16/02/2020

La sonda SDO ha observat el Sol durant 10 anys: aquí teniu tot el que ens ha ensenyat.


SDO, l’Observatori de la Dinàmica Solar de la NASA, es va llançar l’11 de febrer del 2010. I va obrir els ulls al Sol uns dies després, el 30 de març. En deu anys d’observacions, ha avançat notablement el nostre coneixement de la nostra estrella i com evoluciona.

SDO. Això és com els astrònoms anomenen al Solar Dynamics Observatory, es a dir l’Observatori de la dinàmica solar. I aquest mes, la NASA celebra el desè aniversari de la missió. Des del llançament de l'11 de febrer de 2010, SDO ha viatjat en una òrbita geosíncrona que li permet estar sempre atent a la nostra estrella. El resultat: milions de fotos que ofereixen als investigadors noves perspectives sobre el funcionament i la dinàmica del nostre Sol. Gairebé un cicle solar complet.


Cicle definit, precisament, per la variació del nombre d'erupcions solars. I de erupcions solars, el SDO n'ha observat un gran nombre. Unes 200 només en el seu primer any i mig de missió. Prou per permetre als astrònoms constatar que prop del 15% d’aquestes erupcions són seguides, uns minuts o fins i tot algunes hores després, per noves erupcions. Va ser a l'estudiar aquestes erupcions solars particulars, que els astrònoms van comprendre millor la quantitat d'energia produïda pel Sol en aquests moments.

Tornados solars


Al febrer del 2012, les imatges SDO van revelar tornados de plasma a la superfície del Sol. Més tard, els astrònoms van descobrir que aquests són el resultat de camps magnètics que fan girar el plasma a una formidable velocitat de gairebé 300.000 km/h. Quan sabem que a la nostra Terra, els tornados mai superen els 500 km/h.

Onades gegants


Un instrument a bord de l’Observatori Solar i Heliosfèric (SOHO) havia descobert que el plasma a la superfície del Sol pot ser el lloc d’ones gegants. Onades que agiten al voltant de 5 milions de km/h. I el SDO va proporcionar imatges d’alta resolució des del 2010, mostrant com es mouen. Els astrònoms creuen que aquestes ones són causades per expulsions de massa coronal que envien núvols de plasma des de la superfície de la nostra estrella cap al Sistema Solar.

Aquests cometes que fregaven el Sol


SDO també ha estat testimoni del pas de dos cometes prop del Sol. El cometa Lovejoy va passar uns 830.000 quilòmetres de la nostra estrella el desembre de 2011. El cometa Ison, per la seva banda, no va sobreviure a la seva incursió a prop del Sol. Va ser-ne prou per proporcionar als astrònoms una informació addicional sobre com interactua la nostra estrella amb aquest tipus d'objectes.

Complexos patrons de trànsit

Un altre descobriment important del SDO: la complexitat dels patrons de circulació a gran escala de la matèria solar que, no essent sòlida, flueix sota l’efecte de la calor i la rotació del Sol. Aquests patrons de circulació resulten estar vinculats a la producció de taques solars. Fins i tot explicarien per què un hemisferi pot tenir de vegades més punts que un altre.

Ejections de massa coronal previsibles

L’expulsió de massa coronal resultant d’aquest gegant filament solar fotografiat el 31
d’agost de 2012 va recórrer uns 1.500 quilòmetres per segon. © Centre de vol
espacial NASA Goddard, Viquipèdia, CC by-2.0

El nostre Sol no és una estrella morta. De vegades viu i s’expressa violentament. Mitjançant expulsions de massa coronal, per exemple. Fenòmens que poden provocar tempestes magnètiques a la Terra i per tant pertorbar les naus espacials, però també el funcionament dels nostres equips electrònics.

Les dades recollides per SDO van permetre als astrònoms modelar el recorregut d'aquestes expulsions de massa coronal amb l'objectiu de predir els seus efectes potencials sobre el nostre planeta. També van ajudar a formar sistemes d'aprenentatge de màquines per intentar predir l'ocurrència d'aquestes expulsions.

