington.edu/views/LunarCycleandSleep/LunarCycle. Crédito: Rebecca Gourley / Universidade de Washington

Mas os participantes do estudo em todas as três comunidades também mostraram as mesmas oscilações do sono enquanto a lua progredia em seu ciclo de 29,5 dias. Dependendo da comunidade, a quantidade total de sono variou ao longo do ciclo lunar em uma média de 46 a 58 minutos, e a hora de dormir oscilou em cerca de 30 minutos. Para todas as três comunidades, em média, as pessoas tiveram os horários de dormir mais recentes e a menor quantidade de sono nas noites de três a cinco dias que antecederam a lua cheia.

Quando descobriram esse padrão entre os participantes do Toba-Qom, a equipe analisou os dados do monitor de sono de 464 estudantes universitários da área de Seattle que foram coletados para um estudo separado. Eles encontraram as mesmas oscilações.

A equipe confirmou que as noites que antecederam a lua cheia - quando os participantes dormiam menos e iam para a cama o mais tardar - têm mais luz natural disponível após o anoitecer: a lua crescente fica cada vez mais brilhante à medida que avança para a lua cheia e geralmente nasce no final da tarde ou início da noite, colocando-o bem alto durante a noite após o pôr do sol. A última metade da fase da lua cheia e as luas minguantes também emitem uma luz significativa, mas no meio da noite, uma vez que a lua nasce tarde da noite nesses pontos do ciclo lunar.

"Nossa hipótese é que os padrões que observamos são uma adaptação inata que permitiu que nossos ancestrais tirassem proveito dessa fonte natural de luz noturna que ocorria em um momento específico durante o ciclo lunar", disse o autor principal Leandro Casiraghi, pesquisador de pós-doutorado em UW no Departamento de Biologia.

Se a lua afeta nosso sono é uma questão controversa entre os cientistas. Alguns estudos sugerem efeitos lunares apenas para serem contraditos por outros. De la Iglesia e Casiraghi acreditam que este estudo mostrou um padrão claro em parte porque a equipe empregou monitores de pulso para coletar dados de sono, ao contrário de diários de sono relatados por usuários ou outros métodos. Mais importante, eles rastrearam indivíduos em ciclos lunares, o que ajudou a filtrar alguns dos "ruídos" nos dados causados ​​por variações individuais nos padrões de sono e grandes diferenças nos padrões de sono entre pessoas com e sem acesso à eletricidade.

Esses efeitos lunares também podem explicar por que o acesso à eletricidade causa mudanças tão pronunciadas em nossos padrões de sono, acrescentou de la Iglesia.

Vídeo: https://youtu.be/Q17i1srjOqY

“Em geral, a luz artificial perturba nossos relógios circadianos inatos de maneiras específicas: nos faz dormir mais tarde; nos faz dormir menos. Mas geralmente não usamos luz artificial para 'avançar' pela manhã, pelo menos não voluntariamente. Esses são os mesmos padrões que observamos aqui com as fases da lua ", disse de la Iglesia.

"Em certas épocas do mês, a lua é uma fonte significativa de luz à noite, e isso teria sido claramente evidente para nossos ancestrais há milhares de anos", disse Casiraghi.

A equipe também encontrou uma segunda oscilação "semilunar" dos padrões de sono nas comunidades Toba-Qom, que parecia modular o ritmo lunar principal com um ciclo de 15 dias em torno das fases da lua nova e cheia. Este efeito semilunar foi menor e apenas perceptível nas duas comunidades rurais de Toba-Qom. Estudos futuros teriam que confirmar esse efeito semilunar, o que pode sugerir que esses ritmos lunares são devidos a outros efeitos além da luz, como o "puxão" gravitacional máximo da lua na Terra nas luas nova e cheia, segundo Casiraghi.

Independentemente disso, o efeito lunar que a equipe descobriu terá impacto na pesquisa do sono no futuro, disseram os pesquisadores.

