31/10/2020

Per què el cel és de color blau?

Segur que aquesta pregunta us l'heu feta més d'un cop, i de petits probablement us l'han respost i potser ja no ho recordeu. Aquí intentarem refrescar-vos la memòria.

A la nit, el cel és negre. De dia és blau. Això només passa al planeta Terra, l’atmosfera de la qual, amb propietats òptiques especials, difon la llum del sol principalment pel blau. 

Clic per engrandir. Crèdit: Lliure difusió.

A la Lluna , el cel és negre: per tant, sigui quina sigui l’hora, un observador pot distingir molt bé la Terra, el Sol i les altres estrelles. Des del nostre planeta, la visió és diferent. El cel és blau o blanc si hi ha núvols, o fins i tot gris si la tempesta no està lluny. Aquests colors es deuen simplement a la presència de la nostra atmosfera, les molècules que la composen absorbeixen determinades longituds d'ona de la radiació solar.

Rayleigh pel blau del cel

Totes les partícules de l’atmosfera són un obstacle per a la radiació solar: la llum es difon en totes direccions. Hi ha dos mecanismes de difusió: un sorgeix de la naturalesa ondulatòria de la radiació solar, l’altre de la refracció dels rajos, vinculada a l’òptica geomètrica. 

Si el cel és blau, és a causa de la dispersió de Rayleigh. És caracteritza per la dispersió de la llum per partícules el radi de les quals és molt petit en comparació amb la longitud d’ona de la radiació solar. Segons Rayleigh, la intensitat dispersa és inversament proporcional a la longitud d'ona (per un factor a la potència de quatre). Com més curta és la longitud d'ona de la radiació, més es dispersa. Així, donat que la llum incident és blanca, el blau (amb una longitud d'ona de 400 nm) serà molt més difós a l'atmosfera que el vermell (amb una longitud d'ona de 800 nm).

I Mie pel blanc dels núvols 

Les molècules prou petites per permetre el mecanisme de Rayleigh són les molècules de l’aire. Majoritàries a l’atmosfera, per tant, a elles els devem el domini del blau al cel. Tot i això, en presència de gotes d’aigua o aerosols, la difusió de Rayleigh ja no és vàlida. En aquest cas, la difusió de Mie és la vàlida. Això demostra que per a aquestes dimensions de les molècules, la llum dispersa conserva les característiques espectrals de la llum incident. Aquesta és la raó per la qual els núvols són blancs.

I en un altre ordre de coses, el mar és blau, perquè reflexa el color del cel, i no a l'inrevés.

 

 Ho he vist aquí.

 

24/10/2020

Finalment, superconductivitat a temperatura ambient!


Feu clic a la imatge per engrandir-la. Un imant flota sobre un cuprat en fase superconductor banyat en nitrogen líquid. Els cuprats són superconductors amb alta temperatura crítica i actualment són els més superconductors a temperatures més altes, al voltant de 140 ºK. Són els únics materials que són superconductors a temperatures de nitrogen líquid. Es troben entre els superconductors no convencionals, ja que la seva existència no pot explicar-se amb la teoria estàndard de la superconductivitat. Crèdit: J. Adam Fenster, foto University of Rochester.

A alta pressió, l’hidrogen es torna metàl·lic. L’addició d’àtoms de sofre el pot transformar en un material superconductor. Ja ho sabíem, però el que és nou és que ara els investigadors han aconseguit obtenir aquest estat a gairebé la temperatura ambient; 15 °C, afegint-hi carboni. L’únic inconvenient d’aquest èxit sense precedents amb un superconductor, el sulfur d'hidrògen carbonat, es que s’ha de mantenir a una pressió de diversos milions d’atmosferes!.

Senzilla i amena explicació sobre la superconductivitat. Crèdit: Date un Voltio

Imagineu-vos un món on els diagnòstics mèdics inicials de càncer i ictus obtinguts amb ressonància magnètica siguin tan fàcils i generalitzats com els realitzats per ecografia o per raigs X convencionals. Imagineu-vos un món on el transport d’energia elèctrica no tingui pèrdues, cosa que ajudaria a fer una transició ecològica fluida, i on es pot arribar per exemple, a Pequín des de Kíev (a Ucraïna) en una hora gràcies als trens hipersònics en levitació magnètica que circulen en tubs de buit. Imagineu finalment un món on els tokamaks com Iter, també es faria més eficient gràcies als revolucionaris imants.

Un món així, en el qual una nova revolució en el camp de l’electrònica també podria haver-se concretat amb dispositius menys consumidors d’energia i més eficients, seria possible si descobríssim materials superconductors a temperatura i pressió ambientals, a més, fàcils i econòmics de fabricar, alhora que són mecànicament i químicament robusts.

