La sonda Solar Orbiter revela els secrets de l'escalfament de la corona solar

Clic a la imatge per engrandir. Els investigadors de l'Observatori Reial de Bèlgica suggereixen que les ones magnètiques recentment descobertes podrien estar darrere de l'escalfament de la corona solar. Crèdit: KDdesignphoto, Adobe Stock.

Les ones magnètiques, que els astrònoms acaben de descobrir a les imatges enviades per la missió Solar Orbiter, podrien explicar per què la corona del nostre Sol està tan calenta.

Descobriu imatges extraordinàries del Sol gràcies a Solar Orbiter. S'acaben de publicar les primeres imatges del Solar Orbiter de l'ESA! Revelen el Sol en tota la seva esplendor, en alta definició. Crèdit: ESA.

Quan t'allunyes d'una font de calor, la temperatura baixa. És obvi. Excepte quan es tracta del nostre Sol. Mentre que la seva calor es produeix al seu nucli, la capa més externa de la seva atmosfera sembla unes 200 vegades més calenta que la seva superfície. La seva corona supera el milió de graus mentre que la seva fotosfera amb prou feines arriba als 6.000 °C. Com pot evolucionar així la temperatura del Sol contra corrent? Aquesta és la pregunta que els astrònoms es fan des de fa uns 80 anys.

I les dades recollides per l'Extreme Ultraviolet Imager (EUI) a bord de la missió Solar Orbiter podrien oferir finalment la resposta. Gràcies a imatges d'una resolució inigualable en el domini ultraviolat extrem, un domini només accessible des de l'espai, perquè és filtrat per l'atmosfera terrestre, els investigadors de l'Observatori Reial de Bèlgica van poder observar ones magnètiques que s'arremolinen dins de les estructures més petites de la corona solar. Les seves ràpides oscil·lacions podrien produir prou energia per escalfar l'atmosfera del nostre Sol?

Clic a la imatge per engrandir. Aquí teniu el Sol tal com el va observar Solar Orbiter el 12 d'octubre de 2022. A l'esquerra, gràcies al Full Sun Imager (FSI) de l'Extreme Ultraviolet Imager (EUI) i al costat, es va revelar un zoom al centre del Sol. per la imatge d'alta resolució (HRI). En els quadres vermell, blau i verd, les ones magnètiques que podrien ser la causa de l'escalfament de la corona solar. La fletxa blanca representa una longitud d'aproximadament 10.000 quilòmetres. Crèdit: EUI Team, Solar Orbiter

Finalment s'explica la temperatura de la corona del Sol?

Sí, diuen els astrònoms. A diferència d'oscil·lacions similars, però més lentes, que ja s'havien descobert en el passat. I és per això que els científics havien estimat que no produïen prou energia per explicar l'escalfament de la corona solar.

En altres imatges enviades per Solar Orbiter, els investigadors van trobar altres fenòmens que també podrien provocar l'escalfament observat de la corona del nostre Sol. Amb l'esperança de desenredar encara més els fils del misteri, els investigadors de l'Observatori Reial de Bèlgica es centraran ara en l'estudi de les ones magnètiques que acaben de treure a la llum. I fins i tot intenten descobrir, de nou gràcies a l'EUI, ones magnètiques de freqüència encara més alta.

Ho he vist aquí.

Com és la Via Làctia quan es veu en ones gravitacionals?

Clic a la imatge per engrandir. La visió de Fermi del cel de raigs gamma ja conté indirectament vistes de fonts d'ones gravitatòries amb sistemes binaris que contenen un cos compacte. Aquesta imatge del cel sencer inclou tres anys d'observacions del Telescopi de Gran Àrea Fermi (LAT). Mostra com apareix el cel a energies superiors als 1.000 milions d'electronvolts (1 GeV). Els colors més clars indiquen fonts de raigs gamma més brillants. Una resplendor difusa omple el cel i és més brillant al llarg del pla de la nostra galàxia (centre). Fonts discretes de raigs gamma inclouen púlsars i restes de supernoves a la nostra galàxia, així com altres llunyanes alimentades per forats negres supermassius. Crèdit: Col·laboració NASA/DOE/Fermi LAT.

