Por Digichem
Adaptado de um infográfico do site Compound Interest.
Tag: artigos traduzidos
A ligação química do escudo do Capitão América é finalmente explicada pela ciência (não, espera aí…)
Por: Márcio Martins
Peraí, você tá vendo a imagem acima e pensou que entrou no blog errado?
Isso aqui não é um blog de Química, Ciências e o escambau? O que que tem a ver um personagem de ficção com a temática desse blog?
Ora, muita coisa. Eu quero falar sobre o novo tipo de ligação química recentemente confirmada (e não descoberta, porque ela já foi prevista há uns 30 anos atrás).
E esse novo tipo de ligação química tem uma grande relação com a explicação dada para as propriedades fantásticas do escudo do Capitão América.
Quer saber mais? Então, clique no link e continue lendo essa postagem:
Criadores de abelhas do noroeste da França (Ribeauville, na região da Alsácia) descobriram que suas colmeias estavam produzindo mel em misteriosos tons de azul e verde.
Intrigados com esse misterioso acontecimento, os produtores resolveram investigar o que estava acontecendo.
A pouco mais de 4 km das colmeias existe uma planta de biogás da indústria Mars, responsável pela produção dos simpáticos confeitos M&M (docinhos com uma casca colorida nas cores vermelho, azul, verde, amarelo e marrom).
Eles descobriram que a planta de biogás era alimentada com resíduos da produção dos M&M.
As abelhas, que não são bobas, estavam se alimentando diretamente das cascas coloridas dos confeitos que elas conseguiam encontrar.
O mel produzido, entretanto, não tem valor comercial e nem é considerado pelos produtores como mel verdadeiro.
A indústria de confeitos e chocolates Mars opera uma indústria a 62 km dos apiários afetados, próximo à cidade de Estrassburgo.
Contactados pelas autoridades francesas, os operadores a usina de biogás da Mars tomaram as devidas precauções e passaram a armazenar os resíduos de M&M em locais fechados, de forma que as abelhas não mais tenham acesso.
O aspecto ambiental dessa notícia é que o número de abelhas vem decrescendo rapidamente no mundo todo nos últimos anos. O governo francês tem sistematicamente banido o uso de pesticidas (como o Cruiser OSR) que está ligado às altas taxas de mortalidade de abelhas.
A França, por sua vez, é um dos maiores produtores de mel da União Europeia, produzindo 18.330 toneladas anuais de mel.
A cidade de Ribeauville está situada em uma região produtora de vinhos, no meio da qual estão localizados 2.400 apiários que totalizam algo em torno de 35.000 colônias de abelhas e produzem algo como 1000 toneladas anuais de mel.
Mesmo possuindo o sabor do mel, a presença dos corantes alimentícios torna o produto invendável em qualquer parte do mundo e, portanto, afeta a economia local de forma negativa.
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A comunidade Física está alerta, pois no dia 17 de março de 2014 uma equipe de Harvard anunciou que encontrou a primeira evidência direta da expansão do universo que ocorreu logo após o Big Bang.
É mais uma prova de que o Big Bang realmente foi o começo de tudo.
A descoberta em si é um pouco difícil e pode “fundir a cuca”, dado que ela pode explicar o início da existência do universo. Astrônomos descobriram especificamente uma pequena torção de luz chamada de modo-B de polarização primordial (êta nome difícil).
Esse nome é devido ao efeito de turbilhão que ondas de gravitação enormes provocam em fótons que escaparam do Big Bang e serve como uma prova de que as ondas gravitacionais realmente existem.
Da forma que a compreensão das origens do universo vai, isso é uma grande descoberta. Alguns dizem que esse achado é tão importante quanto a descoberta do bóson de Higgs ocorrida em 2012.
Einstein, sendo quem era, previu tudo isso em 1916. Sua teoria da relatividade geral hipotetizou que essas ondas gravitacionais existem como ondulações no tecido espaço-tempo, e os cientistas têm tentado desde então provar sua existência.
Se ondas gravitacionais existem, isso significa que a expansão rápida do universo nos momentos logo após o Big Bang realmente aconteceu.
