Un Sol ben presumit

A última hora de la nit del 7 de maig i a la matinada del 8 de maig, el Sol va emetre aquest potent parell de flamarades solars. Aquests dos enèrgics centelleigs amb bucles dansaires van ser captats per l'Observatori de Dinàmica Solar (SDO) del Centre Goddard de la NASA, que sempre té un ull posat al Sol.

El Sol –com fins i tot les persones més vibrants– no és un raig de sol constant. Passa constantment per períodes de més i menys activitat. Una activitat elevada pot donar lloc a flamarades solars, o explosions d'energia que surten del Sol.

Les erupcions més fortes es coneixen com a "erupcions de classe X", com les dues que es mostren aquí. El nombre d'erupcions solars augmenta cada 11 anys aproximadament al voltant del que s'anomena un màxim solar. Els científics esperen que l‟activitat del Sol augmenti a mesura que ens acostem al màxim solar; des de començament d'any s'han produït 13 erupcions solars de classe X.

Quan es dirigeixen a la Terra, les erupcions més potents poden pertorbar els satèl·lits, els senyals GPS i les comunicacions per ràdio. Per això, multitud d'instruments espacials i terrestres vigilen els impactes possibles.

Un recorregut per les dues erupcions solars de classe X. La intensa llum ultraviolada d'aquests vídeos es pinta aquí de taronja. Apareixen com a dramàtiques flamarades de bucles embullats que salten de la superfície del Sol.

Crèdit vídeos: NASA/SDO

Ho he vist aquí.

Euclid descobreix l'anell d'Einstein al nostre badiu còsmic

Euclid descobreix l'anell d'Einstein al nostre badiu¹ còsmic 

Clic a la imatge per engrandir. L'anell de llum que envolta el centre de la galàxia NGC 6505, captat pel telescopi Euclid de l'ESA, és un exemple d'anell d'Einstein. NGC 6505 actua com una lent gravitacional, desviant la llum d'una galàxia situada molt darrere seu. Crèdits: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, processament d'imatges per J.-C. Cuillandre, G. Anselmi, T. Li; CC BY-SA 3.0 IGO o llicència estàndard de l'ESA.

Euclid, una missió de l'ESA (Agència Espacial Europea) amb contribucions de la NASA, ha realitzat un sorprenent descobriment al nostre pati del darrere còsmic: un fenomen anomenat anell d'Einstein.

Un anell d'Einstein és la llum procedent d'una galàxia llunyana que es corba per formar un anell que sembla alineat amb un objecte en primer pla. El nom fa honor a Albert Einstein, la teoria general de la relativitat del qual prediu que la llum es corba i s'il·lumina al voltant dels objectes a l'espai.

D'aquesta manera, els objectes especialment massius, com les galàxies i els cúmuls de galàxies, actuen com a lupes còsmiques que permeten veure objectes encara més llunyans. Els científics anomenen a això lents gravitacionals.

Bruno Altieri, científic de l'Arxiu Euclid, va observar un indici d'anell d'Einstein entre les imatges de la primera fase de proves de la nau espacial el setembre del 2023.

"Fins i tot des d'aquesta primera observació, ho vaig poder veure, però després que Euclid fes més observacions de la zona, vam poder veure un anell d'Einstein perfecte", va dir Altieri. "Per mi, que porto tota la vida interessant-me per les lents gravitacionals, va ser sorprenent".

L'anell sembla envoltar el centre d'una galàxia el·líptica molt estudiada anomenada NGC 6505, que es troba a uns 590 milions d'anys llum de la Terra, a la constel·lació del Dragó. Pot semblar lluny, però a escala de tot l'univers, NGC 6505 és molt a prop. Gràcies als instruments d'alta resolució d'Euclid, és la primera vegada que es detecta l´anell de llum que envolta la galàxia.

La llum procedent d'una galàxia brillant molt més llunyana, a uns 4.420 milions d'anys llum de distància, crea l'anell de la imatge. La gravetat va distorsionar aquesta llum en el viatge cap a nosaltres. Aquesta galàxia llunyana no s'havia observat abans i encara no té nom.

"Un anell d'Einstein és un exemple de potent lent gravitacional", explica Conor O'Riordan, de l'Institut Max Planck d'Astrofísica (Alemanya) i autor principal del primer article científic que analitza l'anell. Una lent gravitacional forta produeix múltiples imatges duna font de fons que poden aparèixer com arcs, formant un anell com aquest, per exemple. "Totes les lents intenses són especials, perquè són molt rares i són increïblement útils des del punt de vista científic. Aquesta és particularment especial, perquè és molt a prop de la Terra i l'alineació la fa molt bella".

