La lluna creadora d'ones, Dafnis, apareix en aquesta vista, presa mentre la nau espacial Cassini de la NASA realitzava una de les seves passades sobre les vores exteriors dels anells de Saturn el 16 de gener de 2017. Aquesta és la vista més propera de la petita lluna obtinguda fins ara.
Dafnis (8 quilòmetres de diàmetre) orbita dins la divisió de Keeler, de 42 quilòmetres d'amplada. L'angle de visió de Cassini fa que la bretxa sembli més estreta del que realment és, a causa de l'escorç.
La gravetat de la petita lluna aixeca ones a les vores de la bretxa tant en direcció horitzontal com vertical. Cassini va poder observar les estructures verticals el 2009, al voltant de l'època de l'equinocci de Saturn (vegeu PIA11654).
Clic per engrandir. NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute
Igual que un parell d'altres llunes petites de Saturn, Atles i Pan, Dafnis sembla tenir una estreta cresta al voltant de l'equador i un mantell de material força suau a la superfície, probablement una acumulació de partícules fines dels anells. Alguns cràters són evidents a aquesta resolució. Més al nord es pot veure una carena addicional que corre paral·lela a la banda equatorial.
En aquesta imatge també s'aprecien detalls fins als anells. En particular, s'aprecia una textura granulada en diversos carrils amples que insinua estructures on les partícules s'aglutinen. En comparació amb les vores esmolades de la bretxa Keeler, el bec de l'ona a la vora de la bretxa de l'esquerra té un aspecte més suau. Això és degut possiblement al moviment de les fines partícules de l'anell que s'estenen cap a la bretxa després de l'última aproximació de Dafnis a aquesta vora en una òrbita anterior.
Un tènue i estret tirabuixó de material anul·lar segueix just darrere de Dafnis (a la seva esquerra). Això pot ser el resultat d'un moment en què Dafnis va treure un paquet de material de l'anell, i ara aquest paquet s'està estenent.
La imatge va ser presa en llum visible (verda) amb la càmera d'angle estret de la nau espacial Cassini. La imatge va ser presa a una distància d'aproximadament 28.000 quilòmetres de Dafnis i amb un angle Sol-Dafnis-nau, o fase, de 71 graus. L'escala de la imatge és de 168 metres per píxel.
Cassini és un projecte cooperatiu de la NASA, l'ESA (Agència Espacial Europea) i l'Agència Espacial Italiana. El JPL, una divisió de l'Institut Tecnològic de Califòrnia a Pasadena, gestiona la missió per a la Direcció de Missions Científiques de la NASA, a Washington. L'orbitador Cassini i les seves dues càmeres a bord van ser dissenyats, desenvolupats i acoblats al JPL. El centre d'operacions d'imatge té la seu a l'Space Science Institute de Boulder (Colorado).
Per a més informació sobre la missió Cassini-Huygens, feu un clic aquí o a aquí. Podeu accedir a la pàgina web de l'equip d'imatges de Cassini fent un clic aquí.
Clic per engrandir. Recreació artística de la sonda Hayabusa-2 durant el seu segon intent de recollir mostres el juliol del 2019, prop d'un cràter artificial format a l'asteroide Ryugu l'abril. Crèdit: Akihiro Ikeshit, JAXA.
L'asteroideRyugu conté grans de material que es van formar abans del naixement del Sol, a les atmosferes d'estrelles moribundes. Aquests grans pre-solars es van trobar allà en mostres portades a la Terra per la sonda Hayabusa-2.
Aquests són tots els asteroides coneguts del nostre Sistema Solar. Mireu que nombrosos són: aquí teniu tots els asteroides identificats pels astrònoms des del primer descobriment l'any 1801. El nombre de descobriments ha augmentat significativament des de finals del segle XX.
El 1950, Erwin Schrödinger, un dels fundadors de la mecànica quàntica, després d'haver treballat tant per dilucidar la naturalesa de la vida com per a l'aparició de la matèria en un model de cosmologiarelativista, va explicar en una de les quatre conferències públiques titulada “La ciència com a element constitutiu de l'Humanisme que el coneixement aïllat obtingut per un grup d'especialistes en un camp estret no té en si mateix cap valor de cap mena; només té valor en la síntesi que l'uneix a tota la resta de coneixements i només en la mesura que realment contribueix, en aquesta síntesi, a respondre la pregunta: Qui sóm?".
De fet, estem buscant les nostres arrels i la nostra identitat còsmica amb missions espacials com la de la sonda japonesa Hayabusa-2, que va estar en òrbita al voltant de l'asteroide Ryugu (162173) des de juny de 2018 fins a novembre de 2019. Hi va prendre mostres que han arribat a la Terra i encara s'estan analitzant.
Una presentació de la missió Hayabusa 2. Podeu triar l'idioma de subtitulació a la configuració del video. Crèdit: DLR
Per tant, provenen d'un membre de la família d'asteroides Apol·lo, els asteroides propers a la Terra, i fins i tot es troba entre els que són potencialment perillosos. S'havia descobert l'any 1999 i ràpidament s'havia quedat clar que pertanyia als asteroides de tipus C, és a dir, semblants als meteorits de condrites carbòniques coneguts a la Terra.
La seva composició química és, doncs, propera a la de la matèria del núvol molecular i polsós on va néixer el sistema solar primitiu, sense els elements lleugers i volàtils com el gel. Per tant, va ser un objectiu preferit per entendre l'origen dels planetes i del Sol i, per tant, l'origen de la biosfera i la noosfera, de manera que Hayabusa-2 ens va oferir molt més que imatges de primer pla de l'asteroide Ryugu (162173).
Avui fa tres anys (22 de febrer de 2019) va ser el primer gol de Hayabusa2. Recordem l'operació extremadament tensa. La mostra recollida en aquell moment està sent examinada pel nostre equip d'anàlisi inicial. Estem emocionats amb el que trobarem!. Crèdit: HAYABUSA2@JAXA
En podem estar convençuts amb l'anunci fet a través d'un article d'un equip internacional d'investigadors liderat per Jens Barosch i Larry Nittler de la Carnegie Institution for Sciencepublicat a The Astrophysical Journal Letters.
Els membres d'aquest equip van fer saber que van descobrir en les mostres portades per Hayabusa-2 ni més ni menys que grans presolars.
Una clau del cicle dels estels de la Via Làctia
Amb això ens referim a materials sòlids que es van condensar en grans, no en el disc protoplanetari de gas i pols que es refredava al voltant del Sol jove, fa uns 4.500 a 4.600 milions d'anys, sinó fins i tot abans del naixement del Sol, a les atmosferes estel·lars de les estrelles existents abans d'ella i del qual van ser expulsats al final de la seva vida per trobar-se al medi interestel·lar, després a la nebulosa protosolar a l'origen del Sistema Solar.
