11/08/2019

Un nou retrat del Hubble de Júpiter


Aquesta nova imatge del telescopi espacial Hubble de Júpiter, presa el 27 de juny de 2019, revela la marca de la Gran Taca Vermella (GTV) del planeta gegant i una paleta de colors més intensa als núvols que giren en l'atmosfera turbulenta de Júpiter que la observada en anys anteriors. Els colors, i els seus canvis, ofereixen pistes importants sobre els processos en curs a l'atmosfera de Júpiter.

Les bandes es creen per diferències en el gruix i l'alçada dels núvols de gel d'amoníac. Les bandes de colors, que flueixen en direccions oposades a diverses latituds, son el resultat de diferents pressions atmosfèriques. Les bandes més clares son a major alçada i tenen núvols més gruixuts que les bandes més fosques.

La nova foto està feta amb llum visible com a part del programa "Legacy Exterior
Atmospheres Legacy", o OPAL. El programa proporciona visions globals anuals 
del Hubble sobre els planetes exteriors per buscar canvis a les seves tempestes, vents i núvols.
La càmera 3 de camp ample del Hubble va observar Júpiter quan el planeta es
trobava a 400 milions de milles (644 milions de km) de la Terra, quan Júpiter estava a
prop de la "oposició" o directament enfront del Sol al cel. Clic a la foto per engrandir
Crèdits: NASA, ESA, A. Simon (Goddard Space Flight Center) i M.H. Wong (Universitat de Califòrnia, Berkeley)

Entre les característiques més sorprenents de la imatge es troben els rics colors dels núvols que es desplacen cap a la GTV, una tempesta que s’enrotlla en sentit antihorari entre dues bandes de núvols. Aquestes dues bandes de núvols, per sobre i per sota de la GTV, es mouen en direccions oposades. La banda vermella de dalt i a la dreta (nord-est) de la GTV conté núvols que es desplacen cap a l'oest i al voltant del nord de la tempesta gegant. Els núvols blancs a l’esquerra (sud-oest) de la tempesta s’estan desplaçant de l’est cap al sud del punt.

Totes les acolorides bandes de núvols de Júpiter d'aquesta imatge estan limitades al nord i al sud per corrents en jet que romanen constants, fins i tot quan les bandes canvien de color. Totes les bandes estan separades per vents que poden assolir velocitats de fins a 644 quilòmetres per hora. 

Crèdit: Centre de Vols Espacials Goddard de la NASA
Pots descarregar aquest video en formats HD des de l'Estudi de Visualització

Al costat oposat del planeta, la banda de color vermell profund al nord-est de la GTV i la banda blanca brillant al sud-est del mateix es fan molt més febles. Els remolins filamentosos que es veuen al voltant de la vora exterior de la súper tempesta vermella són núvols de gran alçada que estan arrossegant-se cap a dins i al seu voltant. 

La GTV és una estructura imponent en forma de pastís de noces, la capa de boirina superior s'estén més de 3 milles (5 quilòmetres) per sobre dels núvols en altres àrees. La gegantina estructura, amb un diàmetre lleugerament més gran que el de la Terra, és un sistema eòlic a alta pressió anomenat anticicló que es va reduint lentament des dels anys 1800's. El motiu d’aquest canvi de mida encara no se sap.

Aquesta animació d’un Júpiter giratori es un muntatge des d’un mosaic fotogràfic del Telescopi Espacial Hubble de gairebé tot el planeta. El mapa pla resultant es va projectar per ordinador sobre una esfera per crear un globus giratori (excloent les regions polars per sobre dels 80 graus de latitud). Júpiter realitza una rotació cada 9,8 hores. La GTV del planeta gegant, és l’oval de color taronja tan gran com la Terra. Diferents bandes paral·leles de núvols en moviment dominen la nostra visió sobre la profunda atmosfera d'hidrogen/heli de Júpiter. Les bandes de núvols de colors es limiten per corrents en jet que bufen en direccions oposades a diferents latituds.
Una cadena característica d’anticiclons de forma oval blanc apareix al llarg d’una banda
de latitud a l’hemisferi sud del planeta. Hubble pren imatges de tot el planeta com a part del programa Outer Planets Atmospheres Legacy, o OPAL. Aquest programa proporciona
visions globals anuals del Hubble sobre els planetes exteriors per buscar canvis a les seves tempestes, vents i núvols.
Crèdits: NASA, ESA, A. Simon (Goddard Space Flight Center), M.H. Wong (Universitat de Califòrnia, Berkeley) i L. Hustak (STScI)

Aquesta imatge del telescopi espacial Hubble destaca les diferents bandes de núvols
característiques de l'atmosfera de Júpiter. La vista representa un mapa estès de tot el planeta.
Els investigadors van combinar diverses exposicions de Hubble per crear aquest mapa pla,
que exclou les regions polars (per sobre dels 80 graus de latitud). Clic a la imatge per engrandir.
Crèdits: NASA, ESA, A. Simon (Goddard Space Flight Center) i M.H. Wong (Universitat de Califòrnia, Berkeley)

Una característica forma helicoïdal situada sota la GTV és un cicló, un vòrtex al voltant d'una zona de baixa pressió amb vents que giren en sentit contrari des de la GTV. Els investigadors han observat ciclons amb una gran varietat d’aparicions diferents a tot el planeta. Les dues característiques en forma oval blanca són anticiclons, com les versions petites de la GTV.