Gradacions coronals

L'observació per SDO d'aquestes expulsions de massa coronal també va permetre enllaçar-les a les gradacions coronals, ja que els astrònoms qualifiquen el enfosquiment de la capa exterior de l'atmosfera del Sol.

A partir d’una anàlisi estadística del gran nombre d’esdeveniments observats amb SDO, els científics van ser capaços de calcular la massa i la velocitat de les expulsions de masses coronals dirigides cap a la Terra. En relacionar la gradació coronal amb la mida d’aquestes expulsions, esperen poder estudiar els efectes del temps espacial al voltant d’altres estrelles.

En els secrets dels cicles solars

400 anys d’observacions de taques solars. © Robert A. Rohde, Viquipèdia, CC by-sa 3.0

La missió SDO va començar a l'inici del cicle solar 24. La SDO va poder així observar l’augment de potència del nostre Sol, després la seva caiguda de l’activitat fins al mínim solar que vivim actualment. Aquestes observacions a llarg termini ajuden els astrònoms a comprendre millor els signes que marquen l’inici i el final d’un cicle.

Forats coronals al costat dels pols

En aquesta imatge presa per SDO el 16 de març de 2015, dues taques fosques: dos forats
coronals. A la part inferior de la imatge, un forat coronal polar. El més important que
s’observa des de fa diverses dècades. © NASA, SDO

A la superfície del Sol hi ha, de vegades, grans taques fosques. Els astrònoms els anomenen forats coronals. Les seves emissions ultraviolades extremes són baixes. Estan vinculats al camp magnètic del Sol i segueixen el seu cicle. Són els més nombrosos a l’hora del màxim solar. Quan es formen adalt i avall al Sol, s’anomenen forats coronals polars i els científics SDO van poder utilitzar la seva desaparició per determinar quan el camp magnètic del Sol es va invertir, un indicador clau de quan el Sol assoleix el seu màxim solar.

Explosions magnètiques d'un nou tipus

Aquesta imatge va ser presa per SDO el 3 de maig de 2012. La inserció fa zoom en
una reconnexió magnètica forçada observada per primera vegada.
© NASA, SDO, Abhishek Srivastava, IIT (BHU)


Finalment, el descobriment més recent de SDO: un nou tipus d'explosió magnètica. Els astrònoms parlen de reconnexió magnètica forçada. Un fenomen que confirma una teoria que té dècades d’antiguitat. I això podria ajudar finalment a comprendre per què l’atmosfera del nostre Sol està tan calenta, predir millor el temps espacial i fins i tot ajudar els experiments de fusió nuclear controlats en laboratori.

Pots veure més articles al blog sobre SDO fent un clic aquí.


Ho he vist aquí




Betelgeuse: aviat sabrem si esclatarà com a supernova

La brillantor de Betelgeuse sembla que vol continuar disminuint. Però alguns astrònoms anuncien que pot pujar en els propers dies. Si no fos així, potser hauríem d’esperar una propera explosió de supernova. I per esbrinar el "proper", els astrònoms podrien començar a controlar els fluxos de neutrons des de l'espai.


Des de fa uns mesos, astrònoms, ja siguin aficionats o professionals, observen Betelgeuse, aquesta super-geganta vermella que forma l’espatlla dreta d’Orió. Perquè la seva brillantor ha disminuït notablement. Edward Guinan és astrònom a la Universitat de Villanova (Estats Units). Fa 25 anys que estudia estrelles mitjançant fotometria. I testifica que actualment Betelgeuse sembla menys brillant del que s'ha vist mai.

La magnitud de Betelgeuse seria avui comparable a la dela seva "veïna" Bellatrix, que forma l'altra espatlla d'Orió. Es situaria, doncs, al voltant de 1,7. Però a ull nu, la comparació entre les dues estrelles és perillosa. Perquè Betelgeuse apareix de color vermell-taronja mentre que Bellatrix apareix de color blanc-blau. I a mesura que envellim, veiem el món a través d’una mena de filtre. Què seguim valorant Betelgeuse com a (molt) més brillant que Bellatrix quan les mesures objectives demostren el contrari. El 10 de febrer de 2020, segons les mesures de l'Associació Americana d'Observadors Estrelles Variables (AAVSO), la magnitud de Betelgeuse va ser d'1,65.