Clic per engrandir. A l'esquerra hi ha una imatge presa amb un microscopi electrònic d'una partícula de Ryugu premsada en una làmina d'or en la qual s'han detectat dos grans presolars de carbur de silici, tal com indiquen les fletxes blanques de les imatges del centre i de l'esquerra. Crèdit: Carnegie Institution for Science.
Recordeu que hi ha un autèntic cicle estel·lar a la Via Làctia que fa que evolucioni químicament amb un enriquiment creixent del medi interestel·lar en elements pesants. En aquest medi, núvols moleculars i polsosos, densos i freds, es col·lapsen gravitacionalment, desestabilitzats sota l'efecte d'una pressió, ja siguin ones de densitat als braços de la nostra galàxia o per l'ona de xoc de l'explosió de la supernova.
A mesura que els núvols col·lapsen, es fragmenten donant vivers d'estrelles, algunes de les quals evolucionaran molt ràpidament explotant en supernoves, injectant nous elements pesants al núvol on continua la formació estel·lar. Es creu que l'explosió d'una d'aquestes estrelles, anomenada Coatlicue, va provocar l'enfonsament del núvol protosolar on va néixer el nostre Sol. De manera més general, les estrelles al final de la seva vida retornaran la matèria que les va formar al medi interestel·lar, però amb nous elements, un entorn en el qual, per les mateixes raons, naixeran noves estrelles.
Això és el que fa que Jens Barosch digui que, en el cas de les troballes a les mostres de Ryugu, "diferents tipus de grans presolars provenen de diferents tipus d'estrelles i processos estel·lars, que podem identificar a partir de les seves signatures isotòpiques. La capacitat d'identificar i estudiar aquests grans al laboratori ens pot ajudar a entendre els fenòmens astrofísics que han donat forma al nostre Sistema Solar, així com altres objectes còsmics".
De fet, els cosmoquímics poden utilitzar sofisticats instruments microanalítics per mesurar l'abundància de diversos nuclis isotòpics d'un element amb un nombre diferent de neutrons i comparar-los amb els mesurats en les condrites carbonàcies que s'han estavellat a la Terra.
Sobre aquest tema, i de nou en un comunicat de premsa de la Carnegie Institution for Science, Larry Nittler explica que "les composicions i l'abundància dels grans presolars que hem trobat a les mostres de Ryugu són similars a les que hem trobat anteriorment a les condrites carbonàcies. Això ens dóna una imatge més completa dels processos de formació del nostre Sistema Solar que pot informar models i experiments futurs amb mostres de Hayabusa2, així com d'altres meteorits".
Podeu triar l'idioma de subtitulació a la configuració del video. En aquest vídeo, Philip Heck parla de la seva investigació sobre els grans presolars, minerals que es van formar abans del naixement del nostre sistema solar. "Science at FMNH" és una sèrie de podcasts i vídeos que explora la ciència, les col·leccions i la investigació entre bastidors al Field Museum de Chicago. Crèdit: Field Museum
La Via Làctia, un magnífic camí d'estrelles al cel nocturn, encara guarda molts secrets. La matèria fosca i l'energia, els forats negres supermassius són temes fascinants per entendre millor la nostra galàxia.
El nostre sistema solar forma part d'una galàxia espiral molt típica, de la qual n'hi ha milers de milions a l'univers observable. Com que estem a dins, malauradament no podem tenir-ne una visió sinòptica clara, sinó que hem de reconstruir la seva possible estructura, a partir d'un gran nombre d'observacions, en particular pel que fa a la velocitat de rotació de la matèria des del centre.
L'observació de les galàxies exteriors ens ajuda molt a entendre les nostres. Així és possible comparar la Via Làctia amb Messier 83, la imatge del qual es reprodueix a continuació.
Clic per engrandir. La galàxia Messier 83, que es mostra aquí, és molt semblant a la Via Làctia. Crèdit: NASA, ESA i el Hubble Heritage Team (STScI/AURA) Agraïments: William Blair (Johns Hopkins University) CCO .
Una galàxia com la Via Làctia està formada per diversos sistemes de geometria, cinemàtica, edat i poblacions estel·lars diferents, que permeten rastrejar la seva formació. A la figura següent es mostra un exemple esquemàtic; de dins a fora:
un bulb poc massiu amb geometria esferoïdal al centre;
un disc prim la massa estel·lar del qual domina;
un disc gruixut;
un halo estel·lar esferoïdal molt extens.
A la Via Làctia, el disc prim seria el doble de petit de radi que el disc gruixut, però gairebé tan massiu, segons les últimes estimacions. D'altra banda, el bulb seria gairebé insignificant en massa.
Clic per engrandir. Diagrama dels diferents components estel·lars d'una galàxia espiral típica. Crèdit: Françoise Combes. Infografia en català: Sci-Bit
La Via Làctia, una galàxia espiral barrada
Hi ha una barra estel·lar a la nostra galàxia (com a M83, vegeu la foto de dalt), que no és excepcional, ja que dos terços de les galàxies espirals estan barrades. Les estrelles que entren en ressonància amb la barra es poden elevar perpendicularment al pla i formen pseudo-bulbs en forma de caixa o de cacauet.
Una imatge obtinguda en infraroig proper, que permet perforar l'enfosquiment de la pols, i així veure el centre de la nostra galàxia (vegeu més avall), revela la barra i el seu pseudo-bulb. Podem veure, per l'efecte de perspectiva, que el costat de la barra que ve cap a nosaltres és més gruixut que el costat simètric que marxa.
Clic per engrandir. Imatge de la Via Làctia obtinguda en infraroig proper pel projecte 2MASS. Crèdit: www.ipac.caltech.edu
El disc gruixut, que té les poblacions d'estrelles més antigues, es va formar molt ràpidament durant la gènesi primerenca de la galàxia, fa entre 9 i 12 mil milions d'anys. La fracció de gas era aleshores molt més alta que avui (al voltant del 30 al 50%); aquest gas és gravitacionalment inestable, la qual cosa el fa molt turbulent, i les estrelles es formen de manera molt violenta. Les galàxies continuen rebent gas dels filaments de matèria que les connecten a la xarxa còsmica. Aquest flux de gas renova el medi interestel·lar de la galàxia, que s'ha consumit en estrelles. Aleshores, la fracció de gas es manté en un nivell molt baix, entre el 5 i el 10% com ara. El component gasós és molt més estable i es manté confinat en un disc prim.
L'halo estel·lar de la Via Làctia
L'halo estel·lar està format essencialment per petites galàxies companyes, que són engolides per la Via Làctia. Gràcies a grans programes d'observació dels colors i la magnitud de milions d'estrelles de la nostra galàxia, és possible identificar corrents estel·lars, les propietats físiques dels quals es distingeixen del conjunt.
Així, s'han observat diversos corrents, en relació amb les interaccions de marea, entre la Via Làctia i petites galàxies satèl·lits. El nana el·líptica de Sagitari va ser un dels primers descobriments, després Ca Major, l'anell de l'Unicorn, etc.