"Vivim en una societat de semiconductors i, amb aquest tipus de tecnologia, podeu portar la societat a una societat superconductora on mai no necessiteu coses com les bateries" , va dir Ashkan Salamat de la Universitat de Nevada a Las Vegas, coautora amb Ranga Dias, Universitat de Rochester i d'altres col·legues, d'un article prometedor i rotund que acaba de publicar-se a la revista Nature.

Aquest vídeo explica simplement, amb imatges en moviment, què és el fenomen de
la superconductivitat i les propietats dels materials superconductors: absència de
resistència elèctrica, fenomen de levitació... Un vídeo coproduït amb L'Sprit Sorcerer.
Podeu triar l'idioma de la subtitulació a la configuració del vídeo. © CEA Recherche

Superconductivitat a temperatura ambient, la pista del sulfur d'hidrogen

De fet, els físics anuncien que han obtingut una fase superconductora en un compost simple basat en sulfur d’hidrogen H2S que s’ha barrejat amb metà CH4. Es bat el rècord de temperatura, ja que la temperatura crítica per sota de la qual s’obté aquesta fase, on l’electricitat pot circular sense resistència gràcies als efectes quàntics, només és de 15 °C.

Però no tot és de color de rosa, perquè les pressions necessàries per obtenir la superconductivitat són de l’ordre de 2,6 milions d’ atmosferes. De moment, per tant, només és una curiositat de laboratori. No obstant això, es pot pensar que és un estímul addicional per seguir la pista dels superconductors exòtics que permetria les revolucions tecnològiques de què es parlava anteriorment.

Podeu triar l'idioma de subtitulació a la configuració del video. Crèdit: University of Rochester

Aquesta gesta no és completament una sorpresa i, de fet, dóna esperances addicionals. Per entendre-ho, recordem primer que la superconductivitat es va descobrir fa més de 100 anys, el 8 d’abril de 1911. Va fascinar a molts físics, com Vitaly Ginzburg i Pierre-Gilles de Gennes, i va donar lloc a l'atribució de diversos premis Nobel com el de Lev Landau.

Resulta que el 1935, un altre premi Nobel de física d’origen hongarès, Eugene Wigner, tenia la seva famosa predicció de l’existència a altes pressions d’una fase metàl·lica d’ hidrogen, juntament amb el seu col·lega el físic nordamericà Hillard Bell Huntington. Des de finals de la dècada de 1960, un famós físic d'estat sòlid, el britànic Neil William Ashcroft, va arribar a la conclusió que l'hidrogen metàl·lic no només podia ser un superconductor, sinó que podia romandre en condicions de temperatura i pressió ambiental perquè és metaestable .

Recordem que el diamant és un exemple ben conegut del fenomen de la metastabilitat, ja que s’obté a partir de grafit que inicialment estava a altes pressions i altes temperatures, com les que existeixen a més de 150 quilòmetres dins de la Terra. Tot i això, roman com a diamant a la superfície terrestre fins i tot milers de milions d’anys després de la seva formació, tret que es torni a escalfar a altes temperatures.

Al 1935, el físic Eugene Wigner va predir que, portant l’hidrogen a pressions molt
altes, seria possible convertir-lo en metall. Han passat més de 80 anys i s’ha
complert el repte de l’hidrogen metàl·lic. Paul Loubeyre (CEA), Florent Occelli (CEA)
i Paul Dumas (Synchrotron Soleil) esperaven aconseguir-ho, com diversos altres
equips de tot el món. Un vídeo divulgatiu d'Olivier Boulanger de 2017 © universcience.tv

A la recerca d’un superconductor metastable a temperatura ambient

La recerca d’aquest sant grial d’hidrogen metàl·lic superconductor a temperatura ambient s’ha dut a terme des de fa temps i, a principis de 2020, s’havia assolit una fita significativa en aquesta carretera, tal com explicava Futura en un precedent. article sobre l’anunci de l’èxit d’un equip francès format per Paul Loubeyre i Florent Occelli, dos investigadors del CEA (Commissariat à l’Energie Atomique et aux Énergies Alternatives) i Paul Dumas, investigador emèrit del Institut de Química del CNRS, secundat al Sincrotró Soleil.

Els seus resultats, publicats també a la revista científica  Nature, es referien de fet a l'obtenció d'una fase metàl·lica d'hidrogen per primera vegada i d'una manera que sembla indiscutible per als tres investigadors. En la seva entrevista, Florent Occelli ens va explicar aleshores que, d’una banda, ell i els seus col·legues havien obtingut hidrogen molecular i encara no realment hidrogen metàl·lic, però que a més, no havien demostrat encara que era superconductor.