O efeito é um pouco semelhante à maneira como as ondas se formam na superfície quando você larga uma grande pedra em um lago. Entretanto, você também tem que imaginar que o Big Bang formou também o lago (além das ondas).
A despeito de como você descreve esse acontecimento, ainda assim é uma grande descoberta. “Se for confirmado, então essa será a mais importante descoberta desde a descoberta de que o a expansão do universo está se acelerando,” diz o astrônomo Avi Loeb de Harvard, que não estava envolvido na pesquisa. Loeb adicionou, “Vale um Nobel.”
Para quem quiser entender um pouco mais sobre a teoria do Big Bang, o vídeo abaixo (em inglês, mas com a possibilidade de ativar legendas nessa língua) explica de forma muito didática como tudo pode ter acontecido.
No ano de 2011 eu escrevi um post falando sobre algumas propriedades curiosas da água e, no meio do post, eu citei o efeito Mpemba.
O estudante africano Erasto Mpemba observou que sua mistura para sorvete, colocada ainda quente no congelador, solidificou-se antes da mistura dos seus colegas. Isso aconteceu em 1963.
O coitado do Mpemba até foi alvo de críticas e chacotas por parte dos professores e colegas.
Bom, o fato é que agora temos uma provável explicação para este curioso efeito.
Encontrei nesse link uma matéria que dá conta da explicação.
Um grupo de físicos da Universidade Tecnológica Nanyang de Singapura, liderados por Xi Zhang, encontraram uma evidência de que são as ligações químicas que mantêm as moléculas d’água coesas as responsáveis pelo efeito.
Cada molécula de água é composta de um átomo de oxigênio ligado covalentemente a dois átomos de hidrogênio (ver imagem abaixo).
Essas ligações envolvem átomos compartilhando pares de elétrons, o que chamamos de ligação química covalente. Já as diversas moléculas d’água são mantidas coesas entre si por forças um pouco mais fracas geradas pelos átomos de hidrogênio.
São as “ligações de hidrogênio” (o termo arcaico era “pontes de hidrogênio”), que surgem sempre que o hidrogênio interage com elementos mais eletronegativos como o oxigênio e o nitrogênio, por exemplo.
Na água, essas forças surgem sempre entre o átomo de oxigênio de uma molécula e os átomos de hidrogênio das demais moléculas circundantes, o que provoca diversas anomalias físico-químicas nessa substância.
Voltando ao efeito Mpemba. O grupo de pesquisadores agora sugere que são essas ligações de hidrogênio que causam o já referido efeito.
De acordo com eles, quando as moléculas de água são colocadas em contato próximo, uma repulsão natural entre as moléculas faz com que as ligações covalentes (O-H) sejam “esticadas” e “armazenem” energia.
Quando o líquido é aquecido, as ligações de hidrogênio é que se “esticam” à medida que a água fica menos densa e as moléculas se afastam umas das outras.
O estiramento (para usar um termo mais adequado e científico) nas ligações de hidrogênio permite às ligações covalentes relaxar e comprimir (encolher), o que causa a liberação da energia anteriormente armazenada.
O processo de liberação da energia das ligações covalentes é essencialmente o mesmo de um resfriamento, e assim, aquecer a água poderia em teoria auxiliar a resfriá-la mais rapidamente do que simplesmente resfriá-la.
Os cálculos da equipe de cientistas sugerem que a magnitude da relaxação da ligação covalente corresponde às diferenças experimentais no tempo que água quente e fria levam para congelar.
Você pode ler mais AQUI.
A imagem acima é o resultado de uma observação direta de um orbital atômico de um elétron – uma função de onda atômica real! Para capturar a imagem, pesquisadores utilizaram um novo microscópio quântico – um novo dispotivo que literalmente permite aos cientistas penetrar no reino quântico.
A estrutura de um orbital é o espaço em um átomo que está ocupado por um elétron. Mas quando tentam descrever as propriedades super-microscópicas da matéria, os cientistas têm se baseado nas funções de onda – uma forma matemática de descrever estados difusos (fuzzy) de partículas, em particular aqueles que apresentam coordenadas espaciais e temporais.