Clic per engrandir. Resultats de la simulació de fusions entre petites galàxies satèl·lit i la galàxia principal central. La paleta d'intensitat blava mostra la densitat d'estrelles a l'halo de la galàxia central. Crèdit: Bullock i Johnston, The Astrophysical Journal , 2005
Aquests corrents són tan nombrosos que tot el halo estel·lar es podria haver format únicament a partir de les restes de petites galàxies engolides per la nostra. La simulació que es mostra a dalt mostra dos resultats finals després de la interacció amb petits satèl·lits: els corrents de marea formen bucles i filaments estel·lars característics, com ara remolins i plomalls.
Els llums juguen al voltant de l'horitzó d'aquest petit planeta nevat mentre es desplaça per un cel nocturn estrellat.
Per descomptat, el petit planeta és en realitat el planeta Terra. Enregistrada el 21 d'agost, la panoràmica digitalment deformada i centrada en el nadir cobreix gairebé 360x180 graus a l'exterior de l'estació Amundsen-Scott del Pol Sud, a l'Antàrtida. El lloc de recerca més meridional és a prop de l'horitzó a la part superior, on s'acosta la llum de l'alba després de gairebé sis mesos de foscor. A la part inferior hi ha el marcador cerimonial del pol envoltat per les 12 banderes dels signants originals del tractat antàrtic, amb un desplegament salvatge de l'aurora austral per sobre.
Aquesta imatge va ser considerada el 26 d'agost de 2022 per la NASA com la seva imatge del dia.
Clic per engrandir. Crèdits: Bruce Balick (University of Washington), Jason Alexander (University of Washington), Arsen Hajian (U.S. Naval Observatory), Yervant Terzian (Cornell University), Mario Perinotto (University of Florence, Italy), Patrizio Patriarchi (Arcetri Observatory, Italy), NASA/ESA
Les estrelles més comunes, com el Sol, porten una vida força plàcida als seus veïnats galàctics, produint constantment calor i llum durant milers de milions d'anys. Tot i això, quan aquestes estrelles arriben a l'edat de jubilació, es transformen en obres d'art úniques i sovint psicodèliques. Aquesta imatge del Hubble de Caldwell 55, també coneguda com a nebulosa Saturn i NGC 7009, mostra el resultat, anomenat nebulosa planetària. Tot i que sembla un tros de caramel còsmic embolicat, el que veiem són en realitat les capes gasoses exteriors d'una estrella moribunda.
Les estrelles s'alimenten de la fusió nuclear, però cadascuna compta amb un subministrament limitat de combustible. Quan una estrella de massa mitjana esgota el seu combustible nuclear, s'infla i es desfà de les capes exteriors fins que només queda un petit nucli calent. El nucli sobrant, anomenat nana blanca, és molt semblant a un carbó calent que brilla després d'una barbacoa: al final s'apagarà. Fins aleshores, les restes gasoses rebutjades són fluorescents mentre s'expandeixen pel cosmos, possiblement destinades a ser reciclades en generacions posteriors d'estrelles i planetes.
La nebulosa Saturn és a uns 1.400 anys llum de distància en direcció a la constel·lació d'Aquari. La proximitat l'ha convertit en un objectiu popular d'estudi per als telescopis de tot el món. El Hubble va prendre aquesta imatge en llum visible utilitzant la Cambra Planetària i de Camp Ampli 2 el 1996. Gràcies a les observacions del Hubble, els científics han caracteritzat la composició, l'estructura i la temperatura de la nebulosa, així com la seva interacció amb el material circumdant. L'estudi de les nebuloses planetàries és especialment interessant, ja que el nostre Sol experimentarà una destinació similar d'aquí a cinc mil milions d'anys.
La nebulosa Saturn es coneix des del 1782, quan va ser descoberta per l'astrònom William Herschel. Els cels de finals d'estiu proporcionaran una visió ideal d'aquesta estructura calidoscòpica per als observadors de l'hemisferi nord (finals d'hivern per als de l'hemisferi sud). Aquesta nebulosa de magnitud 8 es veurà com una estrella als telescopis més petits, però els telescopis més grans revelaran més detalls, incloent dos lòbuls estesos a cada costat de la nebulosa que s'assemblen als anells de Saturn, cosa que dóna a la nebulosa el seu sobrenom. L´ús d´un gran augment juntament amb la visió evasiva (mirant lluny del centre de l´objecte) proporcionarà les millors vistes de les regions exteriors més febles de la nebulosa.
Per a més informació sobre les observacions del Hubble de Caldwell 55, feu un clic aquí.
Clic per engrandir. Imatge composta del Webb NIRCam de Júpiter a partir de tres filtres; F360M (vermell), F212N (groc-verd) i F150W2 (cian), i alineació deguda a la rotació del planeta. Crèdit: NASA, ESA, CSA, Júpiter ERS Team; processament d'imatges per Judy Schmidt.
Amb gegantines tempestes, potents vents, aurores i condicions extremes de temperatura i pressió, Júpiter té molta feina. Ara el telescopi espacial James Webb de la NASA ha captat noves imatges del planeta. Les observacions de Júpiter realitzades per Webb donaran als científics encara més pistes sobre la vida interior de Júpiter.
"Si som sincers, no esperàvem que fos tan bo", va dir l'astrònoma planetària Imke de Pater, professora emèrita de la Universitat de Califòrnia a Berkeley. De Pater va dirigir les observacions de Júpiter amb Thierry Fouchet, professor de l'Observatori de París, com a part d'una col·laboració internacional per al programa de Ciència d'Alliberament Primerenc de Webb. El mateix Webb és una missió internacional dirigida per la NASA amb els seus socis a l'ESA (Agència Espacial Europea) i la CSA (Agència Espacial Canadenca). "És realment notable que puguem veure detalls de Júpiter juntament amb els seus anells, petits satèl·lits i fins i tot galàxies en una sola imatge", va dir.
Totes dues imatges procedeixen de la càmera d'infraroig proper (NIRCam) del telescopi, que compta amb tres filtres infrarojos especialitzats que mostren detalls del planeta. Atès que la llum infraroja és invisible per a l'ull humà, la llum ha estat mapejada a l'espectre visible. En general, les longituds més llargues d'ona apareixen més vermelles i les més curtes es mostren més blaves. Els científics van col·laborar amb la científica ciutadana Judy Schmidt per traduir les dades del Webb en imatges.
A la vista independent de Júpiter, creada a partir d'una composició de diverses imatges de Webb, les aurores s'estenen a gran altura sobre els pols nord i sud de Júpiter. Les aurores brillen en un filtre mapejat a colors més vermells, que també ressalta la llum reflectida pels núvols inferiors i les boires superiors. Un filtre diferent, mapejat en grocs i verds, mostra les boires que s'arremolinen al voltant dels pols nord i sud. Un tercer filtre, mapejat a blaus, mostra la llum que es reflecteix des d'un núvol principal més profund.
La Gran Taca Vermella, una famosa tempesta tan gran que podria empassar-se la Terra, apareix blanca en aquestes vistes, igual que altres núvols, perquè estan reflectint molta llum solar.
"La brillantor aquí indica gran altitud, de manera que la Gran Taca Vermella té boires de gran altitud, igual que la regió equatorial", va dir Heidi Hammel, científic interdisciplinari de Webb per a les observacions del sistema solar i vicepresident de la ciència a AURA . "Les nombroses taques i ratlles blanques brillants són probablement cims de núvols a gran altura de tempestes convectives condensades". Per contra, les cintes fosques al nord de la regió equatorial tenen poca cobertura de núvols.
Clic per engrandir. Crèdit: Imatge composta del Webb NIRCam a partir de dos filtres; F212N (taronja) i F335M (cian), del sistema de Júpiter, sense etiquetar (a dalt) i etiquetat (a baix). Crèdit: NASA, ESA, CSA, Júpiter ERS Team; processament d'imatges per Ricardo Hueso (UPV/EHU) i Judy Schmidt.
En una vista de camp ampli, Webb veu Júpiter amb els seus febles anells, que són un milió de vegades més febles que el planeta, i dues petites llunes anomenades Amaltea i Adrastea. Les taques difuses al fons inferior són probablement galàxies que "fan de photobomb" en aquesta vista joviana.
"Aquesta única imatge resumeix la ciència del nostre programa del sistema de Júpiter, que estudia la dinàmica i la química del mateix Júpiter, els seus anells i el seu sistema de satèl·lits", va dir Fouchet. Els investigadors ja han començat a analitzar les dades del Webb per obtenir nous resultats científics sobre el planeta més gran del nostre sistema solar.
Les dades de telescopis com el Webb no arriben a la Terra empaquetats de manera ordenada. En canvi, contenen informació sobre la brillantor de la llum als detectors de Webb. Aquesta informació arriba a l'Space Telescope Science Institute (STScI), el centre d'operacions científiques i de missió del Webb, en forma de dades brutes. L'STScI processa les dades en arxius calibrats per a la seva anàlisi científica i les lliura a l'Arxiu Mikulski de Telescopis Espacials per a la seva difusió. A continuació, els científics tradueixen aquesta informació en imatges com aquestes en el curs de les seves investigacions (aquí hi ha un podcast sobre això). Mentre que un equip del STScI processa formalment les imatges del Webb per a la seva publicació oficial, els astrònoms no professionals, coneguts com a ciutadans científics, sovint se submergeixen a l'arxiu públic de dades per recuperar i processar les imatges també.
Judy Schmidt, de Modesto, Califòrnia, que porta molt de temps processant imatges a la comunitat de ciència ciutadana, va processar aquestes noves vistes de Júpiter. Per a la imatge que inclou els minúsculs satèl·lits, va col·laborar amb Ricardo Hueso, co-investigador en aquestes observacions, que estudia les atmosferes planetàries a la Universitat d'Euskadi a Espanya.
Clic per engrandir. La científica Judy Schmidt, de Modesto (Califòrnia), processa imatges astronòmiques de naus espacials de la NASA, com el telescopi espacial Hubble. Un exemple del seu treball és la Papallona de Minkowski, a la dreta, una nebulosa planetària en direcció a la constel·lació del Serpentari.
Schmidt no té formació acadèmica en astronomia. Però fa 10 anys, un concurs de l'ESA va despertar la passió insaciable pel processament d'imatges. El concurs "Tresors ocults del Hubble" convidava el públic a trobar noves joies a les dades del Hubble. D'entre gairebé 3.000 propostes, Schmidt es va emportar el tercer lloc per una imatge d'una estrella recent nascuda.
Des del concurs de l'ESA, ha estat treballant a les dades del Hubble i d'altres telescopis com a passatemps. "Hi ha alguna cosa que se'm va quedar gravada i no puc parar", va dir. "Podria passar hores i hores cada dia". Des del concurs de l'ESA, ha estat treballant a les dades del Hubble i d'altres telescopis com a passatemps. "Hi ha alguna cosa que se'm va quedar gravada i no puc parar", va dir. "Podria passar hores i hores cada dia".
El seu amor per les imatges astronòmiques la va portar a processar imatges de nebuloses, cúmuls globulars, vivers estel·lars i objectes còsmics més espectaculars. La seva filosofia és: "Intento que sembli natural, encara que no sigui res semblant al que l'ull pot veure". Aquestes imatges han cridat l'atenció de científics professionals, entre ells Hammel, que ja va col·laborar amb Schmidt en el perfeccionament de les imatges del Hubble de l'impacte del cometa Shoemaker-Levy 9 a Júpiter (al vídeo podeu triar l'idioma de subtitulació a la configuració del video).
Segons Schmidt, Júpiter és més difícil de treballar que altres meravelles còsmiques més llunyanes, a causa de la rapidesa amb què gira. Combinar una pila d'imatges en una sola vista pot ser un repte quan les característiques distintives de Júpiter han girat durant el temps que es van prendre les imatges i ja no estan alineades. De vegades ha de fer ajustaments digitals per apilar les imatges de manera que tinguin sentit.
El Webb proporcionarà observacions sobre totes les fases de la història còsmica, però si Schmidt hagués de triar una cosa per estar emocionada, seria més vistes del Webb de les regions de formació estel·lar. En particular, el fascinen les estrelles joves que produeixen potents dolls en petites taques de nebuloses anomenades objectes Herbig-Haro. "Tinc moltes ganes de veure aquestes estranyes i meravelloses estrelles nadó fent forats a les nebuloses", va dir.
Bé. Té la nostra atenció. Saturn està actualment en oposició, és a dir, directament oposat al Sol al nostre cel nocturn. També és a prop del perigeu, el major acostament de Saturn a la Terra.
Normalment, això seria una oportunitat fantàstica per observar el cel... si la llum de la Lluna plena no s'interposés. Afortunadament, Saturn encara pot ser visible amb un telescopi decent.
Mira cap a la mitjanit, hora local, siguis a on siguis, i veuràs el planeta anellat just a l'oest de la Lluna creixent.
En aquest mosaic de color natural del 2012 pres per la nau espacial Cassini, veiem Saturn i la seva lluna més gran, Tità.
Descripció de la imatge: El gegant gasós Saturn, vist aquí en tons grocs, groc-verdosos i blau clar amb tènues núvols arremolinats, domina aquesta imatge presa per la nau espacial Cassini. Els seus anells amb prou feines són visibles, dividint la foto amb una línia recta en un angle lleugerament ascendent, però projecten una gran ombra corbada a l'hemisferi sud de Saturn. La lluna de Saturn, Tità, és visible a la banda esquerra d'aquesta imatge, davant de Saturn i els seus anells.
Clic per engrandir. Aquí Neptú es veu com un planeta de color blau intens amb una taca de tempesta de color blau fosc. Núvols blancs de metà motegen la imatge. La nau espacial Voyager va realitzar les primeres observacions de prop del planeta entre el 5 de juny i el 2 d'octubre de 1989. Crèdit: NASA ,JPL.
Les pales de fibra de carboni de l'helicòpter de Mart Ingenuity es poden veure en aquest vídeo pres per l'instrument Mastcam-Z a bord del rover marcià Perseverance de la NASA el 8 d'abril del 2021, el 48è dia marcià, o sol, de la missió. Les quatre pales estan disposades en dos rotors contrarotants de 1,2 metres de llargada que poden girar a unes 2.400 rpm. Al vídeo es veu com les pales realitzen una prova de moviment abans del gir real per assegurar-se que funcionen correctament.
L'helicòpter pesa uns 1,8 quilograms a la Terra i uns 0,68 quilograms a Mart. Té una alçada de 0,49 metres. Les quatre pales de fibra de carboni especialment fabricades estan disposades en dos rotors contrarotants d'1,2 metres de llarg que giren a unes 2.400 rpm. El fuselatge de l'helicòpter fa 13,6 centímetres per 19,5 centímetres per 16,3 centímetres i té quatre potes d'aterratge de carboni, cadascuna de 0,384 metres de llargada, cosa que dóna a l'helicòpter una alçada de 13 centímetres sobre el terra. L'helicòpter s'alimenta d'un panell solar situat a la part superior del sistema del rotor, que carrega sis bateries de ions de liti.
Un objectiu clau de la missió de Perseverance a Mart és l'astrobiologia, inclosa la cerca de signes de vida microbiana antiga. El rover caracteritzarà la geologia i el clima del planeta en el passat, prepararà el camí per a l'exploració humana del Planeta Vermell i serà la primera missió que reculli i emmagatzemi roca i regolita marcians (roca i pols trencades).
Les següents missions de la NASA, en cooperació amb l'ESA (Agència Espacial Europea), enviaran naus espacials a Mart per recollir aquestes mostres segellades de la superfície i tornar-les a la Terra per analitzar-les en profunditat.
La missió Mars 2020 Perseverance forma part de l'objectiu d'exploració des de la Lluna a Mart de la NASA, que inclou les missions Artemis a la Lluna que ajudaran a preparar l'exploració humana del planeta vermell.
El JPL de la NASA, gestionat per a la NASA per Caltech a Pasadena, Califòrnia, va construir i gestiona les operacions del rover Perseverance. La investigació de la Mastcam-Z està dirigida i operada per la Universitat Estatal d'Arizona a Tempe, treballant en col·laboració amb Malin Space Science Systems a San Diego, Califòrnia, en el disseny, fabricació, proves i operació de les càmeres.
Per a més informació sobre Perseverance feu un clic aquí.
Clic per engrandir. El coet Space Launch System (SLS) de la NASA amb la nau espacial Orion a bord es veu al cim d'un llançador mòbil a la plataforma de llançament 39B, dimecres 17 d'agost de 2022. després de ser traslladat a la plataforma de llançament al Centre Espacial Kennedy de la NASA a Florida. La missió Artemis I de la NASA és la primera prova integrada dels sistemes d'exploració de l'espai profund de l'agència: la nau espacial Orion, i el coet SLS i els sistemes terrestres de suport. El llançament de la prova de vol sense tripulació està previst per no abans del 29 d'agost. Crèdit: NASA.
La NASA proporcionarà cobertura d'activitats de pre-llançament, llançament i post-llançament per a Artemis I, la primera prova integrada de la nau espacial Orion de la NASA, el coet Space Launch System (SLS) i els sistemes terrestres al Centre Espacial Kennedy de l'agència a Florida. Aquesta prova de vol sense tripulació al voltant de la Lluna aplanarà el camí per a una prova de vol tripulada i la futura exploració lunar humana com a part d'Artemis.
El coet SLS es llençarà durant una finestra de dues hores que s'obre a les 8:33 am. EDT (UTC-4) del dilluns 29 d'agost, des de la plataforma de llançament 39B al Centre Espacial Kennedy.
El coet i la nau espacial van arribar a la plataforma de llançament dimecres després del recorregut de gairebé 10 hores i quatre milles des de l'Edifici d'Assemblatge de Vehicles. Una transmissió en viu del coet i la nau espacial a la plataforma de llançament està disponible actualment al canal de YouTube de la NASA Kennedy.
La cobertura en viu dels esdeveniments es transmetrà per la televisió de la NASA, l'aplicació de la NASA i el lloc web de l'agència espacial, amb esdeveniments preliminars a partir de dilluns, agost. 22. El compte enrere de llançament començarà el dissabte 27 d'agost. a les 10:23 am.
La transmissió en viu del llançament també inclourà aparicions de celebritats com Jack Black, Chris Evans i Keke Palmer, així com una actuació especial de The Star-Spangled Banner amb Josh Groban i Herbie Hancock. També comptarà amb una actuació d'America the Beautiful per The Philadelphia Orchestra i el violoncel·lista Yo-Yo Ma, dirigida per Yannick Nézet-Séguin.
Artemis I, la primera d'una sèrie de missions cada cop més complexes, serà una prova de vol sense tripulació que proporcionarà una base per estendre la presència humana a la Lluna i més enllà. La missió demostrarà el rendiment del coet SLS i provarà les capacitats d'Orion durant unes sis setmanes mentre viatja a unes 40.000 milles més enllà de la Lluna i de tornada a la Terra.
Components de la nau Orion
Els mitjans i el públic també poden fer preguntes a les xarxes socials fent servir l'etiqueta #Artemis.
Tots els horaris són orientals (USA. UTC-4), tots els esdeveniments es transmetran en viu a la televisió de la NASA, i la informació està subjecta a canvis. Seguiu el blog d'Artemis de la NASA per a actualitzacions.
Cobertura del llançament de la NASA en castellà
La transmissió del llançament de la NASA en castellà inclourà entrevistes amb membres hispans de la missió i comentaris en directe.
El programa, que començarà a les 7.30 am. (UTC-4) del dilluns 29 d'agost, estarà disponible als comptes de YouTube, Twitter i Facebook de la NASA en castellà, i continuarà aproximadament 15 minuts després de l'enlairament. La cobertura de la missió seguirà després als canals de la NASA en castellà.
Els mitjans de comunicació i les institucions educatives interessades a compartir el flux de la mostra es poden posar en contacte amb María José Viñas a: maria-jose.vinasgarcia@nasa.gov.
Amb les missions d'Artemis, la NASA aterrarà la primera dona i la primera persona de color a la Lluna, aplanant el camí per a una exploració lunar a llarg termini i servint com un esglaó per enviar astronautes a Mart.
Per a més informació sobre la missió Artemis I al web de la NASA, feu un clic aquí.
Per obtenir informació sobre cobertura en espanyol al Centre Espacial Kennedy o si voleu sol·licitar entrevistes en espanyol, poseu-vos en contacte amb Antonia Jaramillo a: antonia.jaramillobotero@nasa.gov.
Per si voleu participar o fer seguiment a les xarxes socials:
Què és aquesta banda de llum que travessa el cel? Tot i que Demòcrit ja pensava, al segle V aC, que la Via Làctia estava "formada per estels molt petits i agrupats tan estretament que ens en semblen un", calia esperar que Galileu i el seu telescopi astronòmic confirmessin aquesta idea audaç. No va ser fins als anys 30 que es va obtenir una representació correcta de la Galàxia, demostrant que la nostra Via Làctia era una galàxia entre d'altres, i que el Sol estava lluny d'estar en el seu centre.
Clic per engrandir. Podem veure part de la Via Làctia, la nostra galàxia, al cel nocturn. Crèdit: Y. Beletsky (LCO)/ESO, CC by 4.0
L'estructura espiral de les galàxies fa temps que planteja problemes als astrònoms, els braços s'han d'enrotllar molt ràpidament i el disc galàctic es torna homogeni. La Via Làctia, la nostra galàxia, part de la qual veiem al cel nocturn, també és espiral.
La missió GAIA de la ESA ha mesurat les posicions i velocitats de mil milions d'estrelles a la Via Làctia. Això permetrà reconstruir la història de la nostra galàxia, entendre millor la seva estructura, però també anar a la recerca de matèria fosca i exoplanetes. Crèdit: ESA, Euronews
Al cor de la Via Làctia, com a totes les galàxies, s'amaga un forat negre supermassiu, la massa del qual és proporcional a la de la protuberància galàctica, la seva part central. Les galàxies es troben amb freqüència i poden interactuar a través del que s'anomenen "forces de marea". Es frenen per la fricció dinàmica, que pot portar-los a apropar-se els uns als altres mentre s'arremolinen cap al seu centre comú, o fins i tot a fusionar-se.
Clic per engrandir. Feix làser emès des d'un observatori cap al centre de la Via Làctia per estudiar-ne els detalls. El làser provoca la formació d'una "estrella artificial" a la mesosfera, a una altitud de 90 km. Aquesta font de llum s'utilitza com a referència per compensar la turbulència atmosfèrica. El làser està sintonitzat a la freqüència d'excitació del sodi. El seu color groc també recorda el de les làmpades de sodi utilitzades en la il·luminació urbana. Aquesta capa de sodi de la mesosfera seria un rastre deixat pels meteorits que la travessen. Aquest mètode permet analitzar els petits detalls del cel, com l'activitat del forat negre situat al centre galàctic. Foto presa amb gran angular (180°) a mitjans d'agost de 2008, prop del Very Large Telescope, al Cerro Paranal, Xile. Crèdit: ESO, Yuri Beletsky, CC by 3.0
En aquest fitxer, podreu descobrir fenòmens fascinants al voltant de la Via Làctia, com el que caracteritza una galàxia espiral, detalls sobre forats negres o fins i tot matèria fosca. També parlarem de les interaccions entre galàxies, que poden arribar a fusionar diverses entitats. Bona lectura.
Clic per engrandir. Recreació artística d'un forat de cuc que connecta dos universos. Crèdit: vchalup, Fotolia.
Submergeix-te al cor dels forats negres, aquestes estrelles que devoren tota la matèria, i fins i tot la llum!
Després del descobriment dels forats negres, descobrirem forats de cuc? Diverses tècniques ens podrien permetre fer-ho, una de les quals s'acaba de descriure. Es podria aplicar a Sagitari A, (Sgr A) el nostre forat negre supermassiu que potser no ho és, sinó que és un forat de cuc entre dos universos paral·lels.
Investigadors de renom han estat especulant sobre l'existència de forats de cuc en astrofísica durant gairebé 60 anys. Aquestes solucions a les equacions d'Einstein són de fet cosines de les que porten a la teoria dels forats negres. Per tant, s'ha especulat que almenys alguns dels objectes que observem al cosmos avui, que semblen comportar-se com forats negres, no ho són. Per demostrar-ho, caldria demostrar que aquests objectes no tenen un horitzó d'esdeveniments, per exemple estudiant les ones gravitatòries que emeten durant els xocs i buscant modes quasi normals.
Sabem, efectivament, des d'aquest punt de vista que els forats negres predits per la teoria de la relativitat general poden vibrar en posseir un espectre de vibracions que constitueix una targeta d'identitat fiable com ho són les línies d' emissió dels àtoms d'un objecte determinat. Teòricament és possible distingir un forat negre descrit per les equacions d'Einstein d'un forat negre descrit per una altra teoria relativista de la gravitació (per exemple tensor-escalar per utilitzar l'argot dels físics teòrics) amb aquest espectre que és precisament la marca de quasi-normal.
A més, un objecte que sigui compacte, però que no tingui un horitzó d'esdeveniments, emetria diferents ones gravitatòries durant una col·lisió. Un forat de cuc no té aquest horitzó i per tant, es pot imaginar intentant detectar l'existència d'aquests objectes gràcies a l'astronomia gravitatòria.
Alguns escenaris cosmològics que fan que els camps escalars juguen un paper important, potser en relació amb l'existència d'energia fosca avui o d'una fase d'inflació a l'univers primordial, permeten imaginar que els forats de cuc van aparèixer durant el Big Bang. Els forats negres supermassius, l'existència dels quals s'explica fent-los créixer a partir de "llavors" que serien forats negres primordials nascuts de fluctuacions de densitat en el contingut de l'univers en el seu naixement, podrien convertir-se en forats de cuc primordials.
Un seminari de Katie Bouman sobre la imatge presa de M87. Podeu triar l'idioma de subtitulació a la configuració del vídeo. Crèdit: Caltech. YouTube.
Les ones gravitatòries no són l'única manera de provar la teoria del forat negre i revelar l'existència d'objectes exòtics que podrien ocupar el seu lloc. De fet, els membres de la col·laboració del Telescopi Event Horizon van intentar esbrinar si M87 no era realment un forat de cuc perquè la imatge que es podria obtenir no és la mateixa segons si es troba en presència d'un forat negre semblant a Kerr o un objecte amb característiques de forat de cuc. Sembla que, en el cas de M87, aquesta última possibilitat és poc probable, tal com va explicar Katie Bouman en el seu seminari a Caltech (vegeu minuts 45 a 49, al vídeo anterior).
Avui, dos investigadors, Dejan Stojkovic, de la Universitat de Buffalo (EUA), i De-Chang Dai de la Universitat de Yangzhou, han esbossat un altre mètode per intentar esbrinar si un forat negre no és en realitat un forat de cuc. L'article sobre aquest tema, que es pot consultar en accés obert a arXiv, es va publicar a la reconeguda revista Physical Review D.
La idea bàsica és senzilla d'entendre. Si un forat negre supermassiu com Sgr A és de fet un forat de cuc, canalitza el camp gravitatori dels objectes en una de les seves entrades per sortir per l'altra. Això ha de passar tant si els dos extrems del forat de cuc es troben al nostre Univers com si connecten dos universos.
El resultat seria que els moviments d'estrelles properes a Sgr A, per exemple la famosa S2, no s'ajustarien exactament al que s'espera perquè el camp gravitatori no seria el d'un forat negre de Kerr sinó la suma dels camps produïts per el forat de cuc i per les estrelles properes a banda i banda del forat de cuc.
Clic per engrandir. En aquest diagrama, al centre les dues boques d'un forat de cuc identificades com una, i que apareixen a primera aproximació com dos horitzons d'esdeveniments d'un forat negre però que no ho són. Aquest forat de cuc connecta dues regions del mateix univers o dos universos. El camp de gravetat que experimenten dues estrelles és, de fet, el resultat del del forat de cuc i de cadascuna d'aquestes estrelles a banda i banda del forat de cuc, fet que provoca moviments anormals si no se sap que estem en presència d'un forat de cuc. Crèdit: American Physical Society.
Per descomptat, en descobrir aquestes anomalies de moviment, es plantejaria la qüestió de saber fins a quin punt és possible explicar-les a partir d'altres hipòtesis, per exemple amb la presència d'una població de forats negres estel·lars difícils de detectar a prop de Sgr A, que sens dubte modificaria l'aspecte de l'espai-temps al voltant de Sgr A, espai-temps la mètrica del qual, com diuen els físics, ja no seria exactament la d'un forat negre de Kerr.
El cert és que és una pista interessant per profunditzar, tant el descobriment de l'existència de forats de cuc, potencialment connectats a altres universos a més, tal com esperava poder demostrar el difunt Nikolai Kardaixov amb RadioAstron, seria una revolució científica.
Aquesta simulació mostra les òrbites d'un petit grup d'estrelles situades prop del forat negre supermassiu al centre de la Via Làctia. Durant l'any 2018, una d'aquestes estrelles, anomenada S2, va passar molt a prop del forat negre i va ser objecte d'una intensa campanya d'observacions amb telescopis de l'ESO. El seu comportament era coherent amb les prediccions de la teoria de la relativitat general d'Einstein, però incompatible amb la teoria de la gravitació de Newton. Crèdit: ESO/L. Calçada/spaceengine.org
Què cal recordar?
Els forats negres es defineixen per l'existència d'un horitzó d'esdeveniments. Comparteixen algunes altres propietats amb objectes sense horitzó com els forats de cuc, també solucions de les equacions d'Einstein i, per tant, poden suplantar-los.
Diversos objectes astrofísics es comporten de manera convincent com forats negres, però falta una prova definitiva, la presència d'un horitzó; hi ha alternatives a aquesta hipòtesi però no són gaire creïbles.
LIGO i VIRGO podrien permetre distingir forats negres i forats de cuc mitjançant un fenomen d'eco en les ones gravitatòries emeses durant les col·lisions i fusions d'aquests objectes o mitjançant la detecció de modes quasi normals.
Existeixen altres estratègies, una de les quals consisteix a mesurar finament el moviment de les estrelles al voltant del forat negre supermassiu de la Via Làctia Sgr A. Les estrelles a l'altre costat d'una de les entrades a un forat de cuc podrien fer sentir la seva presència gravitatòriament.
Clic per engrandir. El fenomen Steve sembla una aurora polar, però no ho és. Crèdit: NASA
Observat per primera vegada el 2015, el fenomen lluminós Steve sembla una aurora polar, encara que la física que hi ha darrere no sigui la mateixa. La nit del 7 al 8 d'agost, quan una tempesta solar va colpejar la Terra, aquesta estranya ratlla lluminosa va tornar a aparèixer, aquesta vegada al sud del Canadà. De fet, STEVE son las sigles en angles de "Strong Thermal Velocity Enhancement", que ho podem traduir com a "fort augment de la velocitat tèrmica".
Gràcies a Adrien Mauduit, deixeu-vos portar per la contemplació d'aquestes superbes aurores polars que apareixen a altes latituds, dibuixant immenses volutes en moviment, segons el vent solar. Crèdit: Adrien Mauduit, YouTube.
Encara no es coneix l'origen d'aquest fenomen, tot i que des de la seva primera documentació l'any 2017 se'n tenen sospites. La nit del 7 al 8 d'agost de 2022 es va observar una aparició celeste lluminosa més estranya al sud del Canadà. Es conegut com a "Steve Phenomenon", per l'augment de la velocitat d'emissió tèrmica. Aquest fenomen conegut recentment es produeix només quan les tempestes solars impacten a la Terra.
Tanmateix, els vents solars provocats per aquestes tempestes contenen diferents partícules carregades d'alta energia. Per tant serien l'origen de Steve. I són aquests vents solars els que estan a l'origen de les aurores, el color de les quals correspon als elements de l'atmosfera que s'ionitzen durant les seves interaccions amb les partícules carregades.
Clic per engrandir. Un gran espectacle de STEVE la nit passada del 7 al 8 d'agost, recorrent el cel en forma d'arc i mostrant els seus dits verds breument durant uns 2 minuts. STEVE va durar prop de 40 minuts, apareixent quan l'aurora Kp5 al nord va disminuir. Això va ser a les 12.30 MDT (UTC-6) des del sud d'Alberta (Canadà).
Steve apareix a les zones subaurorals
Malgrat això en el cas de Steve, la física difereix: Steve encara que apareix durant les tempestes solars, però després de les aurores a latituds molt inferiors a les que es produeixen, anomenades zones subaurorals. "L'Steve va durar uns 40 minuts, apareixent quan les aurores del nord s'apagaven", va escriure el fotògraf Alan Dyer, que va captar el fenomen.
Així, el seu origen es troba en un altre lloc. Consisteix en una llarga cinta morada acompanyada -o no- d'una mena de serrells verds que desapareix en pocs minuts. La llum violeta pot durar més d'una hora. Els científics creuen que Steve es va originar a partir de col·lisions a gran velocitat entre partícules carregades a la ionosfera. El resultat: gas ionitzat calent, anomenat plasma. Almenys per a la part morada. La llum verda, en canvi, resultaria de la turbulència en aquest plasma, que ionitzaria localment els àtoms d'oxigen.
Clic per engrandir. Els científics van comparar prèviament els albiraments a terra amb les dades de la missió Swarm de la ESA per demostrar que el fenomen Steve es compon en realitat d'un corrent de partícules atòmiques extremadament calentes que es mou ràpidament. Ara han determinat els rangs d'altitud.
Clic per engrandir. Imatge de STEVE capturada per Alan Dyer. Crèdit: Alan Dyer. AmazingSky.com
Clic per engrandir. La visió de Fermi del cel gamma millora constantment. Aquesta imatge de tot el cel inclou 3 anys d'observacions del Telescopi de Gran Àrea de Fermi (LAT). Mostra com apareix al cel a energies superiors a 1.000 milions d'electrons volts (1GeV). 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 de la nostra galàxia, així com galàxies llunyanes alimentades per forats negres supermassius. Crèdit: Col·laboració NASA/DOE/Fermi LAT
L'astronomia de multimissatgers permet estudiar els fenòmens astrofísics, en particular combinant l'observació de fotons a diferents longituds d'ona amb l'espectre de partícules carregades a alta energia que arriben als límits de l'atmosfera terrestre. Algunes d'aquestes partícules carregades són protons i cada cop hi ha proves creixents que aquests raigs còsmics són accelerats per explosions de supernoves.
Un púlsar "vídua negra" devora la seva parella. Quan es tracta d'aranyes, les aranyes vídues negres són les que devoren els seus companys després de l'aparellament. I els astrònoms han observat un comportament similar al cel. Quan un púlsar i una estrella de poca massa formen un sistema binari. Davant la radiació emesa pel púlsar, l'estrella té poques possibilitats de sobreviure durant molt de temps. Podeu triar l'idioma de subtitulació a la configuració del vídeo. Crèdit: NASA Goddard
Fa un segle que la noosfera va descobrir l'existència dels raigs còsmics. Això ha permès avançar en el nostre coneixement de les partícules elementals i, de passada, demostrar l'existència d'antimatèria abans que les partícules exòtiques, i l'existència fugaç demostrada en els raigs còsmics, fossin fabricades per col·lisions de partícules a energies cada cop més altes.
L'estudi dels raigs còsmics continua, ja perquè algunes de les partícules presents s'han accelerat fins a energies impossibles d'assolir fins i tot amb el LHC avui dia, però també perquè proporcionen informació sobre fenòmens astrofísics. L'estudi dels neutrins còsmics, per exemple, ens pot ajudar a entendre els nuclis actius de les galàxies, subministrades amb energia fent girar forats negres supermassius que acretin matèria.
Però hi ha una trampa, els raigs còsmics són majoritàriament partícules carregades, el que significa que en els camps magnètics turbulents dins de les galàxies són desviats per aquests camps i es mouen a través d'ells realitzant un moviment brownià i, per tant, estocàstic. És evident que la direcció d'on sembla provenir un protó molt energètic a la volta celeste, creant una pluja de partícules secundàries en xocar amb un nucli de l'atmosfera superior, pot no tenir res a veure amb el seu lloc d'origen a la mateixa volta del cel.
Afortunadament, els astrofísics són intel·ligents i tenen una eina i una estratègia per rastrejar l'origen d'alguns d'aquests protons d'alta energia a la Via Làctia. Acaben de publicar un article sobre aquest tema, una versió d'accés obert del qual es pot trobar a arXiv.
Els PeVatrons1 a l'origen de certs raigs còsmics serien de fet supernoves. Podeu triar l'idioma de subtitulació a la configuració del vídeo. Crèdit: Centre de vol espacial Goddard de la NASA.
Protons més de 100 vegades més energètics que al LHC
Aquesta eina és el telescopi gamma de la NASA a l'espai, anomenat Fermi, en honor al famós físic italià que va proposar el primer dels mecanismes per accelerar els raigs còsmics, mecanismes que es troben associats a les ones de xoc de les explosions de supernoves en el medi interestel·lar.
Fa uns anys, les observacions de Fermi de restes de supernoves ja havien confirmat l'existència dels mecanismes avançats per als protons còsmics, que en altres llocs són el component principal dels raigs còsmics, tot i que es poden trobar positrons i nuclis.
Per tant, avui els astrofísics expliquen que de manera similar van utilitzar uns 12 anys de mesures de flux gamma per Fermi d'un romanent de supernova i que aquestes mesures van confirmar que almenys aquesta resta era efectivament un accelerador de protons que els donaven energies almenys iguals al PeV, és a dir, almenys 100 vegades l'energia d'un protó accelerat al LHC.
Aquest romanent de supernova, anomenat G106.3+2.7, és per tant un autèntic PeVatron i es troba a la constel·lació de Cefeu, una constel·lació circumpolar de l'hemisferi nord, a uns 2.600 anys llum del Sistema Solar. Conté en el seu cor un púlsar anomenat J2229+6114 que tenim moltes raons per pensar que com tots els altres púlsars, és una estrella de neutrons deixada per l'explosió d'una estrella a l'origen del romanent de supernova G106.3+2.7.
Els investigadors van establir l'espectre d'energia dels fotons gamma entre 100 GeV i 100 TeV estudiant les dades recollides per Fermi. Aquest espectre no és compatible amb el dels fotons gamma que serien produïts principalment per electrons d'alta energia que xoquen amb fotons de radiació fòssil donant-los part de la seva energia segons un efecte Compton invers (sabem que els púlsars són acceleradors d'electrons i positrons ). Si fossin electrons, entraria en conflicte amb la forma de l'espectre en el domini de ràdio i X associat a G106.3+2.7.
Com fa uns anys, arribem, doncs, a la conclusió que els fotons gamma observats per Fermi provenen de la desintegració de mesons π neutres, mesons π produïts per col·lisions que impliquen protons a energies que poden assolir i superar el PeV.
Clic per engrandir. Aquesta imatge composta, feta amb fotografies fetes per diversos telescopis, mostra el romanent de supernova IC 443, situat a 5.000 anys llum del Sol a la constel·lació dels Bessons. De vegades s'anomena nebulosa Medusa. Les emissions de raigs gamma observades per Fermi es mostren aquí en magenta i les del visible en groc. Els altres colors corresponen a emissions en infraroigs. Crèdit: NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration, NOAO/AURA/NSF, JPL-Caltech/UC.
1 Un PeVatron és un accelerador (natural) que dóna a les partícules subatòmiques (essencialment protons, electrons i fotons) una energia superior a 100 TeV (1014 eV), per tant de l'ordre d'un petaelectronvolt (1 PeV = 1015 eV) o més. Un protó PeVatron es va localitzar l'any 2016 al centre galàctic1. El 2021, es van detectar 530 fotons amb una energia superior a 100 TeV (fins a 1,4 PeV), procedents de 12 fonts diferents (incloent-hi només una ben identificada, la nebulosa del Cranc).
El PeVatrón: Es creu que els raigs còsmics amb energies de Petaelectronvolts (PeV) s'originen en fonts de la nostra galàxia anomenades PeVatrons. Hi ha arguments sòlids que suggereixen que els Romanents de Supernova (SNR) són capaços d'accelerar els raigs còsmics a aquestes energies, donant lloc a raigs gamma a centenars de TeV (cents de milers de milions més energètics que la llum visible). Tot i això, els SNR no estan encara fermament confirmats com PeVatrons i els astrònoms segueixen buscant activament aquests acceleradors extrems. Més informació aquí.