Un altre detall interessant és el color de la banda ampla de l'equador. El color taronja brillant pot ser un signe que els núvols més profunds comencen a aclarir-se, emfatitzant les partícules vermelles a la boirina superposada.
 

Catàleg Charles Messier. Objecte M31

Clic a la imatge per engrandir

Coneguda per a Al-Sufi cap al 905 dC.

M31 és la famosa galàxia d'Andròmeda, la nostra més propera gran galàxia, i forma part del Grup Local de galàxies amb les seves companyes (entre les quals s'inclouen M32 i M110, totes dues brillants galàxies el·líptiques nanes), la nostra Via Làctia i les seves companyes (entre elles M33), i algunes altres.

Visible a simple vista, fins i tot en condicions moderades, aquest objecte va ser conegut com "el petit núvol" per l'astrònom persa Abd-al-Rahman Al-Sufi, qui la va descriure i dibuixar en l'any 964 DC en el seu "Llibre de les estrelles fixes". Ha d'haver estat comunment observada i coneguda pels astrònoms perses a Ispahan en èpoques tan primerenques com l'any 905 DC, o fins i tot abans.

RH Allen (1899-1963) va informar que també apareixia en un mapa estel·lar holandès de l'any 1500.

Charles Messier, que la va catalogar el 3 d'agost de 1764, desconeixia òbviament aquests informes previs, i va assignar el seu descobriment a Simó Marius, qui va ser el primer a donar una descripció telescòpica en 1612, però que (segons RH Allen) no va reclamar el seu descobriment. Sense conèixer els descobriments d'Al-Sufi i de Marius, Giovanni Batista Hodierna la re-descobrir independentment abans de 1654. No obstant això, Edmond Halley en el seu tractat de 1716 "Nebuloses", atorga el seu descobriment a l'astrònom francès Bullialdus (Ismail Bouillaud), qui la va observar en 1661, però el mateix Bullialdus esmenta que havia estat observada 150 anys abans (a principis del segle XVI) per algun astrònom anònim (RH Allen, 1899-1963).

Durant molt temps es va creure que la "Gran Nebulosa d'Andròmeda" era una de les nebuloses més properes. William Herschel va creure, equivocadament per descomptat, que la seva distància no excedia 2.000 vegades la distància a Sirius (17.000 anys llum); però la veia com el més proper "univers-illa", semblant a la nostra Via Làctia, que ell suposava era un disc amb un diàmetre igual a 850 vegades la distància a Sirius i amb gruix de 155 vegades aquesta distància.

Va ser William Huggins, el pioner de l'espectroscòpia, qui va fer notar el 1864 la diferència entre les nebuloses gasoses, amb el seu espectre de línies, i les "nebuloses" que ara sabem que són galàxies, amb línies espectrals contínues, similars a les de les estrelles, i va obtenir un espectre continu per M31 (Huggins i Miller, 1864).

El 1887, Isaac Roberts va obtenir les primeres fotografies de la "nebulosa" d'Andròmeda, que mostraven per primera vegada els trets bàsics de la seva estructura espiral.

El 1912, VM Slipher de l'Observatori Lowell va mesurar la velocitat radial de la "nebulosa" d'Andròmeda, i va trobar que tenia la major velocitat mai registrada, d'uns 300 km. per segon, aproximant-se. Això ja apuntava a la naturalesa extra-galàctica de l'objecte.

Segons Burnham, un valor més ajustat seria el de 266 km./seg., Però R. Brent Tully dóna 298 km/seg., I NED, per la seva banda, obté novament un valor modern de 300 (+/- 4) km/seg.. Cal notar que tots aquests valors previs descriuen el moviment pel que fa al nostre sistema solar, és a dir, al moviment heliocèntric, no al relacionat amb el centre de la Via Làctia. Aquest últim valor pot ser obtingut corregint d'acord amb el moviment del nostre sistema solar al voltant del centre galàctic.

Els valors moderns per a la rotació galàctica i per a la velocitat radial heliocèntrica donen com a resultat que la galàxia d'Andròmeda i la Via Làctia s'estan aproximant una a l'altra a la velocitat d'uns 100 quilòmetres per segon.

