Enormes onades a la nebulosa de l'Aranya Vermella

Enormes onades a la nebulosa de l'Aranya Vermella, a uns 3.000 anys llum de distància, a la constel·lació de Sagitari.

Aquesta nebulosa planetària de dos lòbuls acull una de les estrelles més calentes conegudes i els seus poderosos vents estel·lars generen onades de 100.000 milions de quilòmetres d'alçada. Les ones estan causades per xocs supersònics, formats quan el gas local es comprimeix i escalfa davant dels lòbuls en ràpida expansió. Els àtoms atrapats al xoc emeten l'espectacular radiació que es veu en aquesta imatge.

Clic a la imatge per engrandir. La nebulosa brilla en tons daurats, des del centre brillant els dos lòbuls s'estenen cap a fora, amb gas i pols dispersant-se. Les brillants estrelles blanques contrasten amb el fons negre de l'espai. Crèdit: ESA & Garrelt Mellema (Leiden University, the Netherlands).

Ho he vist aquí.

La Juno observa sals i compostos orgànics a la superfície de Ganímedes

Clic a la imatge per engrandir. Aquesta imatge ampliada de la lluna joviana Ganímedes va ser obtinguda pel generador d'imatges JunoCam a bord de la nau espacial Juno de la NASA durant el sobrevol de la lluna gelada el 7 de juny de 2021. Les dades d'aquesta passada s'han utilitzat per detectar la presència de sals i compostos orgànics a Ganímedes. Crèdit: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Kalleheikki (CC BY)

Clic a la imatge per engrandir. Aquesta imatge de la complexa superfície de la lluna Ganímedes de Júpiter va ser presa per la missió Juno de la NASA durant una passada propera al juny de 2021. En l'aproximació més propera, la nau espacial es va acostar a tan sols 1,046 quilòmetres de la superfície de Ganímedes. Crèdit: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Kalleheikki (CC BY). Processament: Thomas Thomopulos (CC BY).

Les dades recollides per la missió Juno de la NASA indiquen que un passat salobre podria estar bombollejant a la superfície de la lluna més gran de Júpiter.

La missió Juno de la NASA ha observat sals minerals i compostos orgànics a la superfície de la lluna Ganímedes de Júpiter. Les dades per a aquest descobriment van ser recollides per l'espectròmetre Jovian InfraRed Auroral Mapper (JIRAM) a bord de la nau espacial durant un sobrevol proper de la lluna gelada. Les troballes, que podrien ajudar els científics a comprendre millor l'origen de Ganímedes i la composició del seu oceà profund, es van publicar el 30 d'octubre a la revista Nature Astronomy.

Ganímedes, més gran que el planeta Mercuri, és la més gran de les llunes de Júpiter i des de fa temps ha despertat gran interès entre els científics a causa del vast oceà intern d'aigua que s'amaga sota la seva escorça gelada. Les observacions espectroscòpiques realitzades anteriorment per la nau espacial Galileo de la NASA i el telescopi espacial Hubble, així com pel Very Large Telescope de l'Observatori Europeu Austral (ESO) apuntaven a la presència de sals i compostos orgànics, però la resolució espacial d'aquestes observacions era massa baixa per poder determinar-ho.

Clic per engrandir. Les dades processades de l'espectròmetre Jovià InfraRed Auroral Mapper (JIRAM) a bord de la missió Juno de la NASA se superposen a un mosaic d'imatges òptiques de les naus espacials Galileo i Voyager de l'agència que mostren terreny acanalat a la lluna Ganímedes de Júpiter. Crèdit: NASA/JPL-Caltech/SwRI/ASI/INAF/JIRAM/Brown University

El 7 de juny de 2021, Juno va sobrevolar Ganímedes a una altitud mínima de 1.046 quilòmetres. Poc després del moment de màxima aproximació, l'instrument JIRAM va adquirir imatges infraroges i espectres infrarojos (essencialment les empremtes químiques dels materials, basades en com reflecteixen la llum) de la superfície lunar. Construït per l'Agència Espacial Italiana (Agenzia Spaziale Italiana), JIRAM va ser dissenyat per captar la llum infraroja (invisible a simple vista) que emergeix de les profunditats de Júpiter, sondejant la capa meteorològica situada entre 50 i 70 quilòmetres per sota dels cims de els núvols del gegant gasós. Però l'instrument també s'ha utilitzat per oferir informació sobre el terreny de les llunes Io, Europa, Ganímedes i Cal·listo (conegudes col·lectivament com les llunes galileanes en honor al seu descobridor, Galileu).