Vídeo: La Via Làctia vista en ones gravitatòries. Observa com les ones gravitacionals d'una població simulada de sistemes binaris compactes es combinen per formar un mapa sintètic de tot el cel. Aquests sistemes contenen nanes blanques, estrelles de neutrons o forats negres en òrbites properes. Mapes com aquest amb dades reals seran possibles un cop els observatoris d'ones gravitacionals basats en l'espai estiguin actius durant la propera dècada. Els punts més brillants indiquen fonts amb senyals més forts i els colors més clars indiquen aquelles amb freqüències més altes. Les taques de colors més grans mostren fonts les posicions de les quals són menys conegudes. El quadre mostra la freqüència i la força de la senyal gravitatòria.

Els detectors d'ones gravitacionals a la Terra com LIGO i VIRGO, o com el que hauria de volar a l'espai per la dècada de 2030, el LISA, sigles de Laser Interferometer Space Antenna (Antena espacial d'interferòmetre làser), una missió que estarà dirigida per la ESA en col·laboració amb la NASA, són interferòmetres. No funcionen directament com telescopis o lents clàssiques amb miralls i reflectors.

Tanmateix, teòricament és possible processar els senyals enregistrats per aquests instruments per obtenir imatges, certament en brut, una mica com les que obtenim a l'espai amb telescopis observant en el camp dels raigs gamma segons una altra tècnica encara, i que ha de mostrar imatges en forma de punts de llum, encara que no es tracta d'ones electromagnètiques si no d'ones lluminoses.

Desenes de milions d'UCB vistos per LISA

Tal com es mostra en una publicació a The Astronomical Journal, un equip d'investigadors va aconseguir simular una imatge sintètica que es podria esperar processant les observacions de LISA i que mostraria en una visió panoràmica les fonts de les ones gravitacionals de la Via Làctia en la forma de sistemes binaris compostos NOMÉS per estrelles compactes, és a dir l'elecció de combinacions de forats negres estel·lars, d'estrelles de neutrons o fins i tot nanes blanques. Els anomenem en anglès ultracompact binaries (UCB) i els seus períodes orbitals són inferiors a una hora.

Aquestes fonts no estarien a punt de xocar en un futur proper i, per tant, encara estarien una mica allunyades les unes de les altres, però no tant, la qual cosa significa en aquest cas que detectaríem ones gravitatòries en el rang de mil·lihertz (10⁻³ hertz). S'espera que hi hagi desenes de milions d'UCB dins la galàxia.

Ho he vist aquí.

Bop-it, i per què?

Primer resoldrem el misteri d'aquest títol del post. Resulta que he hagut d'esbrinar el que significa "Bop-it". Doncs es ni més ni menys que el nom d'un joc, amb una forma que recorda al de les galàxies barrades. Adjunto una imatge del mateix, i un cop aclarit això, anem per feina.  

Imatge del Bop-it. Crèdit: Hasbro Gaming. Amazon.

El telescopi Hubble de la NASA va captar aquesta vista d'una galàxia espiral barrada en direcció a Eridà, a 69 milions d'anys llum de la Terra. A diferència de les galàxies espirals típiques, les galàxies espirals barrades no formen una espiral completa cap al seu centre, sinó que contenen dues barres rectes que connecten el nucli amb els braços.

Aquesta imatge, captada el 2004, mostra els detalls de la galàxia: estrelles supergegants blaves i vermelles, cúmuls estel·lars i regions de formació estel·lar a través dels seus braços en espiral i pols còsmica a través de les barres que connecten amb el nucli. Els científics especulen que el cor d'aquesta galàxia no es coneix que estigui actiu, cosa que indica que o bé el forat negre del seu centre no existeix o no hi ha acreció de matèria.

Clic a la imatge per engrandir. Un nucli espiral central de color rosa clar brilla al centre dret de la imatge, amb motes de color blau, rosa i negre que esquitxen els braços a mesura que s'estenen cap a la vora esquerra de la imatge. Al fons es veuen galàxies grogues i taronges. Crèdit: NASA, ESA i The Hubble Heritage Team (STScI/AURA).

 

Clic a la imatge per engrandir. l nucli de color rosa clar i blanc s'estén cap a la dreta, que s'obre a un braç galàctic de color blau brillant, rosa i morat. A prop de la part inferior de la imatge apareixen punts blaus i roses més foscos abans d'esvair-se en negre. Crèdit: NASA, ESA i The Hubble Heritage Team (STScI/AURA).

