Les glaceres de Mart són més pures i uniformes del que s’havia pensat abans

Clic a la imatge per engrandir. Aquest és un exemple d’una glacera coberta de runa a Mart. La nova investigació sobre aquestes característiques suggereix que són més pures del que es creia, amb implicacions per a entendre millor el pressupost d’aigua de Mart i la utilització de recursos en futures missions humanes. Crèdit: NASA/JPL-Caltech/Universitat d’Arizona

A les pendents de les muntanyes i cràters de Mart s’enganxa allò que sembla mel que flueix, coberta de pols i congelada en el temps. En realitat, aquestes característiques són glaceres increïblement lentes, i es pensava que el seu contingut era principalment roca envoltada d’alguna forma de gel.

Els treballs dels últims 20 anys han demostrat que almenys algunes d’aquestes glaceres són principalment gel pur amb només una capa fina de roca i pols, però segons un nou article publicat a Icarus, les glaceres de tot el planeta en realitat contenen més del 80% de gel d’aigua, un descobriment important. En definitiva, això significa que els dipòsits de gel glacial de Mart són gairebé purs a tot el món, proporcionant una comprensió més clara de la història climàtica de Mart i un recurs potencial per a futures utilitzacions.

L’article va ser liderat per Yuval Steinberg, un recent graduat de l’Institut de Ciència Weizmann, amb seu a Israel. Els dos coautors, Oded Aharonson i Isaac Smith, són científics principals del Planetary Science Institute, amb seu a Tucson, i tenen càrrecs docents a l’Institut de Ciència Weizmann i a la Universitat de York, respectivament.

“Aquest estudi destaca com els programes de la NASA estan avançant la ciència no només als Estats Units, sinó també arribant a estudiants de tot el món,” va dir Aharonson.

Clic a la imatge per engrandir. Els cinc llocs que l’equip va investigar per avaluar la puresa de les glaceres. El fet que aquests llocs dispersos continguessin una proporció similar de gel i roca implica que Mart va experimentar o una glaciació generalitzada o múltiples glaciacions amb propietats similars, segons l’equip. Crèdit: Steinberg et al.

Observant sota el vel cobert de pols

Mentre revisaven investigacions passades, l’equip va adonar-se ràpidament que, en quant a l’anàlisi de glaceres cobertes de runa, tot era un territori desconegut.

“Diferents tècniques havien estat aplicades pels investigadors a diversos llocs, i els resultats no es podien comparar fàcilment,” va dir Smith. “Un dels llocs del nostre estudi mai havia estat estudiat, i en dos dels cinc llocs que vam utilitzar, només s’havia completat una anàlisi parcial abans”.

Per això, l’equip va decidir estandarditzar com s’analitzen aquestes glaceres cobertes de runa. Es van centrar en mesurar la seva propietat dielèctrica (una mesura de com de ràpid es mouen les ones de radar a través d’un material) i el seu tangent de pèrdua (una mesura de com de ràpid es dissipa l’energia de l’ona de radar en un material). A partir d’això, els investigadors poden inferir la proporció de roca i gel dins d’una glacera. Això no es pot veure només amb l’observació visual de les superfícies cobertes de pols i roca.

També van identificar una altra àrea a Mart on el SHARAD, que significa SHAllow RADar, l’instrument de radar superficial a bord de l’Orbitador de Reconeixament de Mart (Mars Reconnaissance Orbiter) podria fer aquestes anàlisis. Això els va permetre estudiar un total de cinc llocs repartits per tot el planeta vermell, facilitant una comparació global.

Es van sorprendre al descobrir que totes les glaceres, fins i tot en hemisferis oposats, tenen gairebé les mateixes propietats.

“Això és important perquè ens diu que els mecanismes de formació i preservació són probablement els mateixos a tot arreu" va dir Smith. “A partir d'això, podem concloure que Mart va experimentar una glaciació generalitzada o múltiples glaciacions que tenien propietats similars. I, en reunir per primera vegada aquests llocs i tècniques, vam poder unificar la nostra comprensió d'aquest tipus de glaceres”.

Conèixer la puresa mínima d'aquestes glaceres beneficia la comprensió científica dels processos que les formen i les conserven. A més, ajuda a l'hora de planificar una futura exploració humana de Mart, quan l'ús de recursos locals, com l'aigua, esdevé crític per a la missió.

A continuació, l'equip buscarà glaceres addicionals per afegir la seva comparació global i consolidar la seva comprensió d'aquests misteris coberts de pols.