Quan li vam demanar que confirmés que hi havia compostos basats en l'hidrogen que són superconductors a altes pressions, el físic va respondre: "Sí, com el sulfur d'hidrogen (H2S) i en particular hidrur de lantà (LaH10), però aquests compostos no són metastables i, per tant, no continuen sent superconductors a pressió ambiental. Hi ha raons per creure que es necessita almenys un compost binari amb hidrogen, és a dir, hidrurs metàl·lics amb almenys dos tipus d’elements metàl·lics associats a àtoms d’hidrogen. Es tracta d’un camí de recerca que s’està explorant actualment, sobretot perquè els hidrurs ja obtinguts són superconductors a pressions inferiors a les de l’hidrogen metàl·lic i que avui són força fàcils de produir ”.

Els físics nord-americans van procedir, com en el cas dels seus col·legues francesos, a fer el seu descobriment, precisament amb un compost d’hidrogen binari que van comprimir mitjançant una premsa d’enclusa de diamant.

Ho he vist aquí.

18/10/2020

L’halo de la galàxia d’Andròmeda limita amb el de la Via Làctia

Clic per engrandir. Representació artística de l'halo d'Andròmeda i l'espai que ocuparia
al cel de la terra, si el poguéssim veure. Crèdit. NASA

Gràcies al telescopi Hubble, científics de la NASA han aconseguit cartografiar l’immens halo de gas que envolta la galàxia d’Andròmeda. Aquest és tan gegantí que entraria en contacte amb l'halo de la Via Làctia.

Andròmeda, el nostre veí galàctic més proper, té el doble de la mida de la nostra pròpia galàxia. Es troba a una distància tan petita de la Via Làctia que si la seva lluminositat fos suficient, veuríem que ocupava diverses vegades el diàmetre de la Lluna al cel nocturn. Però el seu gigantisme també s’estén més enllà de les fronteres del visible: l’halo de plasma que l’envolta s’estén a una distància entre 1,3 milions i dos milions d’anys llum de la mateixa galàxia. És tan gran, diuen els investigadors, que en determinades direccions, toca l’halo de la Via Làctia.

 
Clic per engrandir. 43 quàsars van permetre cartografiar l’immens halo de la
galàxia d’Andròmeda. La part visible de la galàxia es troba al centre de l'halo.
© NASA, ESA, E. Wheatley (STScI) 

Ressò d’estrelles passades, reservori d’estrelles futures.

A través d’un programa anomenat Amiga (Mapa d’absorció del gas ionitzat a Andròmeda), els investigadors van poder cartografiar aquest gegant còsmic mitjançant dades recollides pel telescopi espacial Hubble. Això és efectivament capaç d'observar els rajos ultraviolats, generalment absorbits en gran mesura per l'atmosfera terrestre. Mesurant la radiació de 43 quàsars situats més enllà d’Andròmeda, van poder estimar les dimensions de l’halo segons la quantitat de llum que permetia passar. L’equip va poder comprovar que estava format per dues capes principals.

"Hem descobert que la capa interna que abasta aproximadament mig milió d'anys llum, és molt més complexa i dinàmica", comenta Nicolas Lehner, cap de l'estudi publicat a The Astrophysical Journal"La capa interna és més suau i càlida. Aquesta diferència és probablement el resultat de l'impacte de l'activitat d'una supernova al disc de la galàxia, que afecta més directament la part interna de l'halo".  Aquesta hipòtesi es podria confirmar mitjançant la detecció de metalls pesants, signatura de la recent mort d'una estrella.

 
 Clic per engrandir. Si la seva llum fos suficient, Andròmeda ocuparia una part
important del cel nocturn. © Tom Buckley-Houston

Descobrir Andròmeda per entendre la Via Làctia.

Ens és difícil analitzar la signatura de l'halo de la Via Làctia des de l'interior de la galàxia. No obstant això, els investigadors creuen que podria ser similar a l’aurèola d’Andròmeda, que té moltes similituds amb la nostra galàxia. En quatre mil milions i mig d’anys, els científics prediuen que les dues estructures espirals xocaran per formar una única galàxia el·líptica gegant. "El projecte Amiga també ens va donar un cop d'ull al futur", afegeix Lehner.

"Comprendre els immensos halos de gas que envolten les galàxies és crucial", diu la coautora Samantha Berek. Aquest reservori de gas conté el combustible necessari per a la formació de futures estrelles a l’interior de la galàxia i els produïts per esdeveniments com les supernoves. Conté moltes pistes sobre el passat i l'evolució futura de la galàxia, i finalment podem estudiar-ho en tots els seus detalls en el nostre veí galàctic".


Ho he vist aquí i aquí.