Clic a la imatge per engrandir. Composició de les dues imatges anteriors. S'assembla al Bop-it? Crèdit: NASA, ESA i The Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

 

 

Ho he vist aquí.

Els astrònoms han descobert que aquesta galàxia espiral n'amaga una altra!

Clic a la imatge per engrandir. Les dades d'un radiotelescopi han revelat que la galàxia NGC 4632 està envoltada per un enorme anell d'hidrogen. Crèdit: Jayanne English (U. Manitoba), Nathan Deg (Queen's University) i WALLABY Survey, CSIRO/ASKAP, NAOJ/Subaru Telescope.

 

Podeu triar l'idioma de subtitulació a la configuració del vídeo. Aquesta galàxia espiral té un anell d'hidrogen  A primera vista, la galàxia espiral NGC 4632 no és gens estranya. Però les dades del radiotelescopi ASKAP i una anàlisi detallada dels astrònoms de CSIRO revelen que està envoltat per un anell d'hidrogen. Un anell en òrbita polar al voltant de la galàxia. (en anglès) Crèdit: Producció de vídeo: Nathan Deg (Queen's U.), Tom Jarrett (UCT), Fiona Odlum (U. Manitoba); Laboratori de visualització IDIA/UCT. Crèdit d'imatge: Jayanne English (U. Manitoba), Nathan Deg (Queen's U.) & WALLABY Survey, CSIRO/ASKAP, NAOJ/Subaru Telescope Science Crèdit: N. Deg i K. Spekkens (Queen's U.) i WALLABY (CSIRO) /ASKAP).

És una mica com un primer regal de Nadal el que els astrònoms acaben de descobrir al nostre cel. Perquè aquesta galàxia està envoltada per una immensa cinta de gas. I perquè els podria permetre aprendre una mica més sobre la formació i l'evolució de les galàxies a l'Univers.

NGC 4632 és una galàxia espiral. Es troba al costat de la Constel·lació de Verge. A uns 56 milions d'anys llum de la  Via Làctia. I és assenyalant cap a ella que un dels radiotelescopis de l'Australian Square Kilometer Array Pathfinder, sigles de ASKAP (Pathfinder de matriu de kilómetres cuadrats d'Australia) que astrònoms de l'Organització de Recerca Científica i Industrial de la Commonwealth (CSIRO, Austràlia) van fer recentment un descobriment inesperat.

Aquesta galàxia espiral està envoltada per una immensa cinta de gas. Un anell d'hidrogen que forma un angle molt inclinat respecte al pla galàctic de NGC 4632. I no és un anell difús. Estem parlant aquí d'una estructura que representa aproximadament la meitat de la massa del sistema. Si els astrònoms no l'han observat mai abans, és perquè resulta ser invisible a la major part de l'espectre. Només apareix clarament a longituds d'ona de ràdio.

Clic a la imatge per engrandir. A la imatge de l'esquerra, l'anell d'hidrogen descobert per ASKAP al voltant de la galàxia espiral NGC 4632, després d'eliminar l'emissió d'hidrogen brillant detectada al disc de la galàxia. Al mig, una imatge òptica del disc estel·lar del telescopi Subaru. I a la dreta, una imatge composta que mostra el disc estel·lar de NGC 4632 envoltat pel gran anell d'hidrogen. Crèdit: Deg et al. 2023, MNRAS / Jayanne English / Tom Jarrett / Nathan Deg / Wallaby Collaborators / CSIRO / ASKAP / NAOJ / Subaru Telescope., CC BY Deg et al. 2023, MNRAS / Jayanne English / Tom Jarrett / Nathan Deg / Col·laboradors de Wallaby / CSIRO / ASKAP / NAOJ / Telescopi Subaru.

Una rara galàxia d'anell polar?

També va ser necessari que els astrònoms utilitzessin el rendiment de la visualització 3D i fins i tot la realitat virtual per separar el gas del disc principal de la galàxia de la de l'anell, de manera que a les imatges, el gradient de color revela el seu moviment orbital.
 

Així és com NGC 4632 es va unir a la classe molt tancada de galàxies d'anells polars. Molt tancada? Potser després de tot no tant. Com que el treball publicat al Monthly Notices of the Royal Astronomical Society suggereix que pot haver-hi més d'aquest tipus de galàxies. Mentre que els telescopis òptics només han revelat cintes d'hidrogen al voltant del 0,5% de les nostres galàxies veïnes de la Via Làctea, en realitat, es podria trobar al voltant de l'1 al 3% de les galàxies.