Tipicamente, físicos quânticos usam equações como a de Schrödinger para descrever esses estados, normalmente fazendo surgir números complexos e gráficos mais complexos ainda.
Até esse ponto, os cientistas nunca tinham conseguido observar realmente a função de onda. Tentando capturar um vislumbre da exata posição de um átomo ou o momentum de seu único elétron tem sido como tentar capturar um enxame de mosquitos com uma mão; observações diretas têm a desvantagem de perturbar a coerência quântica. O que tem sido requerido para capturar um estado quântico completo é uma ferramenta que pode estatisticamente realizar a média sobre muitas medidas feitas ao longo do tempo.
Mas como magnificar os estados microscópicos de uma partícula quântica? A resposta, de acordo com um grupo de pesquisadores internacionais, é o microscópio quântico – um dispositivo que usa a microscopia de fotoionização para visualizar estruturas atômicas diretamente.
A pesquisadora Aneta Sotolna (Institute for Atomic and Molecular Physics – Holanda) escreveu para o Physical Review Letters, descrevendo como ela e seu grupo mapearam a estrutura nodal de um orbital atômico de um átomo de hidrogênio colocado em um campo elétrico estático (corrente contínua).
Após bombardear o átomo com pulsos rápidos e alternados de laser, os elétrons ionizados escaparam e seguiram uma trajetória particular para um detector 2D. Existem muitas trajetória que podem ser tomadas pelos elétrons para atingir o mesmo ponto no detector, assim fornecendo aos pesquisadores com um conjunto de padrões de interferência – padrões que refletem a estrutura nodal da função de onda.
E os pesquisadores conseguiram fazer isso usando uma lente eletrostática que magnifica a onda eletrônica que sai mais de 20.000 vezes.
Imagem: Exemplos de quatro estados quânticos do átomo de hidrogênio. A coluna central mostra as medidas experimentais, enquanto a coluna à direita mostra a resolução da equação de Schrödinger dependente do tempo – e eles concordam muito bem.
Olhando adiante, os pesquisadores planejam usar a mesma tecnologia para observar como os átomos reagem a um campo magnético.
Você pode ler o estudo completo na Physical Review Letters: “Hydrogen Atoms under Magnification: Direct Observation of the Nodal Structure of Stark States.”
Fontes suplementares: Physics World, American Physical Society.
Imagens: APS/Alan Stonebraker.
Todos os dias, dentro do nosso corpo, uma guerra se desenrola.
Invasores microscópicos tentam nos fazer de refeição e nosso sistema imune combate-os violentamente, procurando os invasores e destruindo-os.
Um dos soldados rasos mais importantes nessa guessa é a célula T, um tipo de célula sanguínea branca com receptores que podem reconhecer substâncias estranhas.
As células T se originam no tutano dos ossos mas migram para para um órgão do sistema imune chamado Timo (por isso o “T” no nome dessa célula), onde podem amadurecer em paz.
As células T, que eventualmente deixam o timo e circulam por todo o corpo, vêm em diferentes tipos.
Um tipo, a célula citotóxica T, se especializou em atacar e matar células do corpo que estão infectadas por vírus, bactérias, ou câncer.
E é onde o vídeo abaixo se inicia. Ele foi criado pelo estudante de doutorado Alex Ritterna Universidade de Cambridge, e mostra uma dessas células T (também conhecida como “cálula assassina T”) atacando uma célula cancerosa.
O processo é exibido a 92 vezes a velocidade real. Para se obter um senso de escala, a célula citotóxica T mede apenas 10 micra de comprimento (algo como 0,00001 m), ou em torno de um décimo da espessura de um fio de cabelo humano.
A filmagem foi postada na Web recentemente como parte da série “Under the Microscope” da U.Cambridge.
O supervisor de Ritter no Departamento de Medicina, Professor Gillian Griffiths, explica a importância da pesquisa associada ao vídeo:
Células citotóxicas T são assassinas muito precisas e eficientes.