17/10/2020

Catàleg Charles Messier. Objecte M103

Clic per engrandir. Cúmul obert  M103 (NGC 581). Crèdit:: Wikisky

 

Descobert per Pierre Méchain el 1781.

El clúster obert M103 és una de les "últimes incorporacions" (juntament amb M101 i M102) al seu catàleg, a on Charles Messier el va incloure des de l'informe de Pierre Méchain, encara que no va tenir ni ocasió ni temps per veure-ho abans de la publicació. 

Harlow Shapley, qui va classificar M103 com un clúster lleuger i pobre classificant com a tipus 'd', un cop va dubtar de la seva existència i va considerar que pogués ser només una agrupació accidental d'estrelles sense cap relació física en distàncies diferents. No obstant això, sabem ara que aquest és un clúster físic pel moviment propi de les seves estrelles. El nombre de membres confirmats ha estat de 40 per Wallenquist, mentre Becvar ofereix 60,  el Sky Catalogue 2000.0 només 25, i Archinal i Hynes (2003) ofereixen un nombre actual de 172 estrelles.

M103 és un dels mes remots clústers oberts del catàleg de Messier, a una distància d'uns 8.000 anys llum (Wallenquist, Malles/Kreimer, Burnham) o una mica mes; el Sky Catalogue 2000.0 en proposa 8.500 (citat també, per exemple per Kenneth Glyn Jones i Robert Garfinkle), Pennington de 9.000 i el Llibre de Camp de l'Observador del Cel Nocturn (Night Sky Observer's Handbook) de Kepple i Sanner 9.200 anys llum, aquesta incertesa es deu a la menor quantitat coneguda d'obstrucció per aquest clúster que es troba ben endins de la banda de la Via Làctia.

L'aparença de M103 està dominada per l'estel binari no membre Struve 131 (ADS 1209; components A,7,3 mag (magnitud), Sp B3, i B, 10,5 mag (o 9,9 mag, d'acord amb Malles/Kreimer), separada 13,8' en angle de posició de 142 graus, el 1956); però Herschel s'ha referit sempre a aquesta doble estrella en el context d'aquest clúster. Els dos membres més brillants del clúster, d'al voltant de mag 10,5, són una B5 Ib súper geganta i una B2 III geganta. M103 conté una estrella vermella gegant, de tipus espectral M6 III, o gM6, i mag de 10,8. La geganta vermella es mostra òbvia en fotos a color del clúster com la imatge següent de l'Observatori Nacional Kitt Peak. El grup de la seqüència principal d'estrelles indica una edat de prop de 9 milions d'anys, d'acord amb "Stars and Clusters" de Cecilia Payne-Gaposhkin, mentre que el Sky Catalogue 2000.0 ofereix un valor considerablement més alt de 22 milions d'anys. Nous càlculs de l'Equip Geneva de G. Meynet han ofert una edat de 25 milions d'anys per M103.

Clic per engrandir. Fotografia del cúmul obert M103 a Cassiopea feta la nit de Nadal del
2000 amb el telescopi de 2.1 metres del Observatori Nacional Kitt Peak. Es una composició
de 15 imatges CCD* fetes amb banda de pas BVR*, i compostes per representar-se en color
verdader.  Crèdit: Hillary Mathis, N.A.Sharp/AURA/NOAO/NSF

Adoptant una distància de 8.500 anys llum, el diàmetre angular de M103 de 6 arc minuts es correspon a 15 anys llum d'extensió linear. Aquest eixam estel·lar s'aproxima cap a nosaltres a 37 km/seg. El seu Trumpler tipus s'ha estimat en II,3,m (Trumpler, d'acord amb Glyn Jones), III,2,p (Sky Catalogue 2000.0) i II,2,m (Götz).

Amb binoculars, M103 és fàcil de trobar i identificar, i ben visible com un pegat en forma de ventilador. Mallas estableix que amb un objectiu de 10x40 es poden destriar les estrelles del clúster; però això es dóna només sota condicions de bona visibilitat. L'objecte no és fàcil d'identificar amb telescopis perquè és bastant lleuger i pobre, i pot confondre's amb grups d'estrelles o clústers dels voltants. Però els telescopis mostren moltes de les estrelles més tènues que el componen.

Aquest clúster és bastant fàcil de trobar des de l'estrella Delta de Cassiopea o "37 Cassiopeiae" (anomenada Ruchbah), un estel blanc-blavós de magnitud 2,7 i de tipus espectral A5 III-IV, 1/2 grau N i 1 grau E, proper a la línia d'Epsilon (Segin; mag 3,38, espectre B3 III). Situades en la proximitat, estan altres clústers oberts, incloent Trumpler 1, NGC 654, NGC 659 i NGC 663. Aquest últim s'esmenta com a candidat a ser confós amb M103.