L'estudi pilot Widefield ASKAP L-band Legacy All-sky Blindwallabi amb les dades a partir de les quals els astrònoms han descobert l'anell d'hidrogen de NGC 4632 ja ha revelat una altra galàxia amb anell polar: NGC 6156. Una altra, per tant, entre unes 600 galàxies cartografiades fins ara. Però l'estudi de Wallaby pretén, finalment, mapejar la distribució dels gasos en més de 200.000 galàxies per sobre de l'hemisferi sud. N'hi ha prou per esperar trobar moltes altres galàxies amb anells polars.

Clic a la imatge per engrandir. NGC 660: galàxia polar anul·lar, amb una important població d'estrelles, gas i pols orbitant en anells fortament inclinats respecte al pla del disc galàctic. Crèdit: CHART32 Team, Processament: Johannes Schedler.

Clic a la imatge per engrandir. DES J024008.08-551047.5: un nou membre d'una rara classe de galàxies d'anells polars. Crèdit composició de color: Krishna et al., 2023.

Aquesta galàxia i el seu anell podrien proporcionar pistes valuoses sobre l'Univers

Com es formen aquestes estranyes galàxies d'anells polars? Es plantegen dues teories. L'anell d'hidrogen observat al voltant de NGC 4632 podria estar format per matèria que hauria navegat per la xarxa còsmica, al llarg de fils de matèria fosca, abans de ser capturada per la gravetat de la galàxia. Més probablement, aquest gas vindria d'una galàxia que s'acostava massa i l'hidrogen de la qual hauria estat aspirat per NGC 4632.

Així, més enllà del seu aspecte espectacular, aquestes galàxies també tenen un gran interès científic. Perquè podrien proporcionar pistes sobre com es formen i evolucionen les galàxies al llarg del temps. Però també proporcionen informació crucial per entendre la forma de l'halo de matèria fosca que es creu que envolta la majoria de galàxies.

Ho he vist aquí.

Animació de les fases lunars

Com a ampliació d'articles al blog que parlen de les fases de la Lluna aquí i aquí, hem trobat interessant fer una nova entrada a on volem compartir amb vosaltres una interessant animació molt esclaridora, obra d'en Phil Hart.

La fase lunar és un terme astronòmic que designa l'aparença de la porció de la Lluna il·luminada pel Sol tal com és vista per un observador situat a la Terra. Les fases de la Lluna canvien de manera cíclica mentre la Lluna orbita al voltant de la Terra segons la posició relativa dels tres cossos (Terra, Lluna i Sol). La meitat de la superfície lunar que està encarada al Sol sempre està il·luminada, però la porció d'aquest hemisferi il·luminat que és visible per un observador terrestre pot variar des del 100% (lluna plena o pleniluni) fins al 0% (lluna nova o noviluni). Entremig d'aquestes dues fases hi ha el quart minvant, i posteriorment al noviluni la lluna es mostra en quart creixent. El temps transcorregut entre dos novilunis s'anomena mes lunar o mes sinòdic i és de 29,53 dies solars mitjans.

Noms de les fases lunars

Els noms tradicionals en català de les quatre fases lunars són:

    Lluna nova (astronòmicament noviluni)
    Lluna creixent o quart creixent
    Lluna plena o ple de la lluna (astronòmicament pleniluni)
    Lluna decreixent, quart decreixent, lluna minvant o quart minvant

Animació de les fases de la Lluna. Crèdit: Phil Hart. YouTube.

Clic per engrandir. Quadre amb més dades sobre les fases lunars. Crèdit: Wikipedia.

Un cafè amb llet espacial de carbassa

El brillant cúmul estel·lar de Terzan 12 és un grup d'estrelles situat a les profunditats de la Via Làctia, a la constel·lació de Sagitari. 

El cúmul estel·lar va ser descobert per l'astrònom turc-armeni Agop Terzan. Situat a uns 15.000 anys llum de la Terra, Terzan 12 és un dels onze cúmuls. Els cúmuls estel·lars orbiten al voltant del centre galàctic i estan units per la gravetat. Les estrelles vermelles brillants semblen inflades i són moltes vegades més grans que el Sol. Encara que les estrelles blaves no estan dins del cúmul, segueixen sent estrelles envellides visibles. A causa de la ubicació del cúmul, el gas interestel·lar i els núvols de pols fan que la llum de les estrelles s'alteri, raó per la qual veiem longituds d'ona més vermelles des de la Terra.