Elas têm a habilidade de destruir ou infectar as células cancerosas, sem destruir as células saudáveis ao redor delas…
Ao se compreender como isso acontece, nós podemos desenvolver maneiras de controlar as células T.
Isso possibilitará a nós encontrar maneiras de melhorar as terapias contra o câncer, e tratar melhor as doenças autoimunes causadas quando células assassinas resolvem atacar células saudáveis em nossos corpos.
O post a seguir é uma livre tradução do artigo escrito por Erika Check Hayden, publicado em http://www.nature.com/news/drug-brings-hiv-out-of-hiding-1.10180.
A dica de postagem eu peguei com o pessoal do Canal Fala Química.
————————————————————————
Um estudo tem acelerado as probabilidades de uma cura para o vírus HIV. Pela primeira vez, resultados mostram que uma droga pode dar o pontapé inicial na produção de uma forma dormente do vírus em pacientes, de tal forma que ele pode ser detectado e ataado mas facilmente pelo sistema imune.
A descoberta foi anunciada na 19° Conferência Anual sobre Retrovírus e Infecções Oportunistas em Seattle, Washingotn. Mas outros estudos apresentados no mesmo evento sugerem que meramente estimular o vírus a não mais se esconder não é o suficiente para matar células infectadas — e a cura ainda estaria um pouco distante.
O HIV integra-se no genoma das células, fazendo com que as células façam novas cópias do virus quando elas transcrevem seu próprio DNA. Mas em algumas células, o HIV sobrevive por décadas em repouso, ou em latência, estado sem transcrição gênica que produz novos vírus. Isto torna as células infectadas em um “reservatório latente” invisível às defesas imunes do corpo e ao tratamento antiretroviral.
Estudos sugerem que uma droga chamada suberoilanilida do ácido hidroxâmico (SAHA) poderia tirar o vírus de sua “soneca”, mas o método ainda não foi testado em seres humanos.
<Como eu sou bonzinho, pesquisei a fórmula estrutural e o nome IUPAC da molécula)>
Nome sistemático IUPAC: N-hydroxy-N’-phenyl-octanediamide
Fórmula Química: C14H20N2O3
Massa Molar: 264.32 g/mol
<Sou muito bonzinho, hehehehe.>
Assim os pesquisadores liderados por David Margolis, um virologista molecular na Universidade da Carolina do Norte em Chapel Hill, tratou seis pessoas com uma dose uúnica de SAHA e testou seu efeito em células CD4+ T (células imunes que são o principal alvo de infecção pelo HIV). O estudo mostrou que o SAHA realmente iniciou a ranscrição do HIV em células CD4+ T latentemente infectadas: os pesquisadores detectaram aproximadamente 5 vezes mais transcrições do HIV nas células CD4+ T em repouso desses pacientes após o tratamento com a droga. Não foram observados efeitos colaterais graves.
“Esse estudo fornece a primeira demonstração de prova de conceito da disrupção da latência, o que é um passo significante em direção à erradicação” do HIV do corpo, diz Margolis.
O SAHA parece forçar o HIV a fazer cópias de si mesmo, fazendo células potencialmente infectadas se tornarem mais visíveis ao sistema imune do corpo.
Encontrar e destruir
Mas margolis e outros pesquisadores estão cautelosos sobre o que o estudo significa na busca por uma cura para o HIV. Sharon Lewin, um médico especialista em doenças infecciosas da Universidade de Monash em Melbourne, australia, está também estudando o SAHA em pacientes; até agora, 10 ingeriram a droga por duas semanas sem experimentar efeitos colaterais sérios. Mas, ele diz, nenhum estudo demonstrou ainda que a ativação de HIVlatente leva à destruição das células infectadas.
O estudo de Margolis, diz Lewin, “estudou um número pequeno de pacientes, e apesar de ser um importante passo para mostrar que a droga causou alguma alteração na produção viral, nós ainda não sabemos como isso se traduz em como se livrar de células infectadas latentes”.