Les dades JIRAM de Ganímedes obtingudes durant el sobrevol van assolir una resolució espacial sense precedents per a l'espectroscòpia infraroja: més de 1 quilòmetre per píxel. Amb ella, els científics de Juno van poder detectar i analitzar les característiques espectrals úniques de materials diferents del gel d'aigua, com ara clorur de sodi hidratat, clorur d'amoni, bicarbonat de sodi i, possiblement, aldehids alifàtics.

"La presència de sals amoniacades suggereix que Ganímedes podria haver acumulat materials prou freds per condensar amoníac durant la seva formació", explica Federico Tosi, coinvestigador de Juno a l'Institut Nacional d'Astrofísica de Roma i autor principal de l'article. "Les sals de carbonat podrien ser restes de gels rics en diòxid de carboni".

Exploració d'altres mons jovians

Models anteriors del camp magnètic de Ganímedes van determinar que la regió equatorial de la lluna, fins a una latitud d'uns 40 graus, està protegida del bombardeig energètic d'electrons i ions pesats creat per l'infernal camp magnètic de Júpiter. És ben sabut que la presència d'aquests fluxos de partícules afecta negativament les sals i els compostos orgànics.

Durant el sobrevol de juny de 2021, JIRAM va cobrir un estret rang de latituds (10 graus nord a 30 graus nord) i un rang més ampli de longituds (menys 35 graus est a 40 graus est) a l'hemisferi orientat cap a Júpiter.

"Trobem la major abundància de sals i orgànics als terrenys foscos i brillants en latituds protegides pel camp magnètic", va dir Scott Bolton, investigador principal de Juno del Southwest Research Institute a San Antonio. "Això suggereix que estem veient les restes d´una salmorra oceànica profunda que va assolir la superfície d´aquest món gelat".

Ganímedes no és l'únic món jovià pel que ha passat Juno. La lluna Europa, de la qual es creu que alberga un oceà sota la seva escorça gelada, també va estar sota la mirada de Juno, primer a l'octubre del 2021 i després al setembre del 2022. Ara és el torn de Io. El proper acostament a aquest món volcànic està previst per al 30 de desembre, quan la nau s'acostarà a 1.500 quilòmetres de la superfície de Io.

Més informació sobre la missió

El Laboratori de Propulsió a Jet de la NASA, una divisió de Caltech a Pasadena, Califòrnia, gestiona la missió Juno per a l'investigador principal, Scott Bolton, del Southwest Research Institute a San Antonio. Juno forma part del Programa Noves Fronteres de la NASA, que es gestiona al Centre Marshall de Vols Espacials de la NASA a Huntsville, Alabama, per a la Direcció de Missions Científiques de l'agència a Washington. L'Agència Espacial Italiana (ASI) va finançar el Jovian InfraRed Auroral Mapper. Lockheed Martin Space, de Denver, va construir i opera la nau.

Més informació sobre la missió Juno fent un clic aquí.

Ho he vist aquí.