* Per saber-ne més:

Càmera CCD: Sigles en anglès de Dispositiu de Carga Acoplada (Charge-Coupled Device). La transformació del fotó de llum per convertir-se en càrrega elèctrica, ho fa saltant de píxel en píxel, fins l'últim a on existeix el convertidor analògic a digital.

BVR: Les sigles es corresponen al color dels diferents filtres i a la llum estel·lar que filtren: Blue (blava, Banda B), Visual (verda, Banda V) i Red (vermell, Banda R).

 

M103 al web del SEDS.
Índex del Catàleg Messier del blog.

 


12/10/2020

El Hubble amaga a un grapat de estrelles

Clic per engrandir. Imatge de NGC 1805. Crèdit: ESA/Hubble & NASA, J. Kalirai

Moltes estrelles de colors s’uneixen en aquesta imatge del cúmul globular NGC 1805, presa pel telescopi espacial Hubble de la NASA / ESA. Aquest estret grup de milers d’estrelles es troba a la vora del Gran Núvol de Magalhães, una galàxia satèl·lit de la nostra Via Làctia. Les estrelles orbiten una a prop de l’altra, com abelles que pul·lulen al voltant d’un rusc. Al dens centre d’un d’aquests cúmuls, les estrelles estan entre 100 i 1.000 vegades més juntes que les estrelles més properes al nostre Sol, cosa que fa que els sistemes planetaris al seu voltant siguin poc probables.

La sorprenent diferència en els colors de les estrelles s’il·lustra molt bé en aquesta imatge, que combina diferents tipus de llum: les estrelles blaves, les més brillants en la llum ultraviolada i les estrelles vermelles, il·luminades en vermell i infrarojos propers. Els telescopis espacials com el Hubble poden observar-los a l’ultraviolat perquè es troben sobre l’atmosfera terrestre, que absorbeix la major part de la llum ultraviolada, cosa que la fa inaccessible a les instal·lacions terrestres.

Aquest jove cúmul globular es pot veure des de l’hemisferi sud, a la constel·lació de l'Orada. Normalment, els cúmuls globulars contenen estrelles que neixen al mateix temps. NGC 1805, però, és inusual ja que sembla acollir dues poblacions d’estrelles diferents amb edats separades per milions d’anys. L’observació d’aquests cúmuls d’estrelles pot ajudar els astrònoms a entendre com evolucionen les estrelles i quins factors determinen si acaben la seva vida com a nanes blanques o exploten com a supernoves.

Aquesta imatge va ser considerada imatge del dia per la NASA el 11 de setembre del 2020.

 

Ho he vist aquí.


11/10/2020

Catàleg Charles Messier. Objecte M102

Clic per engrandir. Imatge de NGC 5866 del Hubble. Crèdit: NASA, ESA, Equip
del llegat del Hubble, (STScI/AURA)


Descoberta probablement per Pierre Méchain o per Charles Messier el 1781. Descoberta independentment per William Herschel el 1788. 

L'objecte Messier 102 (M102) va ser enregistrat per Pierre Méchain a finals de març o principis d'abril de 1781 i inclòs per Charles Messier al seu catàleg sense verificar abans de publicar-lo i sense donar cap posició. Méchain va rebutjar el descobriment, afirmant que es tractava d'una duplicació accidental del seu descobriment M101, però Messier va afegir una posició manuscrita per a M102. Aquesta situació ha donat lloc a una controvèrsia de llarga durada, on són comunes dues opinions sobre la identitat d’aquest objecte:

1. M102 podria ser una duplicació de la galàxia espiral M101 (NGC 5457) a l’Ossa Major, a causa d’un possible error de l’autor del catàleg Messier o del seu "descobridor" Méchain, una visió publicada per Méchain en una carta de maig de 1783.

2. Potser amb més probabilitat (degut a proves històriques), M102 pot ser la galàxia lenticular NGC 5866 al Dragó, també anomenada de vegades Galàxia del Fus, com indica la descripció del catàleg de Messier, juntament amb la posició que va afegir més tard a mà en la seva còpia personal.  

Els autors d'aquest article pensen que hi ha prou evidències que tant Méchain com Messier probablement han observat NGC 5866 en el context d’aquesta entrada del catàleg. Per tant, s’hauria de considerar la possibilitat de recuperar aquest darrer objecte que falta al catàleg i, a continuació, agafarem aquest objecte per M102.  

Tingueu en compte la nostra discussió amb més detalls sobre aquest tema (en anglès).

M102 és una preciosa galàxia lenticular al nord de la constel·lació del Dragó, que es veu gairebé exactament de costat, mostrant una destacada línia de pols al llarg del seu pla equatorial.