Na conferência de Seattle, Liang Shan, um pesquisador da Johns Hopkins University em Baltimore, Maryland, apresentou os resultados de um estudo, publicado no periódico Immunity<a href="http://www.nature.com/news/drug-brings-hiv-out-of-hiding-1.10180#b1" title="Shan, L. et al. Immunity advance online publication http://dx.doi.org/10.1016/j.immuni.2012.01.014 (2012).”>1, no qual as células CD4+ T foram coletadas de pacientes com HIV e tratadas com o SAHA in vitro, As células não morreram, mesmo quando combinadas com as próprias células “assassinas” T, que são especializadas em destruir células infectadas por vírus. Entretanto, quando as células assassinas T foram inicialmente expostas à fragmentos do HIV, elas conseguiram destruir as células infectadas.
Siliciano está também co-liderando um teste de disulfiram (Antabuse), o qual é usado para impedir alcoólicos de beber mas tem sido usado para quebrar a latência do HIV em células.
Entretanto, em um estudo com 14 pacientes, Siliciano e seu time descobriram que o disulfiram não levou nem a um aumento significativo na produção viral nem a uma depleção da reserva de células T latentemente infectadas. A produção do vírus pareceu aumentar ao menos temporariamente em alguns pacientes dentro de algumas horas após a ingestão do disulfiram, mas ainda não está claro se a droga pode realmente ter produzido um efeito tão rápido assim. O grupo examinará essa questão em seis participantes adicionais, diz Adam Spivak, um outro médico infectologista da Universidade de Utah em Salt Lake City, que apresentou os resultados na conferência.
Cura combinada?
Muitos pesquisadores do HIV acreditam que uma combinação de métodos será provavelmente requerida para erradicar o HIV do corpo.
“O que nós podemos precisar é um método de duas etapas no qual uma droga ativa a transcrição viral, e um segundo manda o sinal para o sistema imune sair à caça dessas células,” diz Spivak.
Margolis concorda que passará algum tempo antes que os pesquisadores da área possam responder questões tais como quais combinações de drogas ativarão mais efetivamente o HIV latente, ou se essas drogas necessitarão ser usadas em conjunto com outras estratégiaspara destruir as células latentemente infectadas, e como as drogas poderiam ser administradas aos pacientes.
Uma variedade de estudos estão examinando métodos para ativação de células latentes e estão procurando por melhores drogas para fazer isso. Margolis requisitou ao US Food and Drug Administration (o famoso FDA) a permissão para administrar aos pacientes múltiplas doses de SAHA a fim de testar se isso poderia dar às células um “empurrão mais forte” para a saída da latência.
“Existe muito interesse e excitação no campo, mas nós estamos muito no início do caminho,” diz ele.
O artigo original pode se encontrado através do código DOI: 10.1038/nature.2012.10180
O post a seguir é uma livre tradução do artigo escrito por Erika Check Hayden, publicado em http://www.nature.com/news/drug-brings-hiv-out-of-hiding-1.10180.
A dica de postagem eu peguei com o pessoal do Canal Fala Química.
————————————————————————
Um estudo tem acelerado as probabilidades de uma cura para o vírus HIV. Pela primeira vez, resultados mostram que uma droga pode dar o pontapé inicial na produção de uma forma dormente do vírus em pacientes, de tal forma que ele pode ser detectado e ataado mas facilmente pelo sistema imune.
A descoberta foi anunciada na 19° Conferência Anual sobre Retrovírus e Infecções Oportunistas em Seattle, Washingotn. Mas outros estudos apresentados no mesmo evento sugerem que meramente estimular o vírus a não mais se esconder não é o suficiente para matar células infectadas — e a cura ainda estaria um pouco distante.
O HIV integra-se no genoma das células, fazendo com que as células façam novas cópias do virus quando elas transcrevem seu próprio DNA. Mas em algumas células, o HIV sobrevive por décadas em repouso, ou em latência, estado sem transcrição gênica que produz novos vírus. Isto torna as células infectadas em um “reservatório latente” invisível às defesas imunes do corpo e ao tratamento antiretroviral.
Estudos sugerem que uma droga chamada suberoilanilida do ácido hidroxâmico (SAHA) poderia tirar o vírus de sua “soneca”, mas o método ainda não foi testado em seres humanos.