"Em geral, tem havido muitas suspeitas sobre a ideia de que as fases da lua podem afetar um comportamento como o sono - embora em ambientes urbanos com grandes quantidades de poluição luminosa, você pode não saber qual é a fase da lua, a menos você sai ou olha pela janela ", disse Casiraghi. "Pesquisas futuras devem se concentrar em como: ele está agindo por meio de nosso relógio circadiano inato? Ou outros sinais que afetam o tempo de sono? Há muito o que entender sobre esse efeito".

Explore mais

O acesso à eletricidade está ligado à redução do sono

Mais informações: L. Casiraghi el al., "Moonstruck sleep: Synchronization of human sleep with the moon cycle under field conditions," Science Advances (2021). advance.sciencemag.org/lookup… .1126 / sciadv.abe0465

Informações do periódico: Science Advances

Fornecido pela University of Washington 

Fonte: Phys News / pela Universidade de Washington  / 27-01-2021   

https://phys.org/news/2021-01-nights-full-moon-people-bed.html  

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Participa também do projeto The GlobeProgram / NASA GlobeCloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela NationalOceanicandAtmosphericAdministration (NOAA) e U.S DepartmentofState.

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O acampamento base de Artemis da NASA na Lua precisará de luz, água e elevação

 Caros Leitores;

Astronautas americanos em 2024 darão seus primeiros passos perto do Pólo Sul da Lua: a terra de extrema luz, extrema escuridão e água congelada que poderia abastecer a base lunar Artemis da NASA e o salto da agência para o espaço profundo.

Cientistas e engenheiros estão ajudando a NASA a determinar a localização precisa do conceito do acampamento base de Artemis . Entre as muitas coisas que a NASA deve levar em consideração na escolha de um local específico, estão duas características principais: O local deve aproveitar a luz solar quase contínua para alimentar a base e moderar oscilações extremas de temperatura, e deve oferecer fácil acesso a áreas de escuridão total que contêm agua gelada.

Embora a região do Polo Sul tenha muitas áreas bem iluminadas, algumas partes vêem mais ou menos luz do que outras. Os cientistas descobriram que em algumas elevações mais altas, como nas bordas das crateras, os astronautas veriam períodos de luz mais longos. Mas o fundo de algumas crateras profundas está envolto em escuridão quase constante, uma vez que a luz do sol no Polo Sul atinge um ângulo tão baixo que apenas roça suas bordas.

Essas condições únicas de iluminação têm a ver com a inclinação da Lua e com a topografia da região do Polo Sul. Ao contrário da inclinação de 23,5 graus da Terra, a Lua está inclinada apenas 1,5 graus em seu eixo. Como resultado, nenhum dos hemisférios da Lua se inclina visivelmente em direção ou para longe do Sol ao longo do ano como acontece na Terra - um fenômeno que nos dá estações mais ensolaradas e mais escuras aqui. Isso também significa que a altura do Sol no céu nos pólos lunares não muda muito durante o dia. Se uma pessoa estivesse no topo de uma colina perto do Polo Sul lunar durante o dia, em qualquer época do ano, ela veria o Sol se movendo no horizonte, deslizando pela superfície como uma lanterna colocada em uma mesa.

Vídeo: https://youtu.be/Kkj0TN5pi9E

Um clipe de um passeio de realidade virtual do Polo Sul da Lua criado por engenheiros da NASA para ajudar a imergir astronautas, cientistas e planejadores de missões no ambiente exótico daquela região enquanto se preparam para o retorno humano à Lua.

Créditos: Goddard Space Flight Center da NASA / Jeffrey Hosler / W. Brent Garry / Thomas G. Grubb

É um terreno tão dramático lá embaixo”, disse W. Brent Garry , geólogo do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. Garry está trabalhando com engenheiros em um tour de realidade virtual do Polo Sul da Lua para ajudar a imergir astronautas, cientistas e planejadores de missões no ambiente exótico daquela região enquanto se preparam para um retorno humano à Lua.