M102 (NGC 5866) va ser probablement vista per primera vegada per Pierre Méchain el març de 1781, o per Charles Messier poc després d’aquella època. El primer informe d’observació de Pierre Méchain va fer que Messier l’inclogués com a entrada número 102 al seu catàleg, sense donar cap posició ni cap altra verificació. Poc després, Messier va afegir una mesura de posició per a aquest objecte (o entrada) a la seva còpia personal del catàleg, probablement poc després de la publicació, 1781. Hi ha proves que Charles Messier probablement ha observat NGC 5866 quan mesura aquesta posició, com això és gairebé exactament 5 graus anteriors (oest) de la posició real de l'objecte: molt probablement és un errada de reducció de dades d'algun tipus. No obstant això, aquest tema encara és una mica dubtós i, per tant, controvertit. Si malgrat aquesta evidència, hauria de ser cert que ni Méchain ni Messier han observat NGC 5866, probablement va ser vist per primera vegada per William Herschel quan el va descobrir independentment el 1788; William Herschel va determinar la seva posició el 5 de maig de 1788. Com que les possibles observacions anteriors de Méchain i Messier no van donar lloc a una posició publicada per a aquest objecte, aquesta galàxia porta el número H I.215 de Herschel.

Clic per engrandir. Crèdit imatge: 2MASS

M102 és una bella galàxia lenticular de magnitud visual 9,9, segons referències més recents; el Sky Catalogue 2000.0 dóna una magnitud 10.0, mentre que Don Machholz ho ha estimat en 9.6. Es veu gairebé exactament de costat. La fina línia de pols fosc apareix molt bé a la seguent imatge; està inclinada uns 2 graus contra el pla de simetria de la galàxia, pel qual John Herschel i el NGC donen l'angle de posició 146 graus, i la Guia de Camp del Cel Profund de Uranometria 2000.0 dóna 128 graus (Depp Sky Field Guide to Uranometria 2000.0). Exposicions més llargues sobreexposen la línia de pols, de manera que aquesta galàxia sovint es classificava malament com a el·líptica de tipus E6 en lloc del tipus correcte S0_3 (fins i tot algunes fonts l’han classificat com a Sa), vegeu, per exemple, la comparació de 2 imatges a l’atles de galàxies Hubble de Sandage, llàmina 6. Mostren tanmateix un sistema estès de cúmuls globulars. 

Clic per engrandir. Crèdit: SEDS

La distància de M102 (NGC 5866) s'estima en 45 milions d'anys llum de distància (una estimació anterior de Burbidge i Burbidge (1960) era de 40 milions d'anys llum, mentre que el Catàleg de Galàxies Properes (Nearby Galaxies Catalog) de R. Brent Tully té el valor una mica més gran d'uns 50 milions d’anys llum). A aquesta distància, el seu diàmetre de 5,3' es correspon a una extensió lineal d'uns 69.000 anys llum. 

Aquesta galàxia és el membre més brillant d’un notable grup de galàxies, el grup M102 o el grup de galàxies NGC 5866. Aquest grup també conté la gran i brillant espiral NGC 5907 (tipus Sb+, amb magnitud visible 10,4), la galàxia més feble NGC 5879 (Sb, 11,5) i galàxies molt més febles, incloses NGC 5870, NGC 5866A , NGC 5866B (= UGC 9769), UGC 9776 i M + 10-22-10 (PGC 54577). Les NGC 5862, 5867, 5874 i 5876, així com IC 1099, són galàxies de fons febles dins del camp d’aquest grup, de manera similar al parell proper de galàxies de fons NGC 5905 i NGC 5908. A partir de la dinàmica d’aquest grup, E.M. i G.R. Burbidge (1960) han estimat que la massa de M102 és d’aproximadament 1 bilió de masses solars, de manera que és una galàxia considerablement massiva. Encara no s’ha descobert cap supernova en aquesta galàxia.

La imatge anterior de M102 va ser proporcionada per Stephan Korth. Va ser presa per Bernd Koch i Stefan Korth, el 12 de març de 1995 a la 1:09 UT amb un Celestron 14 a f = 4.060 mm, situat al Sternwarte Aufderhöhe, prop de Solingen, Alemanya. La càmera era una Starlight XPress, amb un temps d’exposició de 5 m 28 s. Els processadors d’imatges es van fer amb PIXWIN i Corel PhotoPaint pels autors. 

M102 (NGC 5866) es pot trobar amb força facilitat, i al llarg de la descripció donada per Méchain malgrat la seva exempció de responsabilitat, de Iota Draconis (Edasich, mag 3.29, tipus espectral K2 III), a uns 3 graus SO en direcció a Eta Ursae Majoris (Alkaid , mag 1.9, sp B3 III) o Theta Bootis (mag 4.06, sp F7 V); una estrella de mag 5.21 (GC 20332 = HD 134190 = SAO 29407) és a prop i al sud.