<Como eu sou bonzinho, pesquisei a fórmula estrutural e o nome IUPAC da molécula)>
Nome sistemático IUPAC: N-hydroxy-N’-phenyl-octanediamide
Fórmula Química: C14H20N2O3
Massa Molar: 264.32 g/mol
<Sou muito bonzinho, hehehehe.>
Assim os pesquisadores liderados por David Margolis, um virologista molecular na Universidade da Carolina do Norte em Chapel Hill, tratou seis pessoas com uma dose uúnica de SAHA e testou seu efeito em células CD4+ T (células imunes que são o principal alvo de infecção pelo HIV). O estudo mostrou que o SAHA realmente iniciou a ranscrição do HIV em células CD4+ T latentemente infectadas: os pesquisadores detectaram aproximadamente 5 vezes mais transcrições do HIV nas células CD4+ T em repouso desses pacientes após o tratamento com a droga. Não foram observados efeitos colaterais graves.
“Esse estudo fornece a primeira demonstração de prova de conceito da disrupção da latência, o que é um passo significante em direção à erradicação” do HIV do corpo, diz Margolis.
O SAHA parece forçar o HIV a fazer cópias de si mesmo, fazendo células potencialmente infectadas se tornarem mais visíveis ao sistema imune do corpo.
Encontrar e destruir
Mas margolis e outros pesquisadores estão cautelosos sobre o que o estudo significa na busca por uma cura para o HIV. Sharon Lewin, um médico especialista em doenças infecciosas da Universidade de Monash em Melbourne, australia, está também estudando o SAHA em pacientes; até agora, 10 ingeriram a droga por duas semanas sem experimentar efeitos colaterais sérios. Mas, ele diz, nenhum estudo demonstrou ainda que a ativação de HIVlatente leva à destruição das células infectadas.
O estudo de Margolis, diz Lewin, “estudou um número pequeno de pacientes, e apesar de ser um importante passo para mostrar que a droga causou alguma alteração na produção viral, nós ainda não sabemos como isso se traduz em como se livrar de células infectadas latentes”.
Na conferência de Seattle, Liang Shan, um pesquisador da Johns Hopkins University em Baltimore, Maryland, apresentou os resultados de um estudo, publicado no periódico Immunity<a href="http://www.nature.com/news/drug-brings-hiv-out-of-hiding-1.10180#b1" title="Shan, L. et al. Immunity advance online publication http://dx.doi.org/10.1016/j.immuni.2012.01.014 (2012).”>1, no qual as células CD4+ T foram coletadas de pacientes com HIV e tratadas com o SAHA in vitro, As células não morreram, mesmo quando combinadas com as próprias células “assassinas” T, que são especializadas em destruir células infectadas por vírus. Entretanto, quando as células assassinas T foram inicialmente expostas à fragmentos do HIV, elas conseguiram destruir as células infectadas.
Siliciano está também co-liderando um teste de disulfiram (Antabuse), o qual é usado para impedir alcoólicos de beber mas tem sido usado para quebrar a latência do HIV em células.
Entretanto, em um estudo com 14 pacientes, Siliciano e seu time descobriram que o disulfiram não levou nem a um aumento significativo na produção viral nem a uma depleção da reserva de células T latentemente infectadas. A produção do vírus pareceu aumentar ao menos temporariamente em alguns pacientes dentro de algumas horas após a ingestão do disulfiram, mas ainda não está claro se a droga pode realmente ter produzido um efeito tão rápido assim. O grupo examinará essa questão em seis participantes adicionais, diz Adam Spivak, um outro médico infectologista da Universidade de Utah em Salt Lake City, que apresentou os resultados na conferência.
Cura combinada?
Muitos pesquisadores do HIV acreditam que uma combinação de métodos será provavelmente requerida para erradicar o HIV do corpo.
“O que nós podemos precisar é um método de duas etapas no qual uma droga ativa a transcrição viral, e um segundo manda o sinal para o sistema imune sair à caça dessas células,” diz Spivak.