La partícula d'alta energia "Amaterasu" (deessa del sol) obre noves possibilitats per a la física

La partícula d'alta energia "Amaterasu" (deessa del sol) obre noves possibilitats per a la física  i entusiasma els científics,

La il·lustració mostra corrents de partícules d'alta energia que travessen l'atmosfera terrestre des del cel. (Crèdit: Osaka Metropolitan University/L-INSIGHT, Kyoto University/Ryuunosuke Takeshige)

Al llarg dels anys, els científics han aconseguit revelar l‟existència d‟un bon nombre de partícules intrigants, fent avançar tot el camp de la física amb cada descobriment. Per exemple, la “partícula de Déu”, el bosó de Higgs, que confereix massa a totes les altres partícules. També hi ha l'anomenada partícula "Oh, Déu meu!", un raig còsmic inimaginablement energètic.

Però ara tenim una nova partícula a la ciutat. Es diu "deessa del sol" i és extraordinàriament apropiada.

Aquesta partícula té un nivell d'energia un milió de vegades superior al que es pot generar fins i tot en els acceleradors de partícules més potents de la humanitat; sembla que ha caigut a la Terra en una pluja d'altres partícules menys energètiques. Igual que la partícula "Oh, Déu meu!", aquestes partícules procedeixen de regions llunyanes de l'espai i es coneixen com a raigs còsmics. La partícula ha estat anomenada "Amaterasu" per Amaterasu Ōmikami, la deessa del sol i de l'univers en la mitologia japonesa, el nom de la qual significa "que brilla al cel".

I igual que la seva homònima mitològica està envoltada de misteri, també ho és la partícula Amaterasu. Els seus descobridors, entre ells l'investigador de la Universitat Metropolitana d'Osaka Toshihiro Fujii, no saben d'on procedeix ni què és. Tampoc no estan segurs de quin tipus de procés violent i poderós podria haver donat lloc a una cosa tan energètica com Amaterasu.

"Es tracta de la partícula carregada més energètica mai detectada per l'experiment Telescope Array", va declarar Fujii a Space.com.

L'esperança és que, igual que a Amaterasu se li atribueix la creació del Japó segons la tradició sintoista, la partícula Amaterasu pugui ajudar a crear una branca completament nova de l'astrofísica d'altes energies.

La partícula "Oh, Deessa meva!

Per començar, els raigs còsmics d'alta energia són extremadament rars, però Fujii afirma que la partícula Amaterasu té un nivell d'energia mai vist als 30 anys de deteccions de raigs còsmics.

De fet, quan els investigadors van detectar Amaterasu amb l'experiment Telescope Array -en què participen 507 detectors repartits en 699 quilòmetres quadrats (270 milles quadrades) de l'alt desert del comtat de Millard, a Utah-, van pensar inicialment que la detecció havia de tractar-se de algun tipus d'error.

"Vaig pensar que seria un error o una fallada meva, però després de comprovar els detalls del succés, em va entusiasmar comprovar que no es tractava d'un error", va declarar Fujii. "Personalment m'entusiasma haver trobat un nou misteri en la ciència per resoldre", va dir també.
 
Avistada per primera vegada per l'experiment Telescope Array el 27 de maig de 2021, la partícula Amaterasu exhibeix una energia de 224 exa-electronvolts (EeV). Per al "premi", un EeV equival a 10¹⁸ electrovolts. Això situa Amaterasu en un nivell d'energia similar al del raig còsmic més energètic mai descobert, sí, és la partícula "Oh Déu meu!", que va ser detectada l'octubre de 1991 per la càmera Fly's Eye a Dugway Proving Ground, Utah. Aquesta darrera tenia una energia de 320 EeV.

"La partícula Amaterasu hauria de ser un missatger important de l'univers sobre fenòmens extremadament energètics, però necessitem desentranyar l'origen d'aquesta misteriosa partícula", va explicar Fujii.

No hi ha cap objecte astrofísic, ni cap esdeveniment còsmic, en la direcció de la qual sembla procedir la partícula de la deessa del Sol. Per això els científics no tenen gaire clar què va conduir a la seva creació. Però, encara que els orígens de la partícula Amaterasu siguin actualment desconeguts, Fujii té algunes vies de recerca per seguir. És important destacar que algunes d'aquestes idees es podrien estendre més enllà del Model Estàndard de la física de partícules, que és el millor esbós que tenim del zoo de partícules de l'univers i com interactuen entre si cadascuna d'aquestes partícules.