Els anells d'Einstein són un laboratori ric perquè els científics explorin molts misteris de l'univers. Per exemple, una forma invisible de matèria anomenada matèria fosca contribueix a la curvatura de la llum en un anell, per la qual cosa és una forma indirecta d'estudiar la matèria fosca. Els anells d'Einstein també són rellevants per a l'expansió de l'univers perquè l'espai entre nosaltres i aquestes galàxies -tant en primer pla com al fons- s'està estirant. Els científics també poden aprendre sobre la pròpia galàxia de fons.

"Em sembla molt intrigant que aquest anell s'hagi observat dins una galàxia molt coneguda, que va ser descoberta per primera vegada el 1884", va declarar Valeria Pettorino, científica del projecte Euclid de l'ESA. "La galàxia és coneguda pels astrònoms des de fa molt de temps. I, no obstant, aquest anell mai s'havia observat abans. Això demostra com pot ser de potent Euclid, que troba coses noves fins i tot en llocs que crèiem conèixer bé. Aquest descobriment és molt encoratjador per al futur de la missió Euclid i demostra les seves fantàstiques capacitats".

Clic a la imatge per engrandir. Primer pla del centre de la galàxia NGC 6505, amb el brillant anell d'Einstein alineat amb ella, captat pel telescopi espacial Euclid de l'ESA. Crèdits: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, processament d'imatges de J.-C. Cuillandre, G. Anselmi, T. Li; CC BY-SA 3.0 IGO o ESA Standard Licence

Explorar com s'ha expandit i format l'univers al llarg de la història còsmica, Euclid revelarà més dades sobre el paper de la gravetat i la naturalesa de l'energia i la matèria fosques. L'energia fosca és la força misteriosa que sembla causar l'expansió de l'univers. El telescopi espacial cartografiarà més d'un terç del cel i observarà milers de milions de galàxies fins a una distància de 10.000 milions d'anys llum. S'espera trobar unes 100.000 lents gravitatòries potents.

"Euclid revolucionarà aquest camp amb totes aquestes dades que mai abans havíem tingut", va afegir O'Riordan.

Encara que trobar aquest anell d'Einstein és un èxit, Euclid ha de buscar un tipus de lent gravitatòria diferent i menys òbvia visualment, anomenada "lent feble", per ajudar a complir la seva missió de comprendre l'energia fosca. A les lents febles, les galàxies de fons apareixen només lleugerament estirades o desplaçades. Per detectar aquest efecte, els científics hauran d'analitzar milers de milions de galàxies.

Euclid es va enlairar de Cap Canaveral (Florida) l'1 de juliol de 2023 i va començar el seu estudi detallat del cel el 14 de febrer de 2024. La missió està creant gradualment el mapa tridimensional més extens de l'univers fins avui. La troballa de l'anell d'Einstein en una fase tan primerenca de la missió indica que Euclid va camí de descobrir molts més secrets de l'univers.

Més sobre Euclid

Euclid és una missió europea, construïda i operada per l'ESA, amb contribucions de la NASA. El Consorci Euclid -format per més de 2.000 científics de 300 instituts de 15 països europeus, els Estats Units, el Canadà i el Japó- és responsable de proporcionar els instruments científics i l'anàlisi de les dades científiques. L'ESA va seleccionar Thales Alenia Space com a contractista principal per a la construcció del satèl·lit i el seu mòdul de servei, i Airbus Defence and Space per desenvolupar el mòdul de càrrega útil, inclòs el telescopi. Euclid és una missió de classe mitjana del programa Cosmic Vision de l'ESA.

Tres equips científics recolzats per la NASA contribueixen a la missió Euclid. A més de dissenyar i fabricar l'electrònica del xip sensor per a l'instrument NISP (Near Infrared Spectrometer and Photometer) d'Euclid, el Laboratori de Propulsió a Jet de la NASA va dirigir també l'adquisició i el lliurament dels detectors NISP. Aquests detectors, juntament amb l'electrònica del xip sensor, es van provar al Laboratori de Caracterització de Detectors de la NASA al Centre Goddard de Vols Espacials a Greenbelt, Maryland. El Centre Científic Euclid de la NASA a l'IPAC (ENSCI), al Caltech de Pasadena (Califòrnia), arxivarà les dades científiques i recolzarà les investigacions científiques realitzades als Estats Units. El JPL és una divisió del Caltech.

¹ Pati del darrere en parla badalonina ;)

Ho he vist aquí.

