18/10/2021

"Brinicle", els dits gelats de la mort: Un exemple de depressió en el punt de congelació

Fa poc recordo (NdT: per l'autor de l'article) un episodi del programa "Frozen Planet" de la BBC en què es mostrava una solució de salmorra superefredada que congelava l'aigua salada de l'oceà immediatament propera. Vaig pensar: "Aquest és un exemple únic de depressió del punt de congelació!". Aquest fenomen es coneix informalment com els Dits Gelats de la Mort perquè la solució de salmorra superefredada que es forma també congela qualsevol vida marina que entri en contacte amb ella, com es pot veure al vídeo de la BBC incrustat a continuació (temps d'execució = ~ 2 minuts).

Clic a les imatges per engrandir. Crèdit: @AlfredRPico, twitter,@BBCEarth

El coneixement dels brinicles, o salmoramell, no és nou. Es coneixen des de la dècada de 1960. Malgrat això, poques vegades s'ha observat la seva formació en temps real. Actualment se sap que aquest fenomen inusual només es produeix en condicions específiques sota el gel marí* flotant en el gèlid Oceà Àrtic i en l'Oceà Antàrtic. A diferència del gel d'aigua dolça, el gel de la superfície de la mar està compost per H2O més una mica de sal, principalment NaCl. Un cristall de gel marí és relativament pur, ja que l'aigua "expulsa" la major part de la sal al congelar-se. L'aigua salada exsudada (= salmorra) té una major concentració de sal (i, per tant, una menor concentració d'aigua) que l'aigua de mar salada que l'envolta i roman en estat líquid a causa de la seva menor temperatura de congelació per la seva alta concentració. La temperatura de congelació de la solució de salmorra és més baixa que la de l'aigua pura o la de l'aigua de mar salada menys concentrada. El gel no és sòlid en tota la seva massa, sinó que té diferents graus de porositat segons la forma i la rapidesa amb que s'hagi format. En una massa porosa de gel marí flotant hi ha canals de salmorra molt concentrats. Quan el gel marí flotant s'esquerda, la densa solució de salmorra sobrerefredada es filtra al seu voltant i s'enfonsa, ja que la solució de salmorra líquida és més densa que l'aigua de mar menys salada que l'envolta. A causa de la seva major densitat, la solució de salmorra sobrerefredada s'enfonsa i, a l'estar a una temperatura més baixa que l'aigua de mar freda que l'envolta, congela l'aigua de mar (i la vida marina) amb la qual entra en contacte. Com la salmorra és més densa que l'aigua de mar salada i, per tant, s'enfonsa, el salmorra creix cap avall. Ocasionalment, un salmorra pot arribar al fons de la mar, com es veu al vídeo. A mesura que el brinicle creix, "atrapa" al seu voltant a diverses criatures que viuen al fons, com els eriçons de mar i les estrelles de mar, tancant-les en una tomba de gel i donant lloc al seu sobrenom informal de Dit Gelat de la Mort.

 Podeu triar l'idioma de subtitulació a la configuració del vídeo. Crèdit: @BBCEarth.YouTube

* En aquest post, mar i oceà s'utilitzen indistintament i signifiquen el mateix: aigua salada.

Moltes gràcies a @AlfredRPico per la seva recomanació de l'article original.

Podeu saber-ne més fent un clic aquí.

 

Ho he vist aquí.

Catàleg Caldwell del Hubble. Objecte C33

Clic per engrandir. Crèdits: NASA, ESA, i el Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble
Collaboration; Agraiments: J. Hester (Arizona State University)

Caldwell 33 forma part d'un extens romanent de supernova conegut com la Nebulosa del Vel (o el Bucle del Cigne). Caldwell 33 sol anomenar-se el Vel Oriental, i inclou regions també catalogades com NGC 6992 i NGC 6995. Al costat oposat de la nebulosa del Vel, el Vel Occidental, és Caldwell 34.  

La nebulosa del Vel és la metralla còsmica que va deixar una estrella que va explotar fa diversos milers d'anys. Es troba dins de la nostra pròpia galàxia, a uns 2.000 anys llum, en la constel·lació del Cigne. La nebulosa del Vel té una extensió de 110 anys llum, i cobreix una àrea de cel sis vegades més gran que la que cobreix la lluna plena.

Clic per engrandir. Aquesta imatge, presa amb la Càmera Planetària i de Gran Angular 2 del
Hubble, mostra una altra petita part de Caldwell 33. Els colors indiquen l'emissió de diferents
elements: el blau mostra l'oxigen, el verd el sofre i el vermell l'hidrogen. Crèdits: NASA, ESA i la
Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration; Agraïments: J. Hester (Arizona State University) 

La imatge que encapcala l'article, combina observacions preses amb la Càmera Planetària i de Gran Angular 2 del Hubble el novembre de 1994 i agost de 1997. En aquest petit tros de Caldwell 33, els filaments de gas en forma de corda s'entrellacen i brillen quan les ràpides restes de l'explosió de la supernova es precipiten cap als voltants i creen fronts de xoc. Els filaments més nítids corresponen a una vista de vora d'un front de xoc, mentre que els difusos corresponen a una vista de front. 

Només les estrelles més massives acaben la seva vida en forma de supernova, però aquestes explosions són responsables de la creació de tots els elements químics naturals més pesats que el ferro. Molts elements, com el coure, el mercuri, l'or, el iode i el plom, es van forjar en aquests violents esdeveniments. Els embolcalls en expansió de les restes de supernoves es barregen amb altres materials de la galàxia i es converteixen en la matèria primera de noves generacions d'estrelles i planetes.

Clic per engrandir. Aquesta imatge terrestre mostra a Caldwell 33, amb dos primers plans del
Hubble com requadres. Crèdits: NASA, ESA, la Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble
Collaboration, i el Digitized Sky Survey 2; Agraiments: J. Hester (Arizona State University) i
Davide De Martin (ESA/Hubble)

La nebulosa del Vel és un prototip de romanent de supernova de mitjana edat. És un laboratori ideal per estudiar la física dels romanents de supernova per la seva ubicació sense obstacles en la nostra galàxia, la seva relativa proximitat i la seva gran grandària. Els astrònoms van utilitzar el Hubble per realitzar aquestes observacions del Vel per tal de comprendre millor les formes i els moviments d'aquest i altres restes de supernova. Les observacions del Hubble també han ajudat a precisar la distància i l'edat del Vel.

La nebulosa del Vel va ser descoberta per l'astrònom William Herschel el 1784. Posteriorment el 1904, Williamina Fleming va descobrir una part més tènue de la nebulosa, coneguda com el Triangle de Pickering. La nebulosa del Vel es veu millor a principis de la tardor a l'hemisferi nord (a principis de la primavera a l'hemisferi sud). Al ser un objecte de magnitud 8, la nebulosa no és visible a simple vista, però es pot veure a través d'un telescopi o fins i tot amb prismàtics sota un cel fosc. Un filtre per nebuloses facilitarà l'observació del Vel i ajudarà a ressaltar els trets difusos. 

Clic per engrandir. Aquesta imatge del Hubble enfoca un diminut circell a Caldwell 33, la
nebulosa del Vel Oriental. Comparant aquesta imatge del Hubble presa el 1997 amb una antiga
fotografia terrestre del 1953, els científics van mesurar quant s'ha mogut el front de xoc i van
utilitzar aquesta informació per estimar l'edat de la nebulosa. Crèdit: ESA i Digitized Sky Survey (Caltech)

 

C33 al web de la NASA
Índex del Catàleg Caldwell del Hubble del blog