Clic a la imatge per engrandir. Després de seguir la trajectòria del raig, no n'han trobat la font original (Universitat Metropolitana d'Osaka/Universitat de Kyoto)

"Una possibilitat és que la partícula hagi estat accelerada per fenòmens extremadament energètics, com una explosió de raigs gamma o un raig procedent d'un forat negre supermassiu que s'alimenta al centre de nuclis galàctics actius", explica Fujii. "Una altra possibilitat és la creació en un escenari exòtic, com ara la desintegració de matèria fosca superpesada, una nova partícula, procedent d'una física desconeguda més enllà del Model Estàndard".

L'equip porta caçant raigs còsmics amb l'experiment Telescope Array a Utah des del 2008, i ara ho continuarà fent amb una sensibilitat quatre vegades més gran gràcies al projecte recent actualitzat. També esperen que altres observatoris de nova generació se sumin a l'acció dels raigs còsmics per ajudar els científics a embarcar-se en una investigació més detallada de la partícula Amaterasu.

"Personalment, estic entusiasmat per haver trobat un nou misteri a la ciència a resoldre", conclou Fujii.

La investigació de l'equip es va publicar el 24 de novembre a la revista Science.

Ho he vist aquí.

Una col·lisió colossal

Com seria si poguéssim asseure'ns i veure com col·lisionen dos forats negres supermassius? Aquesta simulació realitzada amb models informàtics avançats mostra el que podria passar.

Aquí veiem dos forats negres supermassius, que tenen entre milions i milers de milions de vegades la massa del Sol, adreçant-se a una col·lisió.

Al principi d'aquesta animació, veiem el gas incandescent que envolta dos forats negres. El gas està ombrejat en taronja i porpra, i es troba fortament enrotllat al voltant de cadascun dels forats negres. Cadascun té una cua de gas, semblant a una coma. A mesura que avança l'animació, la càmera es desplaça per veure els dos forats negres gairebé alineats i després retrocedeix per veure el fons del sistema. En inclinar la vista, els efectes gravitatoris dels forats negres del centre fan que la llum es doblegui com un mirall de fira. Crèdit: NASA Goddard Space Flight Center/Scott Noble; dades de simulació, d'Ascoli et al. 2018

Ho he vist aquí.

Hubble & James Webb, una bona societat

Els telescopis de la NASA Hubble i Webb van unir les seves forces per obtenir una de les vistes més acolorides del nostre univers... de tots els temps.

Es tracta d'un cúmul de galàxies anomenat MACS0416, situat a la barbaritat de 4.300 milions d'anys llum.

Mitjançant els colors de la imatge podem obtenir més informació sobre les distàncies entre galàxies. Les galàxies de colors més blaves estan relativament a prop i solen mostrar una intensa formació estel·lar, que s'observa millor amb el Hubble, mentre que les galàxies més vermelles tendeixen a estar més allunyades, o bé contenen molta pols, com va detectar Webb.

Els detalls sorprenents i informació que aquí s'ofereixen només són possibles gràcies a la combinació de la potència dels dos telescopis espacials, amb les dades en llum visible del Hubble i les observacions en infraroig del Webb.

Clic a la imatge per engrandir. Un camp de galàxies sobre el fons negre de l'espai. Al centre, d'esquerra a dreta, hi ha una col·lecció de dotzenes de galàxies espirals i el·líptiques groguenques que formen un cúmul de galàxies en primer pla. Formen una línia aspra i plana al llarg del centre. Entre elles hi ha trets lineals distorsionats, que la majoria semblen seguir cercles concèntrics invisibles que es corben al voltant del centre de la imatge. Els trets lineals es creen quan la llum duna galàxia de fons es corba i magnifica a través de lents gravitacionals. Al centre a l'esquerra, un exemple particularment prominent s'estén verticalment unes tres vegades la longitud d'una propera galàxia. Una varietat de galàxies de colors brillants, vermelles i blaves, de diverses maneres, estan disperses per la imatge, fent que sembli densament poblada. A prop del centre hi ha dues galàxies diminutes en comparació del cúmul de galàxies: una espiral de vora molt vermella i una espiral de front molt blava, que proporcionen un cridaner contrast de color. Crèdit: NASA, ESA, CSA, STScI, Jose M. Diego (IFCA), Jordan C. J. D'Silva (UWA), Anton M. Koekemoer (STScI), Jake Summers (ASU), Rogier Windhorst (ASU), Haojing Yan (University of Missouri).