Dossier: Criptografia. 6 Xifratge RSA: la revolució de la clau pública

Fer que els codis secrets siguin irrompibles és un vell somni dels professionals de la seguretat. Des de l'antiguitat, els humans han inventat sistemes manuals i després mecànics abans de la revolució electrònica. Descobriu en aquest dossier la criptologia i els seus usos, des de l'encriptació tradicional fins a l'encriptació RSA i l'ús de la informàtica.

La nostra necessitat de comunicar-nos de manera segura s'està satisfent avui en dia amb ordinador amb persones que no hem conegut mai, i probablement mai ho farem, ja sigui una comanda en un lloc de comerç electrònic o la transmissió d'un full d'atenció al centre de la Seguretat Social. En aquest context, l'intercanvi previ d'una clau, operació obligatòria en criptografia tradicional, no és possible.

Clic a la imatge per engrandir. RSA, un algorisme de xifratge. Crèdit: Futura 

A mitjans de la dècada de 1970, la invenció de la criptografia de clau pública, vinculat al desenvolupament de les comunicacions informàtiques, va resoldre el problema.  El seu principi es basa en un parell de claus asimètriques: una per a xifrat, que pot ser pública, i l'altra per a desxifrar, que ha de romandre privada.

Per comunicar-me en secret amb un destinatari, consulto la seva clau pública en un directori i la faig servir per xifrar el missatge que se li adreça. Quan rebi aquest criptograma, utilitzarà la seva pròpia clau per reconstruir-lo en text clar, un desxifrat que guarda en secret.

Clic a la imatge per engrandir. Il·lustració del xifratge de clau pública: la clau pública és un cadenat obert que qualsevol remitent pot tancar per protegir un missatge del destinatari. La clau privada, que només té el destinatari, és la que pot obrir el cadenat. Crèdit: P. Guillot. Infografia en català: Sci-Bit.

El més utilitzat d'aquests mecanismes és RSA , un acrònim extret dels noms dels seus tres inventors Ronald Rivest, Adi Shamir i Leonard Adleman que el van publicar el 1978.

La clau pública

La clau pública està formada per un mòdul n públic, igual al producte de dos factors primers desconeguts, i un exponent públic e, sovint igual a 3. Així, per xifrar un missatge m, codificat com un nombre entre 0 i  n − 1, l'elevem a la potència e mòdul  n. Si  e és 3, això equival a elevar al cub mòdul n. L'operació inversa, és a dir, extreure l'arrel cúbica mòdul n, es diu que és un problema difícil en absència de coneixement de la factorització de n.

Clic a la imatge per engrandir. Una funció unidireccional amb una trampa és computable en una direcció per tothom, però requereix informació addicional per realitzar el càlcul invers. Crèdit: P. Guillot. Infografia en català: Sci-Bit

La clau privada està formada pels factors p i q de n. Coneixent aquests factors, és possible determinar un exponent privat d que ens permetrà trobar el missatge corresponent a un criptograma determinat. L'exponent privat d és igual al recíproc de l'exponent públic e mòdul el mínim comú múltiple de  p − 1 i  q − 1. Per a aquest càlcul es requereix el coneixement dels factors p i q del mòdul.

El missatge es reconstrueix augmentant el criptograma a la potència de l'exponent privat mòdul n.

La funció de xifratge RSA és el que s'anomena funció unidireccional amb trampa. Qualsevol persona pot xifrar un missatge amb paràmetres públics. No obstant això, per invertir el procés, és a dir per trobar el missatge del criptograma, cal disposar d'informació addicional: la trampa o clau privada, mantinguda en secret.

Clic a la imatge per engrandir. L'ús de nombres enters grans a la criptografia ha fet un avenç significatiu en uns quinze anys, amb gairebé el doble del nombre de dígits decimals. Crèdit: DR, Infografia en català: Sci-Bit

La seguretat d'aquest mecanisme es basa fonamentalment en la dificultat de trobar els factors p i q del producte n = p × q. Això va reactivar la recerca per resoldre aquest problema, tal com es mostra a la taula anterior que mostra l'any en què es podrien factoritzar els nombres enters grans.


Capítol anterior: 5 Màquines de xifrat: Enigma, xifratge de rodes i targeta intel·ligent

Capítol següent: 7 Signatura digital i xifratge (en preparació)

Ho he vist aquí.

Pols al vent estel·lar

Aquesta nova imatge del James Webb mostra amb un detall sense precedents un disc protoplanetari de costat al voltant d'una estrella acabada de formar, envoltat de dolls i un vent de disc. Es tracta d'un objecte Herbig-Haro; es formen quan els vents estel·lars o raigs de gas que brollen de les estrelles xoquen amb el gas i la pols propers a gran velocitat, formant ones de xoc.