Betelgeuse tradicionalment apareixia en la desena posició de la llista de les
estrelles més brillants del nostre cel. Ha estat rebaixada fins a la 23a posició. © ESO
Si l'AAVSO està interessada en Betelgeuse, és perquè és una estrella variable coneguda. La seva lluminositat varia segons diversos cicles complexos, i si fem cas al que diu Edward Guinan, amb un cicle dominant de 430 dies. Per tot això, la super-geganta vermella podria assolir un mínim de brillantor el 21 de febrer. Una data determinada amb un marge d’error de més o menys 7 dies. Més enllà d’això, la seva lluminositat tornaria a augmentar de forma natural. Alguns també afirmen que ja ho han observat. Confirmant aquesta hipòtesi d’una variació de lluentor força clàssica. Tot i que, per a Edward Guinan, el misteri es mantindria sencer, perquè la brillantor de Betelgeuse, al més baix del seu cicle, generalment no supera la magnitud de l’ordre del 0,9. "Sens dubte, alguna cosa inusual està en marxa".

Pot ser doncs els inicis d’una explosió imminent en una supernova de la super-geganta vermella. La brillantor de Betelgeuse podria rivalitzar amb la de la Lluna plena. Fins i tot ser visible a plena llum del dia.


Els neutrons com a delators

Recordem que el simple fet de veure-la classificada en la categoria de super-gegantes vermelles ens indica que el nucli de Betelgeuse ja ha cremat el seu hidrogen i fins i tot el seu heli. Com que amb la transició entre la combustió de l’heli i la del carboni, la temperatura d’una estrella augmenta bruscament, i amb ella, la pressió de radiació i el diàmetre de l’estrella, si estigués situada al cor del nostre Sistema Solar, Betelgeuse ja hauria devorat al planeta Mart. 


Hem de tenir en compte que la combustió completa del carboni triga uns 100.000 anys. La combustió dels elements següents és llavors molt ràpida: uns quants anys per al neó, uns quants mesos per a l’oxigen, i un dia o dos per al silici. Totes tenen lloc sense canvis observables a la fotosfera de l'estrella. Tot a mesura que s’acosta inexorablement al seu col·lapse gravitacional i la seva transformació en supernova.

Però els neutrons podrien jugar el paper dels propulsors d'un coet advertint d’una explosió imminent. De fet, durant la fase de combustió del carboni, els neutrins emesos tenen una signatura energètica típica. I a mesura que evoluciona fins que el cor s’enfonsa, el flux d’energia i l’energia per neutró augmenta. Segons un estudi realitzat fa uns anys, en les últimes hores de la vida d’una estrella, els neutrins produïts, fins i tot travessen un llindar d’energia crítica observable des de la Terra.

En aquesta imatge es poden observar diversos esdeveniments de detecció de neutrons,
com els que podrien servir per alertar de la imminent explosió d’una estrella
en una supernova. © Super-Kamiokande

És més precisament la interacció entre els antineutrons procedents de l'estrella moribunda i els protons del detector. Convencionalment, aquest tipus d'interacció és rara. Però si una estrella prou propera a nosaltres cremés el seu silici, podria produir antineutrons suficientment energètics perquè els nostres detectors actuals en fessin un seguiment.

Els càlculs mostren que Super-Kamiokande, i les seves 50.000 tones d'aigua, haurien de ser capaços de registrar, en la primera hora, uns 60 a 70 antineutrons d'una Betelgeuse que ha començat a cremar el seu silici. Uns 1.600 en total durant el dia. El fet que se suposa que aquests antineutrons arriben a la Terra en paquets (que corresponen a les oscil·lacions del cor i a l’embolcall de l’estrella), podria donar una forta indicació que Betelgeuse està a punt d’explotar. Oferint als observatoris de tot el món una oportunitat única per observar el fenomen.

Feta per ALMA, és la millor imatge de Betelgeuse. © ESO