Com calcular l'edat humana del teu gos?

En la entrada anterior us parlàvem de com calcular l'edat del vostre gat i poder fer la comparativa amb la edat humana. Avui ho farem amb els altres companys del vostre dia a dia, els gossos.

Clic a la imatge per engrandir. Segons la seva raça, els gossos assoleixen el llindar de la senescència a diferents edats: al voltant dels 7 anys, per exemple, per als gossos més grans. Crèdit: mtajmr, Pixabay, CC0 Creative Commons

Tothom sap que els gossos i els humans no tenen la mateixa esperança de vida. I és per això que sempre tenim la temptació de convertir les edats dels nostres gossos en edats humanes. En multiplicar per set, ho podem entendre. Però no és tan senzill.
 

5 gossos curiosos. Descobriu el Dog de Bordeus, una de les races més antigues de gossos francesos, el Chihuahua, d'aspecte fràgil però amb una longevitat sorprenent, el mastí napolità, votat el 2017 com el gos més lleig del món, el puli i les seves miríades de pèls i el xoloitzcuintle o xolo, també anomenat gos sense pèl mexicà. Aquests cinc gossos curiosos mereixen la nostra atenció, almenys durant la durada d'un vídeo. Gaudeix d'una passejada d'un minut i trenta-nou segons amb ells! Crèdit: Futura

Per traslladar l'edat del teu gos a l'edat humana, no n'hi ha prou amb recórrer al mètode de l'àvia. Perquè el simple fet de multiplicar per set l'edat del nostre animal corre el risc de donar-nos només una vaga aproximació. La relació entre les edats canines i les edats humanes no és realment lineal.

Recordem també que l'esperança de vida dels gossos depèn de la seva raça. I encara més potser per la seva mida. Com més gran és el gos, menys esperança de vida té. Per tant, sospitem que, segons la mida del gos, caldrà aplicar una regla de càlcul diferent per trobar la seva edat humana.

Sobretot perquè, hi ha un altre fet sorprenent, la velocitat. El desenvolupament dels gossos també depèn de la seva mida. Així, als sis mesos, un gos petit es considera un adolescent d'uns quinze anys. Un gos gran encara es comportarà com un nen menor de deu anys. Però sigui el que sigui, la infància i l'adolescència d'un gos passen molt més ràpid que les d'un humà.

Clic a la imatge per engrandir. En el seu primer any, un cadell envelleix unes 15 vegades més ràpid que un humà. Crèdit: ivan kmit, Fotolia.

Un càlcul no tan fàcil

Per tant, en última instància, no hi ha una fórmula matemàtica senzilla per calcular l'edat humana del vostre gos i avaluar-ne l'envelliment. Per fer-vos una idea, podeu trobar fàcilment en línia, però també al vostre local veterinari més proper, convertidors d'edat del gos a edat humana. O fins i tot taules de correspondència segons la mida del teu gos.

Aquests són alguns exemples:

• Als 6 mesos, un gos menor de 15 anys kg tindrà l'equivalent humà de 15 anys; a 1 any, el de 20 anys; als 5 anys, el dels 40 anys; als 10 anys, el dels 60 anys i als 15 anys, el dels 80 anys.
• Als 6 mesos, un gos el pes del qual (en forma és a dir, sense comptar els quilos "d'excés") estigui entre 15 i 45 kg tindrà l'equivalent humà de 10 anys; a 1 any, el de 18 anys; als 5 anys, el de 45 anys; als 10 anys, la de 75 anys i als 15 anys, la de 102 anys.
• Als 6 mesos, un gos que pesi més de 45 kg tindrà l'equivalent humà de 8 anys, a 1 any; el de 16 anys, als 5 anys; el de 49 anys, als 10 anys; el de 96 anys i als 15 anys, si hi arriba, el de 141 anys.

Tingueu en compte que, per obtenir una mica més de precisió, alguns divideixen els gossos en quatre categories principals de mida.

Ho he vist aquí.

Com calcular l'edat humana del teu gat?

Molts dels nostres lectors de ben segur tenen mascotes, i una part important d'ells aquesta és un o més gats. doncs bé, si continueu llegint podreu saber quina és l'edat de la vostra mascota, i comparar-la amb la dels humans. 

Clic a la imatge per engrandir. A quina edat és adult un gat? Crèdit: Tim Genda, Flickr.

Amb motiu del Dia Mundial del Gat del passat 8 d'agost, vam analitzar l'esperança de vida dels gats. La seva vida útil mitjana oscil·la entre els 13 i els 17 anys i depèn especialment de l'espècie i les condicions ambientals. Aquesta és una longevitat considerablement avançada en comparació amb la dels éssers humans. Utilitzeu la nostra infografia per avaluar fàcilment l'edat "humana" equivalent del vostre gat.

Vídeo rar d'adorables gatets de sorra,  No són macos? Aquests tres gatets sorpresos al desert marroquí mentre persegueixen un gerbil són gats de sorra, o gats del desert. És la primera vegada que es filmen cries d'aquesta espècie felina poc estudiada.

Es diu comunament que un any de vida d'un gat equival a set anys de vida humana. En realitat, és una mica més complicat que això, perquè els gats arriben a una edat madura més ràpidament que els humans.

Es calcula, doncs, que un gat de 12 mesos correspon a un adolescent de 15 anys i que als 24 mesos arriba a l'edat “adulta”, és a dir, aproximadament 24 anys “humans”. Aleshores, cada any addicional l'envelleix uns quatre anys en equivalent humà. Si el vostre gat té nou anys, això és 24 + (7x4) = 52 anys. Després de 20 anys, un gat pot ser considerat "centenari". Tanmateix, aquesta no és una fórmula oficial i l'envelliment depèn de molts factors. Tanmateix, calcular l'edat d'un gos és encara més complicat a causa de les grans diferències de mida!

Clic a la imatge per engrandir. Escala d'equivalència entre l'edat del gat i l'edat humana. Així, un gat de 21 anys es pot considerar "centenari". Crèdit: Céline Deluzarche, Futura. Infografia en català: Sci-Bit

Quant de temps viu un gat?

Un gat que viu a l'aire lliure, la durada de la seva vida ha de ser dividida per dos, sobretot pels riscos d'accident i el risc de malalties infeccioses o parasitàries. Un gat a dins de casa amb sobrepès veurà augmentar la seva edat en comparació amb els seus congèneres. També se sap que determinades races viuen més temps, com la birmana (16,1 anys de mitjana), la burmès (14,3 anys), la siamesa (14,2 anys), el persa (14,1 anys) o el britànic shorthair (11,8 anys). Com en els humans, la gata viu més que el mascle (1,8 anys de mitjana) i un gat esterilitzat es beneficia de sis mesos addicionals en comparació amb un gat no esterilitzat. Les primeres patologies vinculades a l'envelliment com ara osteoartritis i la insuficiència renal que solen aparèixer al voltant dels 10 anys.

Segons el Llibre Guiness dels Rècords, el gat més vell conegut anomenat Crème Puff va viure fins als 38 anys i tres dies, o 169 anys en edat "humana"! El rècord de Jeanne Calment està en gran mesura batut!

Ho he vist aquí.

Mentre llegiu això, l'univers s'ha fet una mica més gran

Un dels objectius del telescopi Hubble de la NASA era determinar a quina velocitat s'expandeix l'univers. El James Webb ha corroborat 30 anys de dades del Hubble, i ha aprofundit un misteri persistent: Per què l'univers s'expandeix tan ràpid?