Veure un objecte com aquest de costat permet als astrònoms estudiar com es mouen els grans de pols dins del disc protoplanetari de l'estrella. La formació d'una capa estreta i densa de pols dins del disc podria indicar una etapa important en el procés de formació de planetes. En aquesta regió densa, els grans de pols s'agrupen per formar còdols i, finalment, planetes.

La segona imatge està etiquetada. De l'estret disc central emergeix un raig de gas a gran velocitat en un angle de 90 graus. El raig estret està envoltat per un flux cònic més ample. Al voltant del raig cònic hi ha una àmplia nebulosa que reflecteix la llum de la jove estrella incrustada al disc. En conjunt, aquestes dades revelen que HH 30 és un lloc dinàmic, on tant els diminuts grans de pols com els raigs massius tenen un paper en la formació de nous planetes.

Descripció de la imatge: Imatge propera d'un disc protoplanetari al voltant d'un estel acabat de formar. Es combinen moltes longituds d'ona de llum diferents, representades per diferents colors. Una línia fosca que travessa el centre és el disc, fet de pols opaca: l'estrella està amagada aquí i crea una forta resplendor al centre. Una banda que puja en línia recta és un raig, mentre que altres fluxos de sortida formen flamarades per sobre i per sota del disc, i una cua que surt per una banda. Crèdit: ESA/Webb, NASA & CSA, Tazaki et al.

Imatge propera del disc protoplanetari HH 30. Algunes parts de la imatge estan etiquetades com "Jet" (per sobre i per sota del disc), "Sortida cònica", "Possible espiral", "Línia fosca", "Disc" i "Cua". Un marcador d'escala a la part inferior esquerra indica "300 au (ua)"; és una mica més ample que el mateix disc, però menys que els fluxos cònics per sobre i per sota del disc. Crèdit: ESA/Webb, NASA & CSA, Tazaki et al. Infografia en català: Sci-Bit.

Ho he vist aquí.

Una diana a la sala d'esbarjo del nostre univers

Una enorme galàxia anomenada Bullseye (ull de bou), i també coneguda com a  LEDA 1313424, ondula amb nou anells plens d'estrelles mentre una galàxia nana blava travessa el centre com un dard. La galàxia més petita, visible just a l'esquerra del centre en aquesta imatge, va travessar el centre de Bullseye fa uns 50 milions d'anys i va deixar anells com a ones en un estany. Les galàxies xoquen o amb prou feines es perden les unes a les altres amb força freqüència (còsmicament parlant), però és rar que una galàxia es llanci a través del centre de l'altra.

Les imatges d'alta resolució del telescopi espacial Hubble de la NASA, van confirmar vuit dels anells de Bullseye, i les dades de l'Observatori W. M. Keck de Hawaii van descobrir un novè anell. Els astrònoms ara podran estudiar millor com la galàxia -i els seus anells- poden continuar evolucionant al llarg de milers de milions d'anys.

Clic a la imatge per engrandir. Una gran galàxia al centre i una galàxia molt més petita a la seva esquerra. Té diversos anells. El seu nucli circular és blanc brillant al centre, però groc clar en general. Cap a l'exterior hi ha espais entre els anells. A les 9 en punt hi ha una petita galàxia nana. Té aproximadament la mateixa mida que el nucli groc de la diana. La galàxia nana és blava, amb molts punts. Sembla que la vora de la diana pot tocar la galàxia nana. Totes dues galàxies se situen sobre el fons negre de l'espai, que està esquitxat d'una sèrie de galàxies de diferents formes, colors i mides, juntament amb una estrella en primer pla a l'esquerra. Crèdit: NASA, ESA, Imad Pasha (Yale), Pieter van Dokkum (Yale)⁣.

Ho he vist aquí.

Unes imatges espacials espectaculars mostren un mur de plasma de 200.000 km

Unes imatges espectaculars mostren un mur de plasma de 200.000 km d'alçada que emergeix de la superfície del Sol, de 5.600ºC.

El 18 de febrer del 2024, el Sol va experimentar una important ejecció de massa coronal (CME) amb una longitud de 210.000 km. A títol comparatiu, això equival a 16,48 diàmetres de la Terra. No obstant això, a causa de la posició dels planetes, en particular Venus, aquesta ejecció no va afectar significativament la Terra. Venus, en estar situat entre el Sol i la Terra, va absorbir la major part del plasma solar, protegint així el nostre planeta de possibles tempestes geomagnètiques.

 Clic per engrandir. Crèdit imatges: Astrofotògraf: Eduardo Schaberger.  SWNS