El 1923, Edwin Hubble va localitzar la primera Cefeida variable a la galàxia d'Andròmeda, i va establir així la distància intergalàctica i la veritable naturalesa de M31 com una galàxia. No obstant això, com no coneixia l'existència de dues classes de Cefeides variables, la seva distància era incorrecta per un factor de més de dos.

Aquest error no va ser descobert fins a 1953, quan va ser completat i va començar les seves observacions el telescopi de 200 polzades de Palomar. Hubble va publicar el seu famós estudi de la "nebulosa" d'Andròmeda com un sistema estel·lar extragalàctic (una galàxia) el 1929.

En temps moderns, la galàxia d'Andròmeda és certament la galàxia "externa" més estudiada. Resulta de particular interès perquè permet estudis de tots els trets d'una galàxia des de l'exterior que també trobem en la Via Làctia, però que no podem observar ja que la major part de la nostra galàxia està oculta per la pols interestel·lar. Aquesta és la raó per la qual contínuament s'estan estudiant la seva estructura espiral, els seus cúmuls globulars i oberts, el seu material interestel·lar, les seves nebuloses planetàries, i els seus romanents de supernova (vegeu, per exemple, l'article de Jeff Kanipe en Astronomy, novembre de 1995, pàgina 46), així com el nucli galàctic, les galàxies companyes, i molt més.

Alguns dels trets esmentats més amunt són també d'interès per a l'aficionat: encara el mateix Charles Messier va trobar les seves dues companyes més brillants, M32 i M110, que són visibles amb binoculars i molt conspícues amb telescopis petits, i va realitzar un dibuix de les tres.

Dibuixos de Messier de la Galàxia d'Andròmeda M31 (Nebulosa d'Andròmeda en la seva època) amb els seus companys M32 i M110, i de la Nebulosa d'Orió M42 amb M43.
Feu clic a les imatges per obtenir versions més grans.
La imatge M31 de Messier algunes descripcions de les 3 "nebuloses" mostrades, incloent els descobridors, i així documentant el descobriment de Messier de M110 en 1773.
A la imatge de M42, M43 pot veure com una petita nebulosa al voltant
de l'estrella asota i a la dreta de M42.
El dibuix de la Nebulosa M31 d'Andròmeda va ser publicat el 1807 al Recueil de l'Institute, Vol. 8, p. 213. El dibuix de la Nebulosa d'Orió M42 va ser publicat com a complement a la primera versió del Catàleg Messier en les Mémoires de l'Académie Royale de 1771, entre les pàgines 460 i 461
.

Aquestes dues companyes relativament brillants i properes són visibles en moltes de les fotografies de M31, incloent la que es veu en aquesta pàgina. Són tot just les més brillants d'un eixam de companyes més petites que envolten la galàxia d'Andròmeda, i formen un sub-grup del Grup Local. En el moment en què s'escriu això (setembre de 2003), se'n coneixen almenys 11 d'elles: a més de M32 i M100 estan NGC 185 (que va ser descoberta per William Herschel) i NGC 147 (descoberta per d'Arrest), així comos els molt febles sistemes nans And I, And II, And III, possiblement And IV (que pot ser però, un cúmul o una remota galàxia de fons), And V, And VI (també anomenada la nana de Pegaso ), And VII (la nana de Cassiopea), i And VIII. Encara no està clar si M33, la més petita de les galàxies espirals al Triangle, i la seva probable companya LGS 3 pertanyen a aquest sub-grup, així com el més remot membre del Grup Local IC 1613 o algun dels possibles candidats a membre UGCA 86 i UGCA 92.

La galàxia d'Andròmeda es troba en notable interacció amb la seva companya M32, la qual aparentment és responsable per una part considerable de les pertorbacions en l'estructura espiral de M31. Els braços d'hidrogen neutre estan desplaçats pel que fa als que consisteixen d'estrelles per uns 4.000 anys llum, i no poden ser seguits contínuament en l'àrea més propera a la seva veïna més petita.

Les simulacions per ordinador han mostrat que aquestes pertorbacions poden ser modelades per una trobada propera recent amb una companya petita de massa similar a la M32. Molt probablement, M32 també va patir en aquesta trobada, perdent moltes estrelles que ara es troben disperses a l'halo d'Andròmeda.