Ho he vist aquí.

Estem fets de pols d'estrelles?

Segurament heu sentit l'expressió "estem fets de pols d'estrelles". És un mite o una realitat? Un equip d'astrònoms, que es va emprendre a seguir el rastre d'aquesta pols, va tornar a les seves fonts. Sens dubte, el 97% dels nostres milers de milions d'àtoms provenen del cosmos.

Clic a la imatge per engrandir. Estem fets de pols d'estrelles? Aquí, la regió de formació estel·lar NGC 3603. Aquests centenars d'estrelles acabades de néixer han agregat el gas i la pols al seu voltant com ho va fer el nostre Sol fa 4.600 milions d'anys. Crèdit: NASA, ESA, Hubble Heritage (STScI/AURA)

L'expressió “pols d'estrelles", presa per Hubert Reeves pel títol d'un dels seus llibres més famosos, és originaria de Carl Sagan. A la seva sèrie Cosmos, va declarar l'astrobiòleg  “el nitrogen al nostre ADN, el calci de les nostres dents, el ferro de la nostra sang, el carboni dels nostres pastissos de poma es van fer dins d'estrelles col·lapsades. Estem fets de pols d'estrelles".

De fet, com mostren les investigacions recents sobre la genealogia de la matèria que ens forma a tots nosaltres, i que òbviament inclou tots els éssers vius (i també tot el que ens envolta, el mateix planeta així com tots els altres cossos del Sistema Solar), estem formats per àtoms forjats a través de diferents esdeveniments còsmics que han marcat els 13.800 milions d'anys d'història de l'univers.

Per veure amb més claredat els diferents processos que han configurat els àtoms que ens envolten (i fins a quin punt), Jennifer A. Johnson, de la Universitat d'Ohio, va tenir la idea de tornar a visitar la famosa taula periòdica dels elements químics. Molts d'ells tenen, és cert, una gènesi estel·lar, però, en la seva adaptació, l'astrònoma crida l'atenció sobre les diferents condicions necessàries per produir-les.

Clic a la imatge per engrandir. De quines estrelles prové el nostre carboni, ferro, nitrogen, etc..? Jennifer Johnson proposa una nova lectura de la taula periòdica per veure-la més clarament. L'astrònoma va localitzar la font de la majoria dels elements químics perquè sí, aquests es van produir en diferents condicions. Llavors, d'on provenen? En blau fosc: del Big Bang; en taronja: de la fusió d'estrelles de neutrons; en groc: la mort d'estrelles de poca massa; en rosa: raigs còsmics; en verd: estrelles massives que exploten en supernoves; en blau clar: explosions de nanes blanques. Crèdit: Jennifer Johnson.

Supernoves, explosions de nanes blanques: d'on provenen els nostres àtoms?

De fet, l'alquímia no és la mateixa segons les condicions de producció. Així, els elements poden provenir de:

• Del Big Bang  (en blau fosc a la taula anterior) pel que fa a l'hidrogen (H) i a una gran part de l'heli (He). Molt abundants al cosmos, són la matèria primera dels altres elements de la taula periòdica, que només posteriorment es van poder crear en les calderes de les estrelles més o menys massives.
  
  
• D'estrelles massives que exploten en supernoves, un procés violent (en verd a la taula anterior) que marca, per exemple, l'oxigen (O), el sodi (Na), el fluor (F), el magnesi (Mg), el neó (Ne).
  