Els científics van predir la velocitat d'expansió de l'univers basant-se en les "fotos de nadó" de l'univers després del Big Bang. Però els mesuraments del Hubble van suggerir un ritme d'expansió més ràpid del que es preveia, una discrepància coneguda com la Tensió de Hubble.

Clic a la imatge per engrandir. Aquesta imatge és un composició de dades del Webb i del Hubble. Mostra la galàxia espiral NGC 5584, una de les galàxies implicades en els càlculs de l'equip de recerca del Webb sobre el ritme d'expansió de l'univers. Crèdit: NASA, ESA, A. Riess (STScI), W. Yuan

Tant el Hubble com el Webb van calcular la velocitat d'expansió de l'univers amb l'ajuda d'estrelles polsants extremadament brillants anomenades Cefeides. A causa de les seves conegudes propietats, aquestes estrelles serveixen sovint com a vares de mesurar còsmiques per mesurar distàncies a l'espai.

Utilitzant les estrelles dins de les galàxies com a marcadors, els astrònoms poden ajuntar els mesuraments en una "escala de distàncies còsmiques". Comencen amb mesuraments de distàncies reals a galàxies properes, i després passen a galàxies cada cop més llunyanes. A continuació, utilitzen aquests valors, juntament amb els mesuraments de la llum de les galàxies, per determinar en última instància a quina velocitat s'expandeix el cosmos al llarg del temps.

Clic a la imatge per engrandir. Aquesta infografia destaca les capacitats infraroges del Webb. El Hubble és capaç de distingir les cefeides en un camp estel·lar abarrotat, però observa principalment en llum visible. Això planteja un problema quan la pols còsmica pot absorbir i dispersar la llum visible, fent que els objectes distants semblin més llunyans del que realment hi són. Aquí entra el Webb. La seva visió infraroja més nítida travessa la pols i aïlla amb més claredat les estrelles cefeides. Tot i que les dades de Webb tenen menys soroll, els resultats coincideixen amb les de Hubble, cosa que indica que qualsevol possible inexactitud de Hubble no era la font de la Tensió de Hubble. Crèdit: NASA, ESA, A. Riess (STScI), W. Yuan

Ho he vist aquí.

El James Webb observa aigua oxigenada a Ganimedes i erupcions a Io, llunes de Júpiter

Clic a la imatge per engrandir. Aquesta imatge en color, adquirida durant la novena òrbita de Galileu al voltant de Júpiter, mostra dos plomalls volcànics a Io. Es va capturar un plomall a la vora de la lluna, indicant una erupció sobre una caldera (depressió volcànica) anomenada Pillan Patera. El plomall vist per Galileu té 140 quilòmetres d'alçada i també va ser detectat pel telescopi espacial Hubble. Les imatges en color es van fusionar amb un mosaic d'imatges d'alta resolució adquirides en diverses òrbites per millorar el detall de la superfície. El nord és a la part superior de la imatge. La resolució és d'aproximadament dos quilòmetres per element d'imatge. Crèdit: NASA, JPL, Universitat d'Arizona

El telescopi James Webb continua seguint els passos del Hubble donant-nos nova informació sobre els planetes del Sistema Solar, en aquest cas Ganímedes i Io, llunes de Júpiter.

Igual que el Hubble, el telescopi espacial James Webb (JWST) és capaç de proporcionar-nos noves revelacions sobre el Sistema Solar. Dos equips d'astrònoms i planetòlegs han utilitzat la seva mirada infraroja per estudiar dues llunes de Júpiter, un Ganímedes gelat i Io el volcànic. Les observacions actuals del JWST es veuran sens dubte des d'un nou angle quan la missió Jupiter Icy Moons Explorer arribi al voltant de Júpiter, que també acabarà amb l'òrbita de JUICE al voltant de Ganímedes el 2034, si tot va bé.

Mentrestant, el JWST acaba de permetre la detecció als pols de Ganimedes i, per primera vegada, de molècules de peròxid d'hidrogen(H₂O₂), és a dir aigua oxigenada! Això s'explica en un  article de Science Advances d'un equip dirigit per Samantha Trumbo, investigadora postdoctoral de la Universitat de Cornell.

Un camp magnètic que s'assembla al de la Terra

En un comunicat de premsa de la Universitat de Berkeley, l'investigador explica que "el JWST revela la presència de peròxid d'hidrogen als pols de Ganímedes i mostra per primera vegada que les partícules carregades es canalitzen al llarg del camp magnètic de Ganimedes modificant preferentment la química de la superfície del seus casquets polars". Els planetòlegs creuen que les molècules d'H₂O₂, la signatura espectral de les quals amb línies d'absorció en l'infraroig proper havien revelat la seva presència, es deuen a la recombinació dels radicals químics procedents de molècules d'aigua dissociades per l'impacte de partícules carregades que es troben a la magnetosfera de Júpiter.

Clic a la imatge per engrandir. Fotos de primer pla de Ganímedes i Io fetes per la nau espacial Galileo de la NASA l'any 1997 mentre estava en òrbita al voltant de Júpiter. Es respecten les escales relatives. Crèdit: NASA/JPL/USGS

Només veiem la presència d'H₂O₂ als pols, la qual cosa demostra que, a diferència de les altres llunes principals de Júpiter i fins i tot les altres del sistema solar (incloent-hi la nostra), Ganimedes té un camp magnètic dipolar com el de la Terra, que proporciona informació sobre el seu interior que conté un oceà global.

El comunicat de premsa de la Universitat de Berkeley informa de la publicació d'un altre article, a la revista JGR: Planets, una publicació de la Unió Geofísica Americana en aquesta ocasió. Ho devem a Imke de Pater, professora emèrita d'astronomia i de ciències terrestres i planetàries a la Universitat de Califòrnia a Berkeley (i autora d'un famós tractat de ciències planetàries), sobretot en companyia dels francesos Thierry Fouchet i Emmanuel Lellouch de l'Observatori de París.

Monòxid de sofre produït per erupcions volcàniques

Imke de Pater fa molt de temps que estudia l'activitat volcànica d'Io al voltant de Júpiter amb telescopis terrestres. El JWST obre noves perspectives per a ella i els seus col·legues i, per si sol, ens permet dir que hi ha erupcions en curs en almenys dues regions de la superfície d'Io, Kanehekili Fluctus, un camp de fluxos de lava amb potser un llac de lava (fluctus  designa una terra coberta de flux de líquid, és un terme llatí utilitzat pels planetòlegs a Venus, Io i Tità) i el famós Loki Patera.

Clic a la imatge per engrandir. Un mapa espectroscòpic de Ganímedes (esquerra) derivat de mesures del JWST mostra l'absorció de llum al voltant dels pols característics per part de la molècula de peròxid d'hidrogen. Una imatge infraroja JWST d'Io (dreta) mostra erupcions volcàniques calentes a Kanehekili Fluctus (centre) i Loki Patera (dreta). Els cercles dibuixen les superfícies de les dues llunes. Crèdit: Ganimedes: Samantha Trumbo, Cornell; Io: Imke de Pater, UC Berkeley

Aquestes erupcions actuals es dedueixen a partir de mesures de línies espectrals fetes amb el JWST, que són el que els astrofísics anomenen raigs prohibits. Es refereixen a molècules de monòxid de sofre (SO) observat a la part nocturna de la superfície d'Io. L'atmosfera d'Io conté tant SO₂ com SO però el diòxid de sofre, el component principal, es condensa i es congela a la part nocturna, deixant només SO en estat gasós.