Margolis concorda que passará algum tempo antes que os pesquisadores da área possam responder questões tais como quais combinações de drogas ativarão mais efetivamente o HIV latente, ou se essas drogas necessitarão ser usadas em conjunto com outras estratégiaspara destruir as células latentemente infectadas, e como as drogas poderiam ser administradas aos pacientes.
Uma variedade de estudos estão examinando métodos para ativação de células latentes e estão procurando por melhores drogas para fazer isso. Margolis requisitou ao US Food and Drug Administration (o famoso FDA) a permissão para administrar aos pacientes múltiplas doses de SAHA a fim de testar se isso poderia dar às células um “empurrão mais forte” para a saída da latência.
“Existe muito interesse e excitação no campo, mas nós estamos muito no início do caminho,” diz ele.
O artigo original pode se encontrado através do código DOI: 10.1038/nature.2012.10180
Os astrofísicos criaram a mais realista simulação computacional da evolução douniverso até o presente momento, começando pelo Big Bang até os dias atuais — compreendendo uma faixa de tempo de algo em torno de 14 bilhões de anos — em alta resolução.
Criada por uma equipe do Harvard-Smithsonian Centre for Astrophysics (CfA) em colaboração com pesquisadores do Heidelberg Institute for Theoretical Studies (HITS), o software Arepo proporciona um detalhado conjunto de imagens de diferentes galáxias no universolocal usando uma técnica conhecida como “moving mesh”.
Ao contrário dos simuladores de modelos anteriores, tais como o código Gadget, omodelo hidrodinâmico Arepo replica aformação gasosa que se seguiu au Big Bang usando uma grade virtual flexível que tinha a capacidade de mover-se para ajustar-se aos movimentos do gás, das estrelas, matéria escura e energia escura que compõem o espaço — é como um modelo virtual da teia cósmica, apta a dobrar e flexionar para suportar a matéria e os corpos celestiais que ajudam a construir o universo. Simuladores antigos, ao invés disso, usavam uma grade mais cúbica, mais fixa.
“Nós pegamos todas as vantagens dos códigos anteriores e removemos as desvantagens,” explicou Volker Springel, o astrofísico do HITS que construiu o software. Springel, um expert em formação de galáxias que ajudou a construir a “Millenum Simulation” para traçar a evolução de 10 bilhões de partículas, usou o supercomputador Odyssey de Harvard para rodar a simulação. Seus 1024 núcleos de processadores permitiram ao grupo comprimir 14 bilhões de anos de história cósmica no espaço de alguns poucos meses.
Os resultados são galáxias espirais como a Via Láctea e Andromeda que realmente aparecem como galáxias espirais — não as galáxias em forma de gota das simulações precedentes — gerados a partir de dados de entrada que remontam aos momentos posteriores ao Big Bang, retratando assim uma evolução cósmica dramática (veja o vídeo acima para ter umaideia dessa evolução a partir de4 bilhões de anos após o Big Bang).
“We took all the advantages of previous codes and removed the disadvantages,” explained , the HITS astrophysicist who built the software. Springel, an expert in galaxy formation who helped build the Millennium Simulation to trace the evolution of 10 billion particles, used Harvard’s Odyssey supercomputer to run the simulation. Its 1,024 processor cores allowed the team to compress 14 billion years worth of cosmic history in the space of a few months.
“Achamos que o Arepo levou a taxas significativamente maiores de formação de galáxias em halos massivos e a mais discos gasosos extendidos em galáxias, o que também caracteriza uma morfologia mais fina e sutil do que suas contrapartes,” a equipe afirma em um paper no qual descreve a tecnologia.
Embora o feito seja impressionante — a asrofísica do CfA Debora Sijacki compara as melhoras nas simulações de alta resolução em relação aos modelos prévios àquelas melhoras obtidas com o Telescópio Gigante de Magellan (de 24,5 m de abertura) sobre todos os outros tekescópios — a equipe busca gerar simulações de áreas ainda maiores do universo. Se isso for atingido, a equipe terá criado não apenas a mais realista, mas a maior simulação do universo até então realizada.
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