Clic per engrandir. Una dispersió d'estrelles vermelles-ataronjades i blaves omplen el marc del fons negre a l'espai. El gas i la pols interestel·lar al centredreta de la imatge cobreixen el cúmul estel·lar i alteren la visió per veure més longituds d'ona vermelles. Crèdit: NASA, ESA, ESA/Hubble, Roger Cohen (RU).

Ho he vist aquí.

S'allibera un camp d'estrelles

A dotze milions d'anys llum de distància, a la constel·lació de l'Óssa Major, la galàxia del Cigar brilla amb llum pròpia gràcies al fet que els telescopis de la NASA; Hubble, de raigs X i el ja retirat telescopi espacial Spitzer es van unir per captar la ràpida formació estel·lar d'aquesta galàxia en múltiples espectres de llum.

El Hubble va captar gas d'hidrogen a uns 10.000º C en taronja i llum visible en groc-verd. Chandra va captar gas escalfat a milions de graus en raigs X, representat en blau. Spitzer capta
gas fred i pols vist aquí en llum infraroja captada en vermell. Les estrelles recentment formades van explotar ràpidament en supernoves expulsant gas i pols, cosa que probablement va contribuir a escampar carboni i oxigen per l'univers.

La imatge de sota en mosaic dels telescopis Hubble i Spitzer i de l'Observatori Chandra és la vista gran angular més nítida mai obtinguda de la magnífica galàxia amb brots estel·lars Messier 82 (M82). La galàxia destaca pel brillant disc blau, les xarxes de núvols triturats i els ardents plomalls d'hidrogen incandescent que surten de les seves regions centrals.

Clic per engrandir. M82, el brillant centre porpra de la galàxia dóna pas a raigs i núvols de color taronja, vermell, blau, groc-verd i, finalment, a l'espai negre que envolta la galàxia. Crèdit: Raigs X: NASA/CXC/JHU/D.Strickland; Òptic: NASA/ESA/STScI/AURA/El Hubble Heritage Team; ANAR: NASA/JPL-Caltech/Univ. of AZ/C. Engelbracht.

El telescopi espacial Hubble va ser llançat el 24 d'abril de 1990 a bord del transbordador Discovery. Al llarg dels 16 anys d'història, el Hubble ha pres centenars d'imatges que han ampliat el nostre coneixement de l'univers.

A tot el centre de la galàxia neixen estrelles joves 10 vegades més ràpid que a l'interior de tota la nostra Via Làctia. L'enorme concentració resultant d'estrelles joves tallades en el gas i la pols del centre de la galàxia i el ferotge potent vent galàctic generat per aquestes estrelles comprimeixen prou gas per crear milions d'estrelles més. A M82, les estrelles joves s'amunteguen en cúmuls estel·lars diminuts però massius. Aquests, al seu torn, es congreguen per dotzenes per formar les taques brillants o “aglomeracions estel·lars” a les parts centrals de la galàxia.

Clic per engrandir. Aquesta imatge en mosaic de la magnífica galàxia Messier 82 (M82) és la vista gran angular més nítida mai obtinguda de M82. Es tracta d'una galàxia que destaca per les xarxes de núvols triturats i plomalls flamejants d'hidrogen incandescent que brollen de les regions centrals, on neixen estrelles joves 10 vegades més ràpid que a l'interior de la nostra Via Làctia. Crèdit: NASA, ESA i Hubble Heritage Team (STScI/AURA). Agraïments: J. Gallagher (Universitat de Wisconsin), M. Mountain (STScI) i P. Puxley (NSF).

El ritme de formació estel·lar ràpid d'aquesta galàxia acabarà per autolimitar-se, ja que quan la formació d'estrelles sigui massa vigorosa, consumirà o destruirà el material necessari per crear més estrelles. El brot estel·lar remetrà aleshores, probablement en unes desenes de milions d'anys.

Situada a 12 milions d'anys llum, M82 apareix a dalt del cel de primavera boreal, en direcció a la constel·lació de l'Óssa Major. També se la coneix com la "Galàxia del Cigar" a causa de la forma el·líptica produïda per la inclinació obliqua del seu disc estel·lar respecte a la nostra línia de visió.

Ho he vist aquí i aquí.