Les línies espectrals del SO són febles, però encara no escapen a la mirada penetrant del JWST. Fa vint anys, de Pater i el seu equip van proposar estats excitats amb línies prohibides des del SO que només es podien produir en esdeveniments volcànics calents, i que l'atmosfera tènue permetia que aquest estat es mantingués prou temps -uns segons- per emetre línies prohibides. La investigadora ja les havia observat des de feia temps amb el telescopi Keck a Hawaii però, fins ara, les emissions no es va poder assignar a una regió de Io.

Clic a la imatge per engrandir. Les mesures del JWST obtingudes el novembre de 2022 superposades a un mapa de la superfície d'Io. Les mesures d'infrarojos tèrmics (dreta) mostren la il·luminació de Kanekehili Fluctus, una gran i durant el període d'observació, molt activa àrea volcànica a Io. Les mesures espectrals (esquerra) mostren emissions infraroges prohibides de monòxid de sofre centrades a la zona volcànica. La coincidència dóna suport a una teoria que el SO es produeix als respiradors volcànics i, a l'atmosfera molt tènue d'Io, roman el temps suficient per emetre línies prohibides que normalment es suprimirien per col·lisions amb altres molècules de l'atmosfera. Crèdit: Chris Moeckel i Imke de Pater, UC Berkeley; Mapa d'Io cortesia de USGS.

Línies espectrals "prohibides".

Acabem especificant quines són aquestes famoses línies prohibides. La mecànica quàntica dota als àtoms i les molècules de nivells d'energia entre les que els fotons d'energia molt específica poden provocar transicions, passant d'un estat a un altre absorbint-los o emetent-los. Hi ha restriccions sobre possibles transicions, regles de selecció com s'anomenen, però també determinacions sobre les probabilitats de fer aquestes transicions durant un període de temps determinat. Aquestes transicions estan a l'origen de les línies d'emissió o d'absorció.

En laboratoris a Terra, algunes d'aquestes transicions, encara que possibles per bé que difícils, generalment no es produeixen i, abans de poder-les entendre per càlcul, vam pensar que estaven prohibides. Però, de fet, en un gas de molt baixa densitat, com sol passar en astrofísica, les col·lisions entre àtoms o molècules triguen temps, però aquestes col·lisions provoquen transicions entre nivells d'energia. Per tant, vam entendre que, a la Terra, en condicions més "normals", les col·lisions provoquen més ràpidament transicions a nivells diferents dels implicats per les línies "prohibides". En l'atmosfera tènue d'Io, les transicions "prohibides" tenen temps de produir-se i, per tant, les podem observar.

Ho he vist aquí.

Quin és el TOP 10 dels dolors més intensos?

Clic a la imatge per engrandir. La Universitat McGill del Canadà, va establir una escala de dolor contrastant els qüestionaris enviats als pacients. Crèdit: Photographee.eu, Fotolia

Tots alguna vegada hem sentit algun dolor, evidentment amb durada i intensitats diferents. Però quins son els 10 dolors més intensos? Doncs seguiu llegint, i mirarem d'aclarir-ho. Ardor, insuportable, intolerable... aquests són els pitjors dolors que pots sentir. Ai!

 

Reduir el dolor amb un camp magnètic?  En aquest vídeo de l'INSERM, de la sèrie “Black Box” (Caixa negra), el dolor es presenta com un procés nerviós controlat pel cervell. La pel·lícula mostra un mètode experimental per reduir el dolor dels pacients mitjançant un camp magnètic dirigit aplicat a zones específiques del cervell.

La Universitat McGill (Canadà) va establir una escala de dolor mitjançant una comprovació creuada dels qüestionaris enviats als pacients. Aquí teniu la classificació dels dolors més intensos; aquí els classifiquen del més tolerable al més insuportable.

10. Neuràlgia del trigemin

Aquesta malaltia, també anomenada "dolor de contracció", es caracteritza per atacs sobtats i inesperats de dolor intens a la meitat de la cara entre la parpella i el llavi superior que provoquen contraccions involuntàries. Això sovint es deu a la compressió d'una part del nervi trigemin que va des de la part posterior del crani per innervar la cara.

9. Migranya

Els atacs de migranya es deuen a la inflamació dels vasos sanguinis causada per una disfunció del sistema nerviós central. Aquesta malaltia hereditària es caracteritza per dolor intens a la meitat del crani, vòmits, hipersensibilitat a la llum.

Clic a la imatge per engrandir. Alguns atacs de migranya poden arribar a durar fins a tres dies. Crèdit: Sasha Wolff, CC 2.0.

8. Còlics nefrítics

L'obstrucció d'un canal d'excreció urinària per un càlcul renal provoca inflamació del ronyó i un dolor unilateral molt intens i sobtat que parteix de la part baixa de l'esquena i s'irradia cap a l'anus. Cap posició proporciona alleujament, cosa que fa que la gent digui a les escoles de medicina: "còlics, pacient nefrític i frenètic".

7. Fibromiàlgia

Aquesta malaltia provoca dolor difús tant a les articulacions com als músculs. Com que no es detecten lesions ni inflamacions, els metges van trigar molt a reconèixer la realitat de la fibromiàlgia, que tanmateix, és molt debilitant. Les seves causes encara són poc enteses.

6. Artritis reumatoide

A l'artritis reumatoide el sistema immunitari del pacient ataca la membrana de les articulacions que, com a resposta, s'inflama i produeix enzims inflamatori que provoca un dolor intens que es reviu encara més pel contacte (n'hi ha prou amb el de la roba). La inflamació continuada finalment danya els tendons,cartílag i ossos.

5. Malaltia de Crohn

Aquesta inflamació, probablement autoimmune, de l'aparell digestiu provoca atacs de dolor agut semblants a un atac d'apendicitis que no poden ser tractats. Les causes semblen ser genètiques i ambientals.

4. Amputació del dit

El dit és la part del cos més ricament innervada, la seva amputació sense anestèsia provoca un dolor molt intens. Sobretot perquè la víctima sovint pateix el dolor anomenat "membre fantasma".

3. Part

Sovint es descriu un primer part com una experiència que no només és dolorosa, sinó també molt llarga (de vegades més de sis hores) amb dolor a causa de les contraccions brutals del múscul uterí i després l'extensió del perineu quan hi passa el cap del nadó.

2. Picada paraponera

Aquesta formiga paraponera que viu a l'Amazones, lliura un verí neurotòxic extremadament dolorós a través de la seva picada. Una intensa sensació d'ardor s'irradia per tota l'extremitat afectada i provoca contraccions musculars involuntàries durant diverses hores.

Clic a la imatge per engrandir. La  picada de la Paraponera és considerada la més dolorosa del regne animal. Crèdit: Didier Descouens, CC sa 4.0

1. Síndrome de dolor regional complex (SDRC)

Aquesta síndrome es declara més sovint després d'una lesió (fractura, operació benigna) que danya un nervi i provocaria el seu mal funcionament. La malaltia provoca que el pacient sent dolor ardent amb hipersensibilitat, edema ... Un atac pot durar diversos mesos i no hi ha tractament per al SDRC.

Ara ja els coneixeu, esperem que no els hagueu de patir mai.

Ho he vist aquí.

Under pressure...⁣ (Sota pressió)

El telescopi espacial Hubble de la NASA va capturar imatges d'aquesta galàxia nana, que viu a 52 milions d'anys llum de la Terra a la constel·lació de Verge. El cúmul de galàxies de Verge també acull gas relativament dens, cosa que fa que moltes galàxies com aquesta visquin sota la pressió que exerceix, coneguda com a pressió d'ariet.