Aquesta galàxia és ben visible en un telescopi de 4 polzades com un objecte nebulós el·líptic o en forma de fus considerablement brillant amb un nucli més brillant, notable fins i tot en instruments més petits; al seu voltant són visibles diverses estrelles febles. Els telescopis més grans mostren més detalls, en particular la línia de pols i els extrems més brillants, i una textura clapejada o granulada de les parts exteriors de la galàxia.

Algunes de les galàxies membres veïnes del grup M102 o NGC 5866, esmentades anteriorment, també es poden veure amb instruments d'aficionat (en particular NGC 5907). Molt a prop de la galàxia hi ha el difícil i gairebé estel·lar NGC 5867, que figura com a inexistent al RNGC (Nou Catàleg General Revisat), però en realitat és una galàxia i no una estrella. L'estrella que es feia servir per localitzar NGC 5866, Iota Draconis (també 12 Dra, Edasich) és una geganta vermella a uns 102,7 anys llum de distància de nosaltres; recentment, es va afirmar que s'havia descobert un planeta orbitant al voltant d'aquesta estrella (informació sobre Iota Draconis i el seu planeta, en anglès).

Curiositats potencialment interessants sobre M102 (NGC 5866): amb la seva latitud eclíptica d’uns 67 graus nord, el pol celeste nord de la Terra passa a menys d’un grau, en períodes de precessió de l’eix terrestre (uns 25.800 anys). Així doncs, aquesta galàxia era "Polarissima Borealis" fa uns 6.900 anys (4.900 aC) i tornarà a ser el 18.900 anys (20.900 dC). 

M102 al web del SEDS
Índex del Catàleg Messier del blog


08/10/2020

Els premis Nobel de Física 2020

6 Octubre 2020

La Reial Acadèmia de Ciències de Suècia ha decidit atorgar el Premi Nobel de Física 2020 amb la meitat a Roger Penrose de la Universitat d’Oxford, Regne Unit "Pel descobriment que la formació de forats negres és una predicció sòlida de la teoria general de la relativitat", i l’altra meitat conjuntament a Reinhard Genzel de l'Institut Max Planck de Física Extraterrestre, Garching, Alemanya i de la Universitat de Califòrnia, Berkeley, EUA i a Andrea Ghez de la Universitat de Califòrnia, Los Angeles, EUA, "Pel descobriment d'un objecte compacte supermassiu al centre de la nostra galàxia".  

Els forats negres i el secret més fosc de la Via Làctia

Tres guardonats comparteixen el Premi Nobel de Física d’aquest any pels seus descobriments sobre un dels fenòmens més exòtics de l’univers, els forats negres. Roger Penrose va demostrar que la teoria general de la relativitat condueix a la formació de forats negres. Reinhard Genzel i Andrea Ghez van descobrir que un objecte invisible i extremadament pesat governa les òrbites de les estrelles al centre de la nostra galàxia. Un forat negre supermassiu és l'única explicació coneguda actualment. 

Roger Penrose va utilitzar enginyosos mètodes matemàtics per demostrar que els forats negres són una conseqüència directa de la teoria general de la relativitat d’ Albert Einstein. El mateix Einstein no creia que els forats negres existissin realment, aquests monstres superdensos que capturen tot el que els entra. Res no es pot escapar, ni tan sols la llum.

El gener de 1965, deu anys després de la mort d'Einstein, Roger Penrose va demostrar que realment es poden formar forats negres i els va descriure en detall; al seu cor, els forats negres amaguen una singularitat en què cessen totes les lleis conegudes de la natura. El seu innovador article es considera encara com la contribució més important a la teoria general de la relativitat des d’Einstein.

Reinhard Genzel i Andrea Ghez dirigeixen cadascun un grup d’astrònoms que, des de principis dels anys noranta, s’ha centrat en una regió anomenada Sagitari A* al centre de la nostra galàxia. Les òrbites de les estrelles més brillants més properes al centre de la Via Làctia han estat cartografiades amb una precisió creixent. Les mesures d'aquests dos grups coincideixen, amb la trobada d'un objecte invisible i extremadament pesat que tira del batibull d'estrelles, fent que es precipitin a velocitats vertiginoses. Al voltant de quatre milions de masses solars s’uneixen en una regió no més gran que el nostre sistema solar.

Utilitzant els telescopis més grans del món, Genzel i Ghez van desenvolupar mètodes per veure a través dels enormes núvols de gas i pols interestel·lar fins al centre de la Via Làctia. Estenent els límits de la tecnologia, van refinar noves tècniques per compensar les distorsions causades per l’atmosfera terrestre, construint instruments únics i comprometent-se amb la investigació a llarg termini. El seu treball pioner ens ha proporcionat les proves més convincents fins ara d’un forat negre supermassiu al centre de la Via Làctia.

Els descobriments dels guardonats d’aquest any han obert nous camins en l’estudi d’objectes compactes i supermassius. Però aquests objectes exòtics encara plantegen moltes preguntes que demanen respostes i motiven la investigació futura. No només preguntes sobre la seva estructura interna, sinó també qüestions sobre com provar la nostra teoria de la gravetat en condicions extremes a la rodalia immediata d’un forat negre”, afirma David Haviland, president del Comitè Nobel de Física.

Clic per engrandir. Recreació artística d'un forat negre. Crèdit: All About Space magazine

Per saber.ne més dels guardonats:

Roger Penrose; nascut el 1931 a Colchester, Regne Unit. Doctorat el 1957 per la Universitat de Cambridge, Regne Unit. Professor a la Universitat d'Oxford, Regne Unit.

Reinhard Genzel, nascut el 1952 a Bad Homburg vor der Höhe, Alemanya. Doctorat el 1978 per la Universitat de Bonn, Alemanya. Director de l’Institut Max Planck de Física Extraterrestre, Garching, Alemanya i professor de la Universitat de Califòrnia, Berkeley, EUA.

Andrea Ghez, nascuda el 1965 a la ciutat de Nova York, EUA. Doctorada el 1992 per l'Institut Tecnològic de Califòrnia, Pasadena, EUA. Professora a la Universitat de Califòrnia, Los Angeles, EUA.

 

Ho he vist aquí.

 

 

 

04/10/2020

Us descobrim els lavabos ultra sofisticats... de 20 milions d’euros que es van enlairar cap a l’Estació Espacial (EEI).

Clic per engrandir. Estació Espacial Internacional. Crèdit: NASA

Dijous passat al vespre, un coet Northrop Grumman es va enlairar de la costa de Virgínia portant un lavabo espacial avançat per als astronautes de l’Estació Espacial Internacional. Presentat com més petit i lleuger que els lavabos actuals de la EEI, les noves millores aporten facilitats i també se suposa que seran més còmodes per a les dones astronautes per quan necessitin fer-ne ús a les instal·lacions espacials.

Si, són sorprenentment cars, però sobretot proporcionen més comoditat als astronautes i també permeten un millor reciclatge i aprofitament dels seus residus.Presentats com un nou sistema de gestió universal de residus (Universal Waste Management System), aquests nous lavabos per valor de 20 milions d’euros van ser desenvolupats per la NASA. Són molt més compactes que els antics, ja que són un 65% més petits i un 40% més lleugers que el model actualment instal·lat a la EEI. Aquest nou sistema també inclou reposapeus i mànecs per evitar que els astronautes surin durant el moment fatídic. Els lavabos també han estat dissenyats per ser més pràctics per a les dones, ja que ara tenen seient. Finalment, la NASA garanteix que l’equip serà més fàcil i ràpid de mantenir i netejar.

L'astronauta de la ESA Samantha Cristoforetti ens ensenya com utilitzar la part
menys glamurosa però que desperta més curiositat preguntada de la vida a l'Estació
Espacial Internacional; el bany!. Tria l'idioma de subtitulació a la configuració
del vídeo. Crèdit: ESA

 Com funcionen aquests lavabos?

Per alleujar-se, la tripulació utilitzarà un embut connectat a un tub d'orina i el seient per a la femta. Els residus són aspirats per un ventilador de titani. Aquest sistema d’aspiració ara serà automàtic i ja no haurà de ser activat per l’astronauta. També ajudarà a garantir una millor olor a l’estació espacial.

Després de ser recollida, l'orina es tractarà i es recollirà per tal de ser reciclada directament per a l'aigua d'abord. Tingueu en compte que els materials fecals s’emmagatzemen en contenidors que retornaran a la Terra per a la seva avaluació, però la gran majoria es cremen i desapareixen quan tornen a l’atmosfera. Finalment, es llença el paper higiènic, les tovalloletes i els guants a bosses impermeables.

Clic per engrandir. L"Universal Waste Management System" al banc de proves. Crèdit: NASA
 
Aquest nou dispositiu es provarà durant tres anys, mantenint els vells sanitaris en paral·lel, fins al desmantellament de la ISS, que hauria de començar el 2024. Aleshores, es podria utilitzar molt bé per a missions a Mart  o futures estacions estables a la Lluna.

Finalment el llançament de la nau Cygnus es va ajornar finalment a l’1 d’octubre a causa de les condicions meteorològiques adverses. També porta altres dispositius a la EEI.


Ho he vist aquí i aquí.