Embora um acampamento base exija muita luz, também é importante que os astronautas possam fazer viagens curtas em crateras permanentemente escuras. Os cientistas esperam que essas crateras sombreadas sejam o lar de reservatórios de água congelada que os exploradores poderiam usar como suporte de vida. “Uma ideia é montar acampamento em uma zona iluminada e atravessar essas crateras, que são excepcionalmente frias”, disse o cientista planetário Goddard da NASA Daniel P. Moriarty , que está envolvido com a equipe de planejamento e análise do Polo Sul da NASA. As temperaturas em algumas das crateras mais frias podem cair para cerca de -391 graus Fahrenheit (-235 graus Celsius).

Os planos iniciais incluem pousar uma espaçonave em uma parte relativamente plana de uma cratera ou cratera bem iluminada. “Você quer pousar na área mais plana possível, já que não quer que o veículo de pouso tombe”, disse Moriarty.

A área de pouso, idealmente, deve ser separada de outras características do acampamento base - como o habitat ou painéis solares - por pelo menos meia milha ou 1 quilômetro. Ele também deve estar situado em uma elevação diferente para evitar que a nave descendente espalhe detritos em alta velocidade em equipamentos ou áreas de interesse científico. Alguns cientistas estimaram que, à medida que uma espaçonave empurra seus motores para uma aterrissagem suave, ela pode potencialmente espalhar centenas de libras ou quilogramas de partículas de superfície, água e outros gases ao longo de algumas milhas ou vários quilômetros.

“Você quer aproveitar as vantagens dos acidentes geográficos, como colinas, que podem atuar como barreiras para minimizar o impacto da contaminação”, diz Ruthan Lewis , engenheiro biomecânico e industrial, arquiteto e líder em análise e planejamento de locais no Polo Sul da NASA equipe. “Portanto, estamos considerando distâncias, elevações e declives em nosso planejamento”.

Vídeo: https://youtu.be/pwHUbftMPvg

A preparação para explorar a superfície da Lua vai muito além de projetar e construir espaçonaves e trajes espaciais seguros. A NASA também precisa garantir que os veículos de superfície e trajes tenham a mobilidade necessária para fazer ciência, e que os astronautas tenham as ferramentas de que precisam para identificar e coletar amostras de rochas e solo.

Créditos: Goddard Space Flight Center da NASA / James Tralie

Na Lua, é fundamental manter a área ao redor do local de pouso e do acampamento base o mais intocada possível para os cientistas. Por exemplo, entre as muitas características interessantes da região do Polo Sul está sua localização bem entre o lado da Lua voltado para a Terra, ou o lado próximo, e o lado que nunca vemos da Terra, conhecido como o lado oposto.

Esses dois hemisférios são geologicamente muito diferentes, com o lado oposto mais cheio de crateras e a crosta mais espessa do que o lado próximo. Os cientistas não sabem por que os dois lados se formaram dessa maneira.

O acampamento base Artemis deve estar voltado para a Terra para tornar mais fácil para os engenheiros usarem ondas de rádio para se comunicarem com os astronautas que trabalham na lua. Mas os cientistas esperam que, ao longo de bilhões de anos de impactos de meteoritos na superfície da Lua, rochas e poeira de cada hemisfério foram chutadas e espalhadas sobre o outro, então é possível que os astronautas possam coletar amostras do outro lado de seu acampamento base no lado próximo.

Por Lonnie Shekhtman
Goddard Space Flight Center da NASA, Greenbelt, Md.

Fonte: NASA /  Editor: Svetlana Shekhtman / 27-01-2021   

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2021/nasa-s-artemis-base-camp-on-the-moon-will-need-light-water-elevation

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HélioR.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).Participou do curso de Astrofísica, concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).

Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.

Membro da Society for Science andthePublic (SSP) e assinante de conteúdoscientíficos da NASA (NationalAeronauticsand Space Administration) e ESA (European Space Agency).

Participa do projeto S`CoolGroundObservation (Observações de Nuvens) que é integrado ao Projeto CERES (CloudsandEarth´sRadiant Energy System) administrado pela NASA.A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB), como astrônomo amador.

Participa também do projeto The GlobeProgram / NASA GlobeCloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela NationalOceanicandAtmosphericAdministration (NOAA) e U.S DepartmentofState.

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