Clic a la imatge per engrandir.  En aquesta imatge, l'espai negre està esquitxat d'estrelles i galàxies taronges i grogues, de formes i mides molt variades. A la part esquerra de la imatge destaca un polsós núvol d'estrelles que forma la galàxia nana. Brilla amb petites estrelles blanques i groc clar. Crèdit: ESA/Hubble i NASA, M. Sun

La pressió que exerceix el gas intergalàctic pot tenir un gran impacte en la formació estel·lar de galàxies com aquesta. D'una banda, la força pot expulsar els gasos i la pols que condueixen a la formació estel·lar, alentint o aturant completament la producció d'estrelles. A la inversa, la pressió pot comprimir aquests ingredients de la formació estel·lar, impulsant la formació de noves estrelles.

Clic a la imatge per engrandir. Aquesta impactant imatge combina dades recollides amb l'Advanced Camera for Surveys (ACS), instal·lada al telescopi espacial Hubble de la NASA/ESA, i dades del telescopi Subaru de Hawaii. Mostra només una part de l'espectacular cua que emergeix d'una galàxia espiral anomenada D100. Aquest tipus de cues es creen mitjançant un procés conegut com a despullament per pressió d'ariet.

 

Tot i les aparences, l'espai entre les galàxies d'un cúmul està molt lluny de ser buit; en realitat és ple de gas i plasma sobreescalfats, que arrosseguen i estiren les galàxies a mesura que es mouen per ell, una mica com la resistència que hom experimenta en travessar aigües profundes. Això pot ser prou fort com per esquinçar galàxies, i sovint dóna lloc a objectes amb formes i característiques peculiars i estranyes, com es veu aquí. La cridanera cua de gas de D100, que s'estén molt més enllà d'aquesta imatge a l'esquerra, n'és un exemple particularment sorprenent. La galàxia forma part de l'enorme cúmul de Coma. 

 

La pressió exercida pel plasma calent constituent del cúmul (conegut com a mitjà intracúmul) ha arrencat gas de D100 i l'ha separat del cos principal de la galàxia, arrossegant-lo cap al plomall que apareix a la imatge. Els cúmuls densament poblats com Coma tenen milers de galàxies. Són, per tant, els laboratoris perfectes per estudiar l'intrigant fenomen del despreniment per pressió d'ariet, que, a més de produir belles imatges com aquesta, pot tenir un efecte profund en la forma en què les galàxies evolucionen i formen noves generacions d'estrelles. Crèdits: ESA/Hubble, Manel Capdevila.

Ho he vist aquí.

Les simulacions expliquen l'abundància de galàxies brillants a l'albada còsmica

Quan els investigadors van entreveure les primeres imatges i dades del telescopi espacial James Webb (JWST), el telescopi espacial més gran i més potent de la humanitat, van observar una cosa peculiar. Un gran nombre de galàxies brillants a les profunditats de l'univers es van formar durant un període anomenat "Albada Còsmica", quan es van formar les primeres estrelles i galàxies en els 500 milions d'anys posteriors al Big Bang.

Feu clic a la imatge per ampliar-la. Concepció artística de les primeres galàxies amb brots estel·lars. Astrònoms de la UC Davis van col·laborar en noves simulacions que mostren com van poder sorgir galàxies brillants als inicis de l'univers. Les estrelles i galàxies es mostren als punts blancs brillants de llum, mentre que la matèria fosca i el gas, més difusos, es mostren en morats i vermells. Imatge d'Aaron M. Geller, Northwestern, CIERA + IT-RCDS.

Els resultats van ser inesperats. Molts models cosmològics de formació de galàxies indicaven que no es podien formar galàxies tan lluminoses en una etapa tan primerenca de l'univers.

Però una nova investigació publicada a The Astrophysical Journal Letters demostra que un model teòric elaborat fa uns cinc anys predeia precisament aquestes observacions.

"Quan analitzem aquestes galàxies en la nostra simulació tal com les hauria vist el JWST, s'assemblen força al que va observar el JWST", afirma l'astrofísic teòric Andrew Wetzel, professor associat de Física i Astronomia a UC Davis i coautor de l'article. "Les nostres prediccions s'han complert. Pels teòrics com jo, això no pot ser millor: fer una predicció i veure-la feta realitat".

L'article, dirigit per investigadors de la Universitat Northwestern, atribueix el gran nombre de galàxies brillants observades a Albada Còsmica a la formació estel·lar explosiva, un fenomen natural a l'univers que era una propietat emergent del model cosmològic de l'equip.

Fluctuació de la llum estel·lar

Segons Wetzel, molts models anteriors relatius a la formació de galàxies durant l'Albada Còsmica caracteritzaven la brillantor d'aquestes galàxies com a constant al llarg del temps. Wetzel va comparar la brillantor d'aquests models amb una llanterna. Quan està encesa, el feix és estable i constant. Però no va ser així com es van comportar les primeres galàxies de l'univers primitiu. La seva brillantor era molt més variable al llarg del temps.

"La clau és que aquestes febles galàxies experimenten fluctuacions molt ràpides a la seva brillantor", explica Wetzel. "Així que durant un petit lapse de temps, aquestes galàxies normalment febles es tornen temporalment molt brillants".

Dóna la casualitat que el JWST va recollir imatges i dades en un moment en què aquestes galàxies mostraven esclats, segons Wetzel. Durant el període de Clarejar Còsmic, es van formar grans quantitats d'estrelles alhora, cremant brillantment abans d'explotar com a supernoves i extingir-se.

Clic a la imatge per engrandir. Aquesta imatge ens serveix per poder comparar la mida dels miralls primaris i la dels tècnics que van acoblar el telescopi espacial James Webb durant el trasllat a una sala blanca del Centre Goddard de Vols Espacials, una vegada completades les proves de vibració i acústica. Crèdit: NASA/Desiree Stover

"Un dels ingredients més importants del nostre model és modelitzar com les estrelles es retroalimenten al conjunt de la galàxia", afirma Wetzel.

Un model "FIRE"

El model de Wetzel i els seus col·legues utilitza simulacions cosmològiques del projecte Feedback in Realistic Environments (FIRE ; sigles de Retroalimentació en un Entorn Realista), l'objectiu del qual és "desenvolupar i explorar simulacions cosmològiques de la formació de galàxies que resolguin directament el mitjà interestel·lar de galàxies individuals alhora que capturen el seu entorn" cosmològic", segons el lloc web de la col·laboració FIRE.

"Hem d'executar aquests models de simulació utilitzant instal·lacions nacionals de supercomputació, atès el seu alt rang dinàmic i com són de rics en física", va explicar Wetzel. "Conflueixen gairebé totes les àrees de l´astrofísica".

En essència, l'equip introdueix les lleis físiques bàsiques subjacents a la formació de galàxies, com la gravetat, la dinàmica de fluids i la radiació, entre altres processos físics. A continuació, executen la simulació als avançats supercomputadors del projecte.

L'esclat de les galàxies antigues observades pel JWST va ser una propietat emergent de la simulació FIRE de l'equip, cosa que reforça la idea que la formació estel·lar explosiva explica de manera natural l'abundància de galàxies brillants a l'Albada Còsmica.

"No hi havia cap paràmetre específic que digués: Així d'esclatants són les galàxies!", explica Wetzel. "Aquest esclat, amb una ràpida variació de la brillantor d'aquestes primeres galàxies, va sorgir de manera natural dels nostres models computacionals".