  
• De la mort d'estrelles molt menys massives (groc a la taula anterior), com ara el Sol. Aquests, que exhalen lentament després d'una existència de diversos milers de milions d'anys, són la font d'una gran part del carboni (C), nitrogen (N), liti (Li), etc. que conté el nostre cos.
  
  
• D'explosions de nanes blanques (en blau clar a la taula anterior), que són els principals responsables del ferro (Fe), crom (Cr), del vanadi (V), coure (Cu) o fins i tot el zinc (Zn).
   
• De la fusió d'estrelles de neutrons (en taronja a la taula), molt compactes, que generaven principalment elements com el bismut (Bi), el poloni (Po), el radó (Rn), el franci (Fr) i aproximadament la meitat del ruteni (Ru), del cadmi (Cd), de l'antimoni (Sb), tel·luri (Te), tàntal (Ta), el tungstè (W), etc...
   
• De la radiació còsmica (en rosa a la taula), que és menys freqüent. Això afecta a tot el bor (B), beril·li (Be) que trobem al sistema solar i també una petita part del liti (Li).

Tots els nostres àtoms són el 97% d'origen estel·lar.

Aleshores, d'on provenen els aproximadament 7.000 milions de milions d'àtoms (7 × 10²⁷ àtoms) que ens formen? Quantes supernoves diferents, fusions d'estrelles de neutrons, de raigs còsmics vinguts de l'altre extrem de la Via Làctia i més enllà ? Elaborats a la nostra galàxia, al llarg de les seves rotacions i també de les seves (i nombroses) fusions amb altres, que van començar fa més de 13.000 milions d'anys, aquests àtoms tenen, doncs, múltiples orígens.

Es van formar fa més o menys temps en llocs més o menys allunyats del núvol molecular on es van trobar atrapats i que va donar a llum al nostre Sol, fa 4.600 milions d'anys (aquest núvol es va formar per col·lapse de matèria després de l'explosió d'una supernova... Un esdeveniment pare del nostre Sistema Solar anomenat Coatlicue).

Els elements essencials per a la química de la vida es troben al centre de la galàxia

Amb diversos col·legues de l'estudi SDSS, Jennifer Johnson va ser coautora d'un estudi que confirma que tots els nostres àtoms són el 97% d'origen estel·lar. "Gràcies a aquestes dades, podem determinar quan i on la vida tenia els elements necessaris per sorgir a la nostra galàxia", també va declarar.

És, doncs, al centre de la Via Làctia on es troben els elements essencials de la química de la vida generada per estrelles com el nostre Sol són les més concentrades. "Ara tenim una cronologia de les zones habitables de la Via Làctia".

Ho he vist aquí.

Els oposats s'atreuen.

Tots els ulls són a Júpiter després d'assolir l'oposició, que passa quan el planeta i el Sol són a costats oposats del cel. Capturat aquí en longituds d'ona ultraviolada, el telescopi Hubble de la NASA veu al gegant gasós en tons de blau, rosa i porpra, invisibles per a l'ull humà. Els científics utilitzen longituds d'ona ultraviolada per continuar estudiant els sistemes de tempestes de Júpiter, cartografiant els núvols d'aigua profunda que defineixen l'atmosfera de Júpiter.

Els núvols al tempestuós Júpiter són molt més alts del que els científics van predir, amb uns 100 km per sota dels cims dels núvols, la icònica Gran Taca Vermella (aquí en blau ultraviolat) s'estén més de 350 km per sota dels pics més alts.

Clic a la imatge per engrandir. El planeta Júpiter amb les bandes de núvols en tons de rosa, vermell rovellat, blau i porpra. La Gran Taca Vermella és d'un blau marí profund, envoltat de bandes i remolins de color rosa i blau clar. Crèdit: NASA, ESA, i M. Wong (University of California - Berkeley); Processament: Gladys Kober (NASA/Catholic University of America)⁣⁣.

 

 

 

Ho he vist aquí.