El cúmul globular més brillant de la galàxia d'Andròmeda, G1, és també el més lluminós del Grup Local de Galàxies; la seva magnitud aparent, vist des de la Terra, és de 13,72 magnituds. Brilla molt més que el cúmul globular més brillant de la nostra Via Làctia, el d'Omega Centauri, i pot ser visualitzat fins i tot per aficionats ben equipats en condicions molt favorables, amb telescopis que tinguin com a mínim 10 polzades d'obertura (vegeu l'article de Leos Ondra en Sky & Telescope, novembre de 1995, pàgines 68-69). A mitjan 1994 es va utilitzar el Telescopi Espacial Hubble per investigar el cúmul globular G1 (publicat a l'abril de 1996). Si bé és el més fàcil de localitzar, G1 no és l'únic cúmul globular a l'abast dels grans telescopis aficionats: l'astrònom aficionat Steve Gottlieb ha observat 18 cúmuls globulars de M31 amb un telescopi de 44 cm. Amb el seu telescopi de 14 polzades i una càmera CCD CB245, els observadors de l'Observatori Ferguson, prop de Kenwood, Califòrnia, han fotografiat a G1 i a quatre cúmuls més febles de M31. Barmby et al. (1999) han trobat 435 candidats a cúmuls globulars a M31, i estimen un nombre total d'uns 450 (+/- 100).

L'astrofotògraf aconsegueix millors resultats com més llum aconsegueixi captar el detall fi dels braços en espiral. Els aficionats poden aconseguir resultats notables encara amb un equip relativament barat, des d'exposicions de gran angular fins detallats acostaments. També, en la fotografia el bon equipament val la pena.

Al núvol estel·lar més brillant de la galàxia d'Andròmeda M31 se li ha assignat el seu propi número NGC: NGC 206, ja que William Herschel la va col·locar en el seu catàleg de H V.36 en base al seu descobriment observacional del 17 d'octubre de 1786. És el lluminos núvol estel·lar que es veu a la part superior esquerra, just a sota d'una conspícua nebulosa fosca, en la nostra fotografia.

Clic per engrandir. Crèdit imatge Farmakopoulos Antonis

Malgrat el gran coneixement que tenim ara sobre la galàxia d'Andròmeda, la seva distància (és de les millors distàncies intergalàctiques conegudes), no està realment ben definida. Si bé es va establir que M31 està unes 15 o 16 vegades més lluny que el Gran Núvol de Magalhães (LMC), el valor absolut d'aquesta mesura roman incert, i en fonts actuals se li dóna un valor d'entre 2,4 i 2,9 milions d'anys llum com a conseqüència de la incertesa en la distància de LMC i per tant de l'escala total de distàncies intergalàctiques. Per exemple, la recent correcció a partir de dades del satèl·lit astromètric Hipparcos de l'ESA ha elevat aquest valor en més d'un 10%, des dels 2,4-2,5 fins als 2,9 que fem servir aquí.

En condicions normals de visibilitat, la mida aparent de la galàxia d'Andròmeda "visible" és d'uns 3x1 graus (el nostre valor definit, donat més amunt, és de 178x63 minuts d'arc, mentre que NED dóna 190x60). Estimacions acurades del seu diàmetre angular, realitzades amb binocles de 2 polzades per l'astrònom francès Robert Jonckhere en 1952-1953, va revelar una extensió de 5,2 per 1,1 graus (informat per Malles), el que correspon a un disc de més de 250.000 anys llum si la distància és de 2,9 milions d'anys llum, de manera que aquesta galàxia té el doble de grandària que la nostra.

La seva massa s'estima en 300.000 a 400.000 milions de masses solars. Comparat amb les últimes estimacions sobre la nostra galàxia, és considerablement menor a la Via Làctia, la qual cosa implica que ha de ser molt menys densa. Aquests resultats es veuen confirmats per les noves estimacions de la massa total de l'halo, que resulta de 1.230 milions (1,23x1012) de masses solars per M31, mentre que per a la nostra galàxia és de 1.900 milions (1,9x1012) de masses solars (Evans i Wilkinson, 2000).

El Telescopi Espacial Hubble ha revelat que la galàxia d'Andròmeda M31 té un nucli doble. Això suggereix que o bé té en realitat dos nuclis brillants, probablement a causa d'haver-se "menjat" a una galàxia més petita que alguna vegada es va introduir fins al seu centre, o que parts del seu únic nucli es veuen enfosquides per material fosc, probablement pols.

En el primer cas, el segon nucli podria ser un remanent d'un esdeveniment dinàmic possiblement violent en la història primerenca del Grup Local. En el segon cas, la duplicitat del nucli d'Andròmeda seria una il·lusió causada per un núvol fosc de pols que obstruiria la visió d'un nucli simple a M31.

Fins ara, només s'ha registrat una supernova a la galàxia d'Andròmeda, la Supernova 1885, també anomenada S Andromedae. Va ser la primera supernova descoberta més enllà de la nostra Via Làctia, el 20 d'Agost de 1885, per Ernst Hartwig (1851-1923) de l'Observatori Dorpat a Estònia. Va aconseguir una magnitud de 6 entre els dies 17 al 20 d'agost, i va ser localitzada independentment per diversos observadors. No obstant això, Hartwig va ser l'únic a comprendre el seu significat. Va descendir fins a la magnitud 16 al febrer de 1890.