Actualment, Wetzel i els seus estudiants treballen en un projecte per adaptar la seva simulació de FOC a qüestions relatives a com es va formar la galàxia Via Làctia. El projecte aprofita les dades actuals de la Via Làctia per reconstruir les històries de formació d'estrelles individuals. "A vegades descrivim aquest camp com a arqueologia galàctica", explica Wetzel. "Vam prendre el registre actual de la Via Làctia i l'utilitzem per fer enginyeria inversa sobre com va aparèixer al llarg de la història, fins i tot durant l'Albada Còsmica".

La investigació ens ajudarà a comprendre millor els inicis de la galàxia que anomenem llar.

Ho he vist aquí.

Catàleg Caldwell del Hubble. Objecte C81

Situat a la constel·lació de l'Altar, Caldwell 81 va ser descobert el 1826 per l'astrònom escocès James Dunlop mentre vivia a Austràlia.

Clic a la imatge per engrandir. Imatge de Caldwell 81. Crèdit: NASA, ESA, A. Sarajedini (Florida Atlantic University), A. Kong (National Tsing Hua University), i G. Piotto (Università degli Studi di Padova); Processament: Gladys Kober (NASA/Catholic University of America)

Caldwell 81, o NGC 6352, és un cúmul globular solt situat a uns 20.000 anys llum de la Terra. Aquest cúmul es troba a la constel·lació de l'Altar i va ser descobert el 1826 per l'astrònom escocès James Dunlop mentre vivia a Austràlia. Amb una magnitud aparent de 7,8, Caldwell 81 es pot observar amb un telescopi petit. El cúmul es veu millor a l'Hemisferi Sud durant l'hivern, però també es pot observar des de latituds equatorials a l'Hemisferi Nord durant l'estiu.

Clic a la imatge per engrandir. Aquesta imatge del Hubble de C81 només utilitza dos filtres de l'Advanced Camera for Surveys (Càmera Avançada per Sondejos) en llum visible i infraroja. Crèdit: NASA, ESA, A. Sarajedini (Florida Atlantic University); Processament: Gladys Kober (NASA/Catholic University of America)

Aquesta imatge de Caldwell 81 és un compost d'observacions visibles i infraroges realitzades amb l'Advanced Camera for Surveys del Hubble i d'observacions ultraviolades realitzades amb el Wide Field Camera 3. Aquestes observacions es van realitzar per ajudar els astrònoms a comprendre les característiques de les estrelles del cúmul i investigar l'evolució dels cúmuls globulars. Els investigadors van poder seguir el moviment de les estrelles del cúmul i van determinar millor l'edat de Caldwell 81, que és d'uns 12.000 milions d'anys.

C81 a la web de la NASA
Índex del Catàleg Caldwell del bloc

Descobreixen una estrella esquinçada per un forat negre

Astrònoms de l'Institut d'Astronomia de la Universitat de Hawaii (IfA) han descobert el cas més proper registrat d'una estrella esquinçada per un forat negre supermassiu (SMBH). Utilitzant el sistema All-Sky Automated Survey for Supernovae (ASAS-SN), el 22 de febrer del 2023 l'equip va detectar un sobtat augment de brillantor seguit d'un ràpid enfosquiment a la galàxia NGC 3799, situada a uns 160 milions d'anys llum de la Terra.

"Encara que ja s'han observat forats negres que destrueixen estrelles, aquest és el primer que veiem tan de prop amb llum visible", explica Willem Hoogendam, estudiant de postgrau de l'IfA que va codirigir la investigació. "Això ens podria donar una comprensió molt millor de com creixen els SMBH i recullen material al seu voltant".

Clic a la imatge per engrandir. Recreació artística dels restes d'una estrella després de ser destrossada per un forat negre supermassiu. Crèdit: NASA.

Es van fer observacions de seguiment amb els telescopis del Sistema d'Última Alerta Terrestre d'Asteroides (ATLAS) de l'IfA a Maunaloa i Haleakalā, l'Observatori W.M. Keck a Maunakea i altres observatoris terrestres i espacials. Hoogendam, en col·laboració amb el seu company Jason Hinkle, estudiant de postgrau de l'IfA, i amb Ben Shappee, assessor de la facultat, va analitzar aquestes dades per determinar que l'esclat de brillantor havia estat causat per un Esdeveniment de Disrupció de Marea (TDE, per les sigles en anglès). Els TDE es produeixen quan una estrella s'acosta massa a un SMBH i és esquinçada per la seva força gravitatòria, devorant el forat negre la massa de l'estrella. Els resultats de la investigació es publicaran a la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

"Aquest descobriment suggereix que els forats negres que destrossen estrelles properes podrien ser més comuns del que es pensava, només que no ho hem observat amb freqüència", afirma Hoogendam.

Clic a la imatge per engrandir. Telescopi ATLAS a Haleakalā utilitzat per a observacions de seguiment. Crèdit: Henry Weiland

Una troballa poc freqüent

La intensa brillantor produïda per la massa de l'estrella que alimenta el forat negre crea una flamarada lluminosa que poden observar els observatoris còsmics com ASAS-SN. Si bé aquest tipus de fenòmens s'han detectat lluny de la Terra, és rar trobar-ne un relativament a prop. ASASSN-23bd, com es coneix aquest esdeveniment, és un TDE proper extraordinari, cosa que el converteix en un excel·lent objecte d'estudi.

Animació genèrica d'un forat negre destrossant una estrella. Recomanable visionar-lo a pantalla sencera. Crèdit: NASA

Els astrònoms van descobrir que ASASSN-23bd era diferent de moltes altres TDE que s'havien observat abans:

• Emetia molta menys energia que les TDE anteriors
• Era la TDE més propera descoberta amb llum visible.
• El seu canvi de brillantor es va produir el doble de ràpid que a la majoria de les TDE.
• ASASSN-23bd pertany a una categoria única d'objectes coneguts com a TDE ràpides i de baixa lluminositat.

Ho he vist aquí.

El telescopi James Webb revela les llums que van "cremar" la boira a l'alba de l'Univers

Clic a la imatge per engrandir. Il·lustració generada amb IA. Crèdit: XD, Futura amb DALL-E

En els seus primers centenars de milions d'anys, l'Univers estava envoltat d'una espessa boira. Llavors es van encendre els fars al cor d'aquesta edat fosca. I gràcies a les capacitats sense precedents del telescopi espacial James Webb, ajudat una mica per un efecte de lents gravitatòries, els astrònoms finalment han aconseguit identificar el seu origen.

El James Webb revela imatges impressionants de 19 galàxies espirals  Un tresor d'imatges del telescopi espacial James Webb de la NASA/ESA/CSA presenta imatges d'infraroig proper i mitjà de 19 galàxies espirals cara a cara. Aquesta nova sèrie exquisida d'imatges mostra estrelles, gas i pols a les escales més petites mai observades més enllà de la nostra pròpia galàxia. Equips d'investigadors estan estudiant aquestes imatges per descobrir els orígens d'aquestes estructures complexes. L'anàlisi col·lectiva de la comunitat investigadora en última instància informarà les simulacions dels teòrics i avançarà en la nostra comprensió de la formació estel·lar i l'evolució de les galàxies espirals. Crèdit: NASA, ESA, CSA, STScI, J. Lee (STScI), T. Williams (Oxford), equip PHANGS, E. Wheatley (STScI), N. Bartmann Música: Stellardron.

El nostre univers no sempre ha brillat amb milers de llums. Després de l'"explosió inicial", es va formar una espessa boira de gas, principalment hidrogen neutre. Només uns quants centenars de milions d'anys després es van il·luminar les primeres estrelles. "Alguna cosa es va activar i va començar a emetre fotons d'alta energia al buit intergalàctic", explica Joel Leja, professor d'astronomia i ciència astrofísica a la Penn State University (Estats Units), en un comunicat de premsa. Aquestes fonts funcionaven com a balises còsmiques que cremaven boira d'hidrogen neutre. Eren tan enèrgics i persistents que tot l'Univers es va reionitzar". Marcant el final d'aquest període que els astrònoms anomenen l'edat fosca de l'Univers.