Ho he vist aquí.

James Webb troba un possible forat negre de col·lapse directe

Nota de l'editor: Aquesta publicació destaca una combinació de resultats revisats per parells o experts i dades en curs de ciència del Webb, que encara no han passat per revisió per experts.

A mesura que les dades del Telescopi Espacial Webb de la NASA es fan públiques, els investigadors busquen en els seus arxius anomalies còsmiques que poden haver passat desapercebudes. Mentre examinaven imatges de l’enquesta COSMOS-Web, dos investigadors, Pieter van Dokkum de la Universitat de Yale i Gabriel Brammer de la Universitat de Copenhaguen, van descobrir un objecte inusual que van anomenar la Galàxia de l'Infinit.

La galàxia mostra una forma molt poc habitual, amb dos nuclis molt compactes i vermells, cadascun envoltat per un anell, que li donen la forma de símbol d’infinit. L’equip creu que es va formar per la col·lisió frontal de dues galàxies en disc. Observacions de seguiment van mostrar que la Galàxia de l'Infinit allotja un forat negre supermassiu actiu. El que és molt inusual és que aquest forat negre es troba entre els dos nuclis, dins d’una amplia extensió de gas. L’equip proposa que el forat negre es va formar allà mitjançant el col·lapse directe d’un núvol de gas, un procés que podria explicar alguns dels forats negres extremadament massius que Webb ha trobat a l’univers primitiu.

La Galàxia Infinita, resultat de la col·lisió de dues galàxies en espiral, està composta per dos anells d’estrelles (vistos com ovalades a la part superior dreta i inferior esquerra). Els dos nuclis de les galàxies en espiral són representats en groc dins dels anells. Hidrogen brillant, que ha estat desposseït dels seus electrons, apareix en verd entre les dues galàxies. Els astrònoms han detectat un forat negre de milions de masses solars que sembla estar embegut dins d’aquest ampli tram de gas ionitzat. Suggereixen que aquest forat negre podria haver-se format allà mitjançant un procés conegut com a col·lapse directe. Aquesta imatge, capturada amb la càmera d’infraroig proper (NIRCam) del Telescopi Webb de la NASA, mostra la llum en diferents longituds d’ona: 0,9 micròmetres en blau (F090W), 1,15 i 1,5 micròmetres en verd (F115W+F150W), i 2,0 micròmetres en vermell (F200W). Crèdit: NASA, ESA, CSA, STScI, P. van Dokkum (Universitat de Yale).

Segons Pieter van Dokkum, autor principal d’un article revisat per parells i investigador principal de les observacions de seguiment amb Webb, aquest objecte podria ser la millor evidència fins ara d’una manera nova de formar forats negres.
 
Ell explica que tot a aquesta galàxia és molt inusual. No només té una forma molt estranya, sinó que també té un forat negre supermassiu que està atraient molta matèria. La sorpresa més gran és que aquest forat negre no està dins dels nuclis de les dues galàxies que s’han col·lapsat, sinó al mig, en un espai ampli de gas. Ens vam preguntar: com podem entendre això?

Van Dokkum diu que, en general, trobar un forat negre fora del nucli d’una galàxia massiva ja és estrany, però encara ho és més pensar com hi ha arribat. Ells creuen que aquest forat negre no només ha arribat allà, sinó que s’ha format directament en aquest lloc, i que això podria ser una observació de la formació d’un forat negre supermassiu, cosa que mai s’havia vist abans.

Com es van formar els forats negres supermassius és una qüestió de llarga durada, explica que hi ha dues teories principals sobre com es formen els forats negres supermassius: la de les “llavors lleugeres” i la de les “llavors pesades”. La primera proposa que comencen com petits forats negres que es formen quan una estrella col·lapsa i explota com a supernova, i que després es fusionen per formar-ne de més grans. Però Webb ha trobat forats negres molt massius molt aviat en l’univers, cosa que fa difícil que aquesta teoria ho pugui explicar.

La segona teoria parla de “llavor pesada”, on un gran núvol de gas es col·lapsa directament en un forat negre molt gran, fins a un milió de vegades la massa del Sol. Això passaria molt més ràpid, però el problema és que els núvols de gas tendeixen a formar estrelles abans que un forat negre, així que caldria alguna manera d’evitar-ho, cosa que no està clara que pugui passar en la pràctica.

Mirant les dades de la Galàxia de l'Infinit, creiem que hem reunit una història de com això podria haver passat aquí. Dues galàxies de disc xoquen, formant les estructures d’anells de les estrelles que veiem. Durant la col·lisió, el gas dins d'aquestes dues galàxies s'altera i es comprimeix. Aquesta compressió podria ser suficient per formar un nus dens, que després es va col·lapsar en un forat negre.

Hi ha una mica d'evidència circumstancial d'això. Observem una gran franja de gas ionitzat, concretament hidrogen que ha estat despullat dels seus electrons, que es troba just al mig entre els dos nuclis, envoltant el forat negre supermassiu. També sabem que el forat negre està creixent activament –, veiem proves d'això en els raigs X de l'Observatori de raigs X Chandra de la NASA i la ràdio del Very Large Array. Però la pregunta és: es va formar allà?

Una parella de galàxies llunyanes que formen la forma aproximada d’un símbol d’infinit vist en un angle d’uns 45 graus. Dos cercles difusos i sobreposats amb taques blaves més brillants a la part superior dreta i inferior esquerra. Al centre de cada cercle hi ha una taca groga brillant, que és el nucli. On els dos cercles es superposen a l’esquerra, hi ha una zona de gas verd brillant, amb un aspecte irregular, situada a mig camí entre els dos nuclis grocs. Està lleugerament desplaçada cap a l’esquerra.

Clic a la imatge per engrandir. Aquesta imatge de la Galàxia de l’Infinit del Telescopi Webb de la NASA, capturada amb la càmera NIRCam (Càmera d’Infraroig Proper), està sobreposada amb un mapa de contorns de dades de la Very Large Array, un telescopi de ràdio. El punt central de l’emissió de ràdio encaixa perfectament amb el centre del gas brillant detectat en infraroig entre els dos nuclis de les galàxies. La detecció d’emissió de ràdio dels forats negres supermassius informa els investigadors sobre l’energia de l’objecte, específicament com està atraient el material que l’envolta. Crèdit: NASA, ESA, CSA, STScI, VLA, P. van Dokkum (Universitat de Yale).

Hi ha dues altres possibilitats que ens venen al cap. Primer, que podria ser un forat negre fugit (errant) que va ser expulsat d’una galàxia i que simplement està passant per allà. Segon, que podria ser un forat negre al centre d’una tercera galàxia en la mateixa ubicació al cel. Si fos en una tercera galàxia, esperaríem veure la galàxia que l’envolta, llevat que fos una galàxia nana molt feble. Però, normalment, les galàxies nanes no allotgen forats negres tan grans.

Si el forat negre fos un errant, o si fos en una galàxia no relacionada, esperaríem que tingués una velocitat molt diferent de la del gas a la Galàxia de l’Infinit. Ens vam adonar que aquesta seria la nostra prova – mesurar la velocitat del gas i la velocitat del forat negre, i comparar-les. Si les velocitats són properes, dins de potser 50 quilòmetres per segon, llavors és difícil argumentar que el forat negre no s’ha format a partir d’aquest gas.

Vam sol·licitar i vam rebre temps discrecional del director per fer un seguiment amb Webb, i els nostres resultats preliminars són emocionants. Primer, es confirma la presència d’una distribució extensa de gas ionitzat entre els dos nuclis. Segon, el forat negre està perfectament al centre de la distribució de velocitat d’aquest gas envoltant, com era d’esperar si s’hagués format allà. Aquest és el resultat clau que buscàvem!

En tercer lloc, com a una sorpresa inesperada, resulta que els dos nuclis de la galàxia també tenen un forat negre supermassiu actiu. Així, aquest sistema té tres forats negres actius confirmats: dos molt grans en cadascun dels nuclis i un altre al mig que podria haver-se format allà mateix.

No podem dir amb certesa que hàgim trobat un forat negre de col·lapse directe. Però sí que podem afirmar que aquestes noves dades enforteixen la hipòtesi que estem veient un forat negre recent de naixement, mentre que eliminen algunes de les explicacions alternatives. Continuarem revisant les dades i investigant aquestes possibilitats.

Ho he vist aquí.

Dossier: Criptografia. 9 El joc de l'adversari

Fer que els codis secrets siguin irrompibles és el somni de tota la vida dels professionals de la seguretat. Des de l'antiguitat, els humans van inventar sistemes manuals i després mecànics abans de la revolució electrònica. Descobreix la criptologia i els seus usos, des del xifratge tradicional fins al xifratge RSA i la informàtica.

El joc criptogràfic implica un oponent amb qui cal tenir en compte. El seu objectiu és el desxifratge de missatges, és a dir, un desxifratge sense la clau. Aquesta delicada tasca és essencial per garantir la robustesa d'un procés. Com ja va assenyalar Charles Babbage en un intercanvi al Journal of the Society of Arts, només es pot proposar un xifratge segur si s'han desxifrat xifratges molt difícils.

Clic a la imatge per engrandir. Part de la màquina diferencial de Charles Babbage. Crèdit: Andrew Dunn, Wikimedia Commons, CC 2.0

Actualment s'accepta que les substitucions simples incompleixen ràpidament l'anàlisi de freqüències. La tècnica utilitzada va ser exposada per primera vegada pel filòsof i matemàtic àrab Al-Kindi en el seu tractat sobre l'extracció de l'obscur ja al segle IX. El treball de desxifrat consta de dues fases:

• una, quantitativa, consisteix a comptar les aparicions de cada caràcter del text del qual volem trobar el significat;
• la segona, qualitativa, consisteix a utilitzar el coneixement del llenguatge i la intuïció.

Clic a la imatge per engrandir. Retrat del matemàtic àrab Abu Yusuf Yaqub ibn Ishaq al-Kindi (801–873). Crèdit: Dubsahara

L'escarabat d'or, un conte d'Edgar Allan Poe publicat el 1843, descriu detalladament la pacient tasca del desxifrador de codis. El mètode segueix gairebé paraula per paraula un article de David A. Conradus; Cryptographia Denudata, publicat a la revista Gentleman's Magazine el 1842.

Charles Babbage, Friedrich Kasiski i els seus mètodes de desxifrat

Les substitucions polialfabètiques han resistit l'anàlisi durant més temps. No va ser fins al segle XIX amb l'obra de Charles Babbage i després Friedrich Kasiski que va sorgir un mètode analític de desxifrat. El pas crucial és la determinació de la longitud de la clau. Es determina identificant repeticions en el criptograma. Aquest mètode va ser refinat per William Friedman a principis del segle XX, que va utilitzar l'índex de coincidència, definit com la probabilitat que un símbol xoqui en el criptograma. Aquesta quantitat, que és significativa de la informació que porten les lletres d'un text, es coneix avui dia com a "entropia de Rényi". Permet distingir els caràcters d'un llenguatge natural d'una seqüència purament aleatòria.

Sempre se suposa que l'adversari coneix els detalls del procés de xifratge. Aquest principi va ser enunciat pel lingüista Auguste Kerckhoffs el 1882, que defensava mètodes que no s'haurien de basar en el secret del procés, sinó només en el d'una clau fàcilment modificable. La seva tesi es basa en el principi que Jean-Robert du Carlet va posar com a lema al capdavant del seu treball sobre la criptografia:  Ars ipsi secreta magistro, «un art amagat al mateix mestre», la qual cosa significa que un xifratge només és bo si roman indesxifrable pel seu propi inventor.

Clic a la imatge per engrandir. Portada d'Ars ipsi secreta magistro de Jean-Robert du Carlet, publicat el 1644 a Tolosa. Crèdit: Tolosana.

A més del coneixement del procés, el joc criptogràfic ara proporciona a l'adversari un dispositiu que realitza l'operació de desxifrat. Pot observar-lo, realitzar mesures físiques i provocar errors operatius per tal d'extreure els secrets. De fet, no seria desitjable que un lector de targetes bancàries pogués extreure els secrets simplement observant el seu consum d'energia o el temps dedicat als càlculs.

Clic a la imatge per engrandir. Un banc de mesura per analitzar el consum d'energia d'una targeta intel·ligent durant càlculs criptogràfics: el consum d'energia del dispositiu es mesura i emmagatzema per a l'anàlisi estadística. Un banc similar pot mesurar amb precisió el temps d'execució. Crèdit: P. Guillot.

Per exemple, observar el consum d'una targeta intel·ligent pot revelar l'exponent privat utilitzat per al desxifratge RSA. Afortunadament, els fabricants de targetes han trobat maneres de resistir aquests atacs.

Clic a la imatge per engrandir. Anàlisi de consum en un dispositiu que realitza un càlcul RSA. La corba de consum ens permet discernir clarament les multiplicacions m a partir del quadrat de c. Això revela directament els dígits binaris de l'exponent privat. Crèdit: P. Guillot.

Ho he vist aquí.

Missió Curie: Per què la NASA investiga les misterioses ones de ràdio que emanen del Sol?

La NASA es prepara per desxifrar els misteris del Sol amb una missió innovadora. Dos petits satèl·lits escanejaran les ones de ràdio que emanen de la nostra estrella, obrint el camí per a una millor comprensió de les tempestes solars. Quins secrets podrien revelar aquests senyals enigmàtics sobre el nostre planeta?

Clic a la imatge per engrandir. La nova missió de la NASA se centra en aquestes misterioses ones de ràdio solars. Esquerra, pulsació solar, Crèdit: Wenlian LI; Dreta, Crèdit: Canva Pro.

El Sol, la font de la vida i la llum, encara amaga molts secrets. Entre ells, les intrigants ones de ràdio emeses durant les ejeccions de massa coronal (CME) han intrigat els científics durant anys. Per desentranyar aquest misteri, la NASA està llançant una missió espacial única anomenada Curie, acrònim en anglès de CubeSat Radio Interferometry Experiment (Experiment d'interferometria de ràdio CubeSat). Aquesta ambiciosa iniciativa pretén estudiar aquests senyals difícils d'aconseguir i comprendre millor la influència de la nostra estrella al nostre planeta.

S'amaga la clau de la vida a la Terra en les tempestes solars?  En la seva adolescència, el nostre Sol va ser sacsejat per nombroses i violentes erupcions. Aquestes eren diferents de tot el que veiem avui dia. I nous experiments mostren que aquestes tempestes poden haver proporcionat l'impuls necessari perquè aparegués vida a la Terra. Crèdit: NASA Goddard.

Tecnologia revolucionària per sondejar el Sol

La missió Curie es basa en una innovació tecnològica important: l'ús de dos microsatèl·lits CubeSat. Aquestes naus espacials, poc més grans que una caixa de sabates, es van llançar amb èxit el 9 de juliol de 2024 a bord del coet Ariane 6 de l'Agència Espacial Europea. Situats a 580 quilòmetres sobre la Terra, formen un interferòmetre de ràdio espacial, per primera vegada en la història de l'exploració espacial.

Els avantatges d'aquesta configuració són múltiples:

• captura d'ones de ràdio entre 0,1 i 19 megahertzs, impossibles de detectar des de la Terra;
• major precisió en la localització de la font dels senyals;
• flexibilitat i baix cost en comparació amb les missions espacials tradicionals.

David Sundqvist, cap del programa Curie i astrofísic la Universitat de Califòrnia, Berkeley, emfatitza la importància d'aquesta missió: "Aquesta és una missió molt ambiciosa i molt emocionant. És la primera vegada que un interferòmetre de ràdio vola a l'espai de manera controlada i, per tant, la missió és una precursora de la radioastronomia en general".

Clic a la imatge per engrandir. La NASA llança una nova missió per estudiar aquestes misterioses ones de ràdio que emanen del Sol. Crèdit: Canva Pro.

A la recerca de misterioses ones de ràdio

Les expulsions de massa coronals (CME) són explosions gegantines a la superfície del Sol, que projecten milers de milions de tones de plasma i partícules carregades a l'espai. És al cor d'aquests fenòmens espectaculars que els científics han detectat estranys senyals de ràdio, l'origen precís dels quals roman fins avui desconegut.

La missió Curie pretén respondre diverses preguntes crucials:

• D'on provenen exactament aquestes ones de ràdio?
• Quin mecanisme físic els genera?
• Quina és la seva relació amb les ejeccions de massa coronal?
• Com evolucionen aquests senyals al llarg del temps i l'espai?

Per aconseguir-ho, els dos CubeSats treballaran junts, mesurant les petites diferències horàries en les recepció d'ones. Aquesta tècnica d'interferometria permetrà triangular la font dels senyals amb una precisió sense precedents.

Impacte a la Terra: comprensió i anticipació de les tempestes solars

Efectes positius:

• Aurores boreals espectaculars
• Observacions científiques úniques
• Estimulació de la investigació espacial

Efectes negatius:

• Interrupcions a les xarxes elèctriques
• Interferències amb les comunicacions per satèl·lit   
• Riscos per als astronautes en una missió

Si milloréssim la nostra comprensió d'aquests fenòmens solars, la missió Curie ens podria ajudar a predir i anticipar millor les tempestes solars . Això ajudaria a protegir la nostra infraestructura crítica i a garantir la seguretat de les missions espacials tripulades.

 

Clic a la imatge per engrandir. Els membres de l'equip CURIