10/04/2023

El James Webb revela tota la bellesa d'Urà i els seus anells


Clic per engrandir. Aquesta imatge ampliada d'Urà, capturada per la càmera d'infrarojos propers (NIRCam) del Webb el 2 de febrer de 2023, revela unes vistes impressionants dels anells del planeta. El planeta mostra una tonalitat blava en aquesta imatge de color representativa, obtinguda combinant dades de dos filtres (F140M, F300M) a 1,4 i 3,0 micres, que es mostren aquí en blau i taronja, respectivament. La imatge s'ha girat 45°. Crèdit: NASA, ESA, ASC, STScI. Tractament d'imatges: J. DePasquale (STScI).

Onze dels tretze anells d'Urà són espectacularment visibles en imatges preses durant només 12 minuts d'exposició a l'infraroig pel telescopi James Webb el febrer de 2023. Per tant, podem esperar imatges encara més boniques en el futur, sobretot perquè ja podem veure diverses de les 27 llunes conegudes d'Urà amb el JWST (abreviatura de Telescopi Espacial James Webb).

Els anells d'Urà són tan febles en el visible que es va trigar fins al 1977 per fer el seu descobriment des de la Terra, pels astrònoms i els informàtics James L. Elliot, Edward W. Dunham i Jessica Mink. Aleshores vam haver d'esperar la visita de la sonda Voyager 2 l'any 1986 perquè es descobreixin dos anells a més dels nou anteriors. Dos anells addicionals van ser descoberts del 2003 al 2005 pel telescopi Hubble.

Per tant, estem impressionats per les noves imatges dels anells d'Urà preses a l'infraroig pel telescopi James Webb (JWST) i que són especialment clares. André Brahic ja no està per comentar-los amb nosaltres, ell, el gran especialista en anells planetaris del sistema solar. Ja l'havíem trobat a faltar quan el JWST també va revelar imatges dels anells de Neptú el 2022 , dels quals va ser un dels co-descobridors. 


Podeu triar l'idioma de subtitulació a la configuració del vídeo. Una presentació d'Urà i les seves múltiples singularitats. Crèdit: National Geographic

Un casquet polar a l'equador

La NASA i la ESA acaben d'ensenyar-nos aquestes imatges d'Urà. Recordem que el planeta és especial perquè, com s'explica al vídeo anterior, el seu eix de rotació és gairebé paral·lel al seu pla orbital, la qual cosa implica estacions molt més extremes que a la Terra amb un any que dura 88 anys terrestres i una mena de casquet polar que es troba a l'equador. Recordem-ho també Neptú, com Urà, és un gegant gelat i no un gegant gasós com ho són Júpiter i Saturn.

Tal com s'explica en el comunicat que acompanya les imatges preses per la càmera d'infrarojos propers del James Webb (NIRCam) amb els seus dos filtres a 1,4 i 3,0 micres, donant fotos en fals color representat aquí en blau i taronja, és el final de la primavera al pol nord que el JWST ens permet contemplar. Haurem d'esperar fins al 2028 per veure l'estiu a l'hemisferi nord. Quan la Voyager 2 va visitar Urà, era estiu al pol sud. 

Clic per engrandir. Urà té 13 anells coneguts i 11 d'ells són visibles en aquesta imatge del Webb. Alguns d'aquests anells són tan brillants amb Webb que quan s'uneixen semblen fusionar-se en un anell més gran. Nou es classifiquen com els anells principals del planeta, i dos són els anells de pols més febles, com l'anell zeta difús més proper al planeta. També veiem clarament en falsos colors núvols i un casquet polar. Crèdit: NASA, ESA, ASC, STScI. Tractament d'imatges: J. DePasquale (STScI). Infografia en català: Sci-Bit

Anells, núvols i llunes

Quan la sonda Voyager 2 es va apropar a Urà, no tenia la capacitat de veure en l'infraroig com el JWST, de manera que ara estem veient detalls inèdits de l'atmosfera del gegant gelat, com els dos núvols un dels quals és molt brillant a la part esquerra de la imatge d'Urà i l'altre que ho és menys, a la vora del casquet polar nord d'Urà. Tanmateix, ja havíem vist aquests núvols a l'infraroig proper abans, en particular gràcies a les tècniques d'òptica adaptativa de l'Observatori Keck a Hawaii, i que sabem que són típiques d'Urà. 

També veiem clarament una mena de casquet polar específic d'Urà, que sabem que apareix misteriosament quan el pol entra directament a la llum del Sol a l'estiu i desapareix a la tardor. S'espera que les observacions JWST ens ajudin a entendre el mecanisme darrere de la seva formació.


Clic per engrandir. Aquesta visió més gran del sistema d'Urà amb l'instrument NIRCam del Webb presenta el planeta Urà juntament amb sis de les seves 27 llunes conegudes (la majoria de les quals són massa petites i tènues per veure's en aquesta breu exposició). També són visibles un grapat d'objectes de fons, incloses moltes galàxies. Crèdit: NASA, ESA, ASC, STScI. Tractament d'imatges: J. DePasquale (STScI)


 Ho he vist aquí.

Catàleg Caldwell del Hubble. Objecte C69

Clic per engrandir. Caldwell C69. Crèdit: NASA, ESA, i the Hubble SM4 ERO Team.

Aquesta estructura pot semblar una papallona còsmica desplegant les seves ales celestes, però no hi ha res suau ni delicat en aquest enorme esclat. A Caldwell 69, també catalogada com a NGC 6302 i comunament coneguda com la Nebulosa de la Papallona, capes de gas estan sent expulsades d'una estrella similar al Sol que ha esgotat el combustible nuclear. Les estrelles de massa mitjana es tornen inestables quan se'ls acaba el combustible, cosa que provoca una espectacular expulsió de material a l'espai a velocitats de més d'un milió de quilòmetres per hora. Els fluxos de radiació ultraviolada energètica fan que el material rebutjat brilli, però finalment la nebulosa s'esvairà i només deixarà darrere seu un petit cadàver estel·lar anomenat nana blanca. El nostre Sol, de mitjana edat, correrà la mateixa sort quan se li acabi el combustible d'aquí a uns 5.000 milions d'anys.

Les nebuloses com Caldwell 69 es coneixen com a nebuloses planetàries, però no estan relacionades amb planetes. El terme va ser encunyat per l'astrònom William Herschel, que va descobrir la nebulosa de la Papallona el 1826. A través del seu petit telescopi, les nebuloses planetàries tenien l'aparença d'orbes brillants similars a planetes. Tot i que les estrelles que generen planes nebuloses poden haver tingut planetes en òrbita al seu voltant, els científics preveuen que l'ardent agonia que pateixen aquestes estrelles acabarà per destruir o deixar completament inhabitables els planetes que les acompanyin.


Clic per engrandir. Aquesta imatge en primer pla, que mostra els detalls d'un lòbul de Caldwell 69, va ser presa per la Wide Field and Planetary Camera 2 (Càmera Planetària i de Gran Angular 2) abans de la darrera missió de servei del Hubble. Crèdits: A. Zijlstra (UMIST) et al., ESA, NASA

La nebulosa de la Papallona es troba a uns 4.000 anys llum de distància, a la constel·lació de l'Escorpí. El Hubble va obtenir aquest primer pla el 2009 utilitzant la seva Càmera de Gran Angular 3, instal·lada pels astronautes durant l'última missió de servei del transbordador. Aquestes observacions van detectar per primer cop l'estrella central de la nebulosa. Els astrònoms també van comparar les observacions del 2009 amb les preses per la Càmera Planetària de Gran Angular 2 del Hubble el 2000 per determinar els moviments dels dos lòbuls de material ejectat, que semblen haver-se creat ràpidament en un esdeveniment ocorregut fa 2.250 anys. Altres parts de la nebulosa, concretament un toroide dens i massiu de material al voltant de l'estrella central, es van produir més lentament, començant fa uns 5.000 anys i acabant fa uns 2.900 anys, abans de l'ejecció dels lòbuls. El retard entre aquests esdeveniments ofereix pistes sobre com es va modificar l'entorn estel·lar a mesura que evolucionava l'estrella central.


Clic per engrandir. Aquesta imatge de Caldwell 69 inclou observacions en llum ultraviolada, visible i infraroig preses el 2019 i 2020 per la Wide Field Camera 3 (Càmera Gran Angular 3) del Hubble. Crèdits: NASA, ESA i J. Kastner (RIT)

La Nebulosa de la Papallona està més alta i s'observa millor a l'Hemisferi Sud durant l'hivern. Des de l'Hemisferi Nord, la seva millor estació és l'estiu, però per a la majoria dels observadors apareixerà força baixa sobre l'horitzó sud. Amb una magnitud de 9,5, la nebulosa és gairebé visible amb prismàtics en cels foscos, però un telescopi proporcionarà millors vistes. A la imatge del Hubble que encapçala aquesta entrada, es van utilitzar filtres que aïllen l'emissió d'oxigen, heli, hidrogen, nitrogen i sofre de la nebulosa planetària per crear una imatge composta en color. A través del seu telescopi, podeu esperar veure una mica més semblant a una petita taca de goma d'esborrar fumada. Utilitzeu un telescopi mitjà o gran en cels foscos per distingir la forma de papallona de la nebulosa.