El guió estava escrit. Tanmateix, fins ara, els investigadors encara desconeixien que aquestes podien ser les fonts que jugaven aquest paper de "far còsmic". Però les dades enviades pel telescopi espacial James Webb ara donen una resposta. Utilitzant un gegantí cúmul de galàxies; el cúmul d'Abell 2744, que també rep el sobrenom de cúmul de Pandora, com una mena de lupa, el que els investigadors descriuen com un efecte de lent gravitatòria, els astrònoms han obtingut de fet el primers espectres complets d'alguns d'aquests primers llums de l'univers.

Clic a la imatge per engrandir. Utilitzant el cúmul de Pandora, aquí a la il·lustració, com a lupa i el telescopi espacial James Webb, un equip internacional d'investigadors demostra que les petites galàxies de l'Univers primerenc van exercir el paper de far còsmic a la boira original. Crèdit: NASA, ESA, CSA, I. Labbe (Swinburne University of Technology), R. Bezanson (Universitat de Pittsburgh), A. Pagan (STScI)

El paper primordial de les galàxies nanes en la reionització de l'Univers

Per entendre-ho, és interessant assenyalar que alguns van veure les grans galàxies com els millors candidats a fars còsmics. Perquè encara que a l'inici del nostre Univers no n'hi hauria d'haver molts, aquests astrònoms estimaven que cadascun produïa encara prou llum per reionitzar tot l'Univers. Altres creien, per contra, que el nombre de les galàxies més petites del nostre Univers primerenc podria haver estat capaç de desencadenar la fi de les edats fosques. Aquesta és l'opció que l'equip internacional en qüestió aquí ha optat per explorar.

A la revista Nature, els investigadors expliquen primer que van observar que, a l'Univers primerenc, les galàxies nanes eren aproximadament 100 vegades més nombroses que les galàxies massives.

L'anàlisi dels espectres de vuit de les primeres galàxies de massa feble de l'Univers revela, que aquestes són sòlides candidates per “alguna cosa” esmentat per Joel Leja. Perquè van produir unes quatre vegades més llum ionitzant que la que els astrònoms consideraven anteriorment "normal". Això és important perquè els astrònoms pensaven que per reionitzar l'Univers, haurien de veure escapar el 20% dels fotons de galàxies tan petites. Tanmateix, aquestes noves dades suggereixen que només amb un 5% n'hi ha prou. Això es correspon aproximadament a la fracció de fotons ionitzants que escapen de les galàxies modernes.

Clic a la imatge per engrandir. El telescopi espacial James Webb de la NASA suposa un gran avenç en l'exploració interestel·lar i els investigadors de Penn State continuen estant a l'avantguarda dels descobriments derivats d'aquesta oportunitat històrica. Més informació fent un clic aquí (en anglés) Crèdit: Advocate Penn State, X.

Un resultat a confirmar amb noves observacions

"Ens trobem davant de centrals còsmiques reals que col·lectivament emeten energia més que suficient per reionitzar l'Univers en aquest moment", diu Hakim Atek, investigador de l'Institut d'Astrofísica de París i autor principal de l'estudi, en un comunicat de premsa de la ESA. Tanmateix, els investigadors subratllen que la seva investigació no aporta més que vuit galàxies. A més, tots estan a prop d'una única línia de visió.

Per confirmar aquests resultats, els astrònoms hauran d'estendre el seu estudi a una escala més gran. I per assegurar, en primer lloc, que la regió en la qual estaven interessats és realment representativa de la distribució mitjana de les galàxies. I que les galàxies nanes són totes tan energètiques com aquestes. Ja estan previstes noves observacions gràcies al Telescopi espacial James Webb i un altre cúmul de galàxies gegant, el cúmul Abell S1063.

Ho he vist aquí.

Un gran misteri cosmològic

El descobriment d'una segona estructura ultra gran a l'espai llunyà desafia encara més allò que entenem sobre l'univers. El descobriment d'una segona estructura ultra gran a l'univers remot ha posat encara més en dubte alguns dels supòsits bàsics de la cosmologia.

El Gran Anell del Cel es troba a 9.200 milions d'anys llum de la Terra. Té un diàmetre d'uns 1.300 milions d'anys llum i una circumferència d'uns 4.000 milions d'anys llum. Si poguéssim sortir i veure'l directament, el diàmetre del Gran Anell necessitaria unes 15 llunes plenes per cobrir-lo.

Es tracta de la segona estructura ultra gran descoberta per l'estudiant de doctorat de la University of Central Lancashire (UCLan) Alexia López, que fa dos anys també va descobrir l'Arc Gegant al Cel. Sorprenentment, el Gran Anell i l'Arc Gegant, de 3.300 milions d'anys llum de diàmetre, es troben al mateix veïnatge cosmològic: es veuen a la mateixa distància, al mateix temps còsmic i estan separats només 12 graus al cel.

Clic a la imatge per engrandir. Una imatge artística de com es veuria el gran anell (mostrat en blau) al cel. Crèdit de la imatge de fons: Stellarium.

Alexia comenta: "Cap d'aquestes dues estructures ultra grans és fàcil d'explicar en la nostra comprensió actual de l'univers. I les mides ultra grans, les formes distintives i la proximitat cosmològica sens dubte ens han d'estar dient una cosa important, però què exactament?"

"Una possibilitat és que el Gran Anell estigui relacionat amb les Oscil·lacions Acústiques Bariòniques (BAO). Les BAO sorgeixen d'oscil·lacions a l'univers primitiu i avui haurien d'aparèixer, almenys estadísticament, com petxines esfèriques en la disposició de les galàxies. No obstant, l'anàlisi detallada del Gran Anell va revelar que no és realment compatible amb l'explicació BAO: el Gran Anell és massa gran i no és esfèric”.

Podrien caldre altres explicacions, explicacions que s'apartin del que generalment es considera l'entesa estàndard en cosmologia. Una possibilitat podria ser una teoria diferent, la Cosmologia Cíclica Conformada (CCC), proposada pel premi Nobel Sir Roger Penrose. Els anells de l'univers podrien ser un senyal de la CCC.

"Podríem esperar potser una estructura excessivament gran en tot el nostre univers observable. Tot i això, el Gran Anell i l'Arc Gegant són dues estructures enormes i fins i tot veïnes cosmològicament, cosa que resulta extraordinàriament fascinant", apuntava Alexia López.

Una altra explicació podria ser l'efecte del pas de cordes còsmiques. Les cordes còsmiques són "defectes topològics" filamentosos de grans dimensions que podrien haver-se creat a l'univers primitiu. Un altre premi Nobel, Jim Peebles, va plantejar recentment la hipòtesi que les cordes còsmiques podrien tenir un paper a l'origen d'algunes altres peculiaritats en la distribució a gran escala de les galàxies.

A més, el Gran Anell desafia el Principi Cosmològic, com ho va fer anteriorment l'Arc Gegant. I si el Gran Anell i l'Arc Gegant formen junts una estructura encara més gran, el desafiament al Principi Cosmològic es torna encara més convincent.

Aquestes grans estructures -i n'hi ha d'altres trobades per altres cosmòlegs- desafien la nostra idea de com és una regió "mitjana" de l'espai. Superen el límit de mida del que es considera teòricament viable i plantegen desafiaments potencials al Principi Cosmològic.

Comenta Alexia: "El Principi Cosmològic suposa que la part de l´univers que podem veure es considera una 'mostra justa' de com esperem que sigui la resta de l´univers. Esperem que la matèria estigui distribuïda uniformement per tot l´espai quan veiem l´univers a gran escala, per la qual cosa no hi hauria d'haver irregularitats perceptibles per sobre d'una certa grandària”.
 

Els cosmòlegs calculen que el límit teòric actual de la mida de les estructures és de 1.200 milions d'anys llum, però aquestes dues estructures són molt més grans: l'Arc Gegant és gairebé tres vegades més gran i la circumferència del Gran Anell és comparable a la longitud de l'Arc Gegant.

A partir de les teories cosmològiques actuals, pensàvem que estructures d'aquesta escala no eren possibles. Es podia esperar una sola estructura d'aquesta mida a tot l'univers observable. No obstant, el Gran Anell i l'Arc Gegant són dues estructures enormes i fins i tot veïnes cosmològicament, cosa que resulta extraordinàriament fascinant.

Clic a la imatge per engrandir. El Gran Anell està centrat prop de 0 a l'eix x, abastant aproximadament de -650 a +650 a l'eix x (equivalent a 1.300 milions d'anys llum).

"Aquestes dades que estem veient estan tan lluny que han trigat la meitat de la vida de l'univers a arribar fins a nosaltres, així que d'una època en què l'univers era unes 1,8 vegades més petit del que és ara" diu Alexia López

El Gran Anell apareix com un anell gairebé perfecte al cel, però l'anàlisi posterior d'Alexia revela que té més aviat forma d'espiral, com un llevataps, que està alineat cara a cara amb la Terra. L'Arc Gegant, que té aproximadament 1/15 del radi de l'univers observable, es mostra com una enorme mitja lluna, gairebé simètrica, de galàxies a l'univers remot. Té el doble de mida que la cridanera Gran Muralla Sloan de galàxies i cúmuls que s'observa a l'univers relativament proper.

"El Gran Anell i l'Arc Gegant es troben a la mateixa distància de nosaltres, a prop de la constel·lació del Bover, cosa que significa que van existir a la mateixa època còsmica, quan l'univers tenia només la meitat de la seva edat actual", va comentar Alexia. "També es troben a la mateixa regió del cel, a 12 graus de distància quan s'observa el cel nocturn".

Identificar dues extraordinàries estructures ultra grans en una configuració tan propera planteja la possibilitat que juntes formin un sistema cosmològic encara més extraordinari.

Aquestes dades que estem observant estan tan lluny que han trigat la meitat de la vida de l'univers a arribar fins a nosaltres, per això procedeixen d'una època en què l'univers era unes 1,8 vegades més petit del que és ara" . El Gran Anell i l'Arc Gegant, tant individualment com junts, ens ofereixen un gran misteri cosmològic mentre treballem per comprendre l'univers i el desenvolupament.

Alexia, juntament amb el seu assessor, el Dr. Roger Clowes, tots dos de l'Institut Jeremiah Horrocks d'UCLan, i el seu col·laborador Gerard Williger, de la Universitat de Louisville (EUA), van descobrir la nova estructura observant les línies d'absorció als espectres dels quàsars de l'Sloan Digital Sky Survey (SDSS).

Utilitzant el mateix mètode que va conduir al descobriment de l'Arc Gegant, van observar els sistemes d'absorció de Magnesi-II (o MgII, que vol dir que l'àtom ha perdut un electró) retroil·luminats per quàsars, que són galàxies remotes superlluminoses. Aquests quàsars, molt distants i molt brillants, actuen com a llums gegants que il·luminen galàxies distants, però molt més febles, que altrament passarien desapercebudes.

Alexia va presentar els seus descobriments sobre el Gran Anell a la 243a reunió de la Societat Astronòmica Americana (AAS), celebrada el 10 de gener. L'AAS convida els investigadors amb troballes potencialment revolucionàries a compartir els seus treballs amb la comunitat astronòmica mundial.

Ho he vist aquí.

Les il·lusions òptiques d'un senyor japonès

Us parlem de @jagarikin. Jagarikin és un senyor japonès que fa il·lusions òptiques molt interessants i curioses que juguen amb la percepció dels nostres ulls. Trobaràs creacions seves per tota la xarxa. Aquesta és una nova animació dels cercles, però com segurament ja sabràs, la sensació de desplaçament no la provoquen les fletxes.

La solució.............. els marges interiors dels cercles, que circulen amb una petita diferencia temporal, es van modificant (desplaçant o deformant) segons quin efecte es vol.

Us en porto una altra.

El Fenomen Fi

El fenomen Fi és la sensació de moviment que sorgeix de la inclusió successiva de fonts lluminoses estacionàries, així com de la mateixa forma d'aquest moviment. Un tret característic del fenomen Fi és que la sensació de moviment no depèn del color, la mida o la localització espacial de les fonts de llum.

Si l'interval d'encesa dels llums és inferior a 60 ms, les fonts lluminoses es perceben com a encesos simultàniament.

Si l'interval és de 60 a 200 ms, l'encesa de les bombetes es percep com a moviment continu.

Si l'interval és superior a 200 ms, llavors l'espectador té la sensació que els llums s'encenen una darrere l'altra.

Trobat navegant per la xarxa.

Webb detecta elements pesats en la fusió d'estrelles

Clic a la imatge per engrandir.  Aquesta imatge de l'instrument NIRCam (Càmera d'Infraroig Proper) del Telescopi Espacial James Webb de la NASA destaca l'Esclat de Raigs Gamma (ERG) 230307A i la seva kilonova associada, així com la seva antiga galàxia d'origen, al seu entorn local d'altres galàxies i estrelles en primer pla. L'ERG probablement va ser impulsat per la fusió de dues estrelles de neutrons. Les estrelles de neutrons van ser expulsades de la seva galàxia d'origen i van recórrer una distància d'aproximadament 120.000 anys llum, aproximadament el diàmetre de la Via Làctia, abans de fusionar-se finalment centenars de milions d'anys després. Crèdit: NASA, ESA, CSA, STScI, A. Levan (Radboud University and University of Warwick).

Un equip de científics ha utilitzat múltiples telescopis espacials i terrestres, inclòs el Telescopi Espacial James Webb, el Telescopi Espacial de Raigs Gamma Fermi i l'Observatori Neil Gehrels Swift de la NASA, per observar un esclat de raigs gamma excepcionalment brillant, GRB 230307A, identificar la fusió d'estrelles de neutrons que va generar l'explosió que va crear l'esclat. Webb també va ajudar els científics a detectar l'element químic tel·luri després de l'explosió.

És probable que també estiguin presents entre el material expulsat de la kilonova altres elements propers al tel·luri a la taula periòdica, com el iode, necessari per a gran part de la vida a la Terra. Una kilonova és una explosió produïda per la fusió d'un estel de neutrons amb un forat negre o amb un altre estel de neutrons.

"Fa poc més de 150 anys des que Dmitri Mendeleiev va escriure la taula periòdica d'elements, i ara finalment estem en condicions de començar a omplir aquests últims espais en blanc per comprendre on es va originar tot, gràcies al Webb", va dir Andrew Levan de la Universitat de Radboud al Països Baixos i la Universitat de Warwick al Regne Unit, autor principal de l'estudi.

Si bé durant molt de temps s'ha teoritzat que les fusions d'estrelles de neutrons són les “olles de pressió” ideals per crear alguns dels elements més rars i substancialment més pesats que el ferro, els astrònoms s'han trobat anteriorment amb alguns obstacles per obtenir proves sòlides.

Les kilonoves són extremadament rares, cosa que dificulta l'observació d'aquests esdeveniments. Els esclats curts de raigs gamma (GRB), tradicionalment considerats aquells que duren menys de dos segons, poden ser subproductes d'aquests infreqüents episodis de fusions. (Al contrari, les explosions llargues de raigs gamma poden durar uns quants minuts i solen estar associades amb la mort explosiva d'una estrella massiva).

El cas de GRB 230307A és particularment destacable. Detectat per primera vegada per Fermi al març, és el segon GRB més brillant observat en més de 50 anys d'observacions, aproximadament 1.000 vegades més brillant que un esclat típic de raigs gamma que observa Fermi. També va durar 200 segons, cosa que el situa fermament en la categoria d'esclats de raigs gamma de llarga durada, malgrat el seu origen diferent.

“Aquest esclat entra a la categoria de llarga durada. No és a prop del límit. Però sembla que prové d'una estrella de neutrons en fusió”, va afegir Eric Burns, coautor de l'article i membre de l'equip Fermi de la Universitat Estatal de Louisiana.

La col·laboració de molts telescopis terrestres i espacials va permetre als científics recopilar una gran quantitat d'informació sobre aquest esdeveniment tan bon punt es va detectar l'explosió per primera vegada. És un exemple de com els satèl·lits i els telescopis treballen junts per presenciar els canvis a l'univers a mesura que es desenvolupen. Després de la primera detecció, es va posar en marxa una sèrie intensiva d'observacions des de la Terra i des de l'espai, fins i tot amb Swift, per localitzar la font al cel i rastrejar com canviava la brillantor. Aquestes observacions en raigs gamma, raigs X, òptics, infrarojos i de ràdio van mostrar que la contrapart òptica/infraroja era feble, va evolucionar ràpidament i es va tornar molt vermella: les característiques distintives d'una kilonova.

"Aquest tipus d'explosió és molt ràpida i el material de l'explosió també s'expandeix ràpidament", explica Om Sharan Salafia, coautor de l'estudi a l'INAF (Observatori Astronòmic de Brera) a Itàlia. "A mesura que tot el núvol s'expandeix, el material es refreda ràpidament i el pic de la seva llum es torna visible en infrarojos i es torna més vermell en escales de temps de dies a setmanes".

En èpoques posteriors hauria estat impossible estudiar aquesta kilonova des de la Terra, però aquestes eren les condicions perfectes perquè els instruments NIRCam (càmera d'infraroig proper) i NIRSpec (espectrògraf d'infraroig proper) del Webb observessin aquest entorn tumultuós. L'espectre té línies àmplies que mostren que el material és expulsat a altes velocitats, però una característica és clara: la llum emesa pel tel·luri, un element més rar que el platí a la Terra. Les capacitats infraroges altament sensibles del Webb van ajudar els científics a identificar la direcció de les dues estrelles de neutrons que van crear la kilonova: una galàxia espiral a uns 120.000 anys llum de distància del lloc de la fusió.

Abans de la seva aventura, alguna vegada van ser dues estrelles massives normals que van formar un sistema binari a la seva galàxia espiral d'origen. Atès que el duo estava unit gravitacionalment, les dues estrelles van ser llançades juntes en dues ocasions diferents: quan una de les dues va explotar com una supernova i es va convertir en una estrella de neutrons, i quan l'altra estrella va fer el mateix.

En aquest cas, les estrelles de neutrons van romandre com un sistema binari malgrat dues sacsejades explosives i van ser expulsades de la seva galàxia d'origen. La parella va viatjar aproximadament a l'equivalent al diàmetre de la Via Làctia abans de fusionar-se diversos centenars de milions d'anys després.

Els científics esperen trobar encara més kilonoves en el futur a causa de les creixents oportunitats que els telescopis espacials i terrestres treballin de manera complementària per estudiar els canvis a l'univers. Per exemple, encara que Webb pot observar més profundament a l'espai que mai, el notable camp de visió del proper Telescopi Espacial Nancy Grace Roman de la NASA permetrà als astrònoms explorar on i amb quina freqüència tenen lloc aquestes explosions.

"Webb proporciona un impuls fenomenal i pot trobar elements encara més pesats", va dir Ben Gompertz, coautor de l'estudi de la Universitat de Birmingham al Regne Unit. “A mesura que obtinguem observacions més freqüents, els models milloraran i l'espectre podrà evolucionar més amb el temps. Sens dubte, Webb ha obert la porta per fer-ne molt més, i les seves capacitats seran completament transformadores per a la nostra comprensió de l'univers”.

Espectre d'emissió de kilonova

Clic a la imatge per engrandir. Aquesta presentació gràfica compara les dades espectrals de la kilonova del GRB 230307A observades pel telescopi espacial James Webb i un model de kilonova. Tots dos mostren un pic distintiu a la regió de l'espectre associada amb el tel·luri, amb l'àrea ombrejada en vermell. La detecció de tel·luri, més rar que el platí a la Terra, suposa la primera observació directa d'un element pesat individual d'una kilonova. Crèdit: NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI)
 
Tot i que els astrònoms han teoritzat que les fusions d'estrelles de neutrons són l'entorn ideal per crear elements químics, inclosos alguns essencials per a la vida, aquests esdeveniments explosius -coneguts com a kilonoves- són rars i ràpids. L'espectrògraf NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) del Webb va adquirir un espectre de la kilonova de GRB 230307A, ajudant els científics a obtenir proves de la síntesi d'elements pesants a partir de fusions d'estrelles de neutrons.

Amb l'extraordinària capacitat del Webb per mirar més lluny a l'espai que mai, els astrònoms esperen trobar encara més kilonoves i adquirir més proves de la creació d'elements pesants.

Kilonova i galàxia amfitriona

Clic a la imatge per engrandir. Galàxies brillants i altres fonts de llum de diferents mides i formes es troben disperses per una franja negra de l'espai: petits punts, taques el·líptiques amb halos i taques en forma d'espiral. El color dels objectes varia: blanc, blanc blavós, blanc groguenc i vermell ataronjat. Cap al centre a la dreta es veu de front una galàxia espiral blanca blavosa més gran que les altres fonts lluminoses de la imatge. La galàxia està etiquetada com a "antiga galàxia d'origen". Cap a la part superior esquerra hi ha un petit punt vermell, que té un cercle blanc al seu voltant i està etiquetat com a "GRB 230307A kilonova". Crèdits: NASA, ESA, CSA, STScI, A. Levan (IMAPP, Warw), A. Pagan (STScI)

Aquesta imatge de l'instrument NIRCam (Near-Infrared Camera) del telescopi Webb mostra la kilonova GRB 230307A i la seva antiga galàxia d'origen en un entorn local d'altres galàxies i estels en primer pla. Les estrelles de neutrons van ser expulsades de la seva galàxia d'origen i van recórrer una distància d'uns 120.000 anys llum, aproximadament el diàmetre de la Via Làctia, abans de fusionar-se finalment diversos centenars de milions d'anys després.

Aquesta imatge és una composició de diverses exposicions adquirides pel telescopi espacial James Webb amb l'instrument NIRCam. Es van utilitzar diversos filtres per mostrar una àmplia gamma de longituds d'ona. El color és assignar diferents tons (colors) a cada imatge monocromàtica (escala de grisos) associada a un filtre individual. En aquest cas, els colors assignats són Blau: F115W + F150W Verd: F277W Vermell: F356W + F444W.

Ho he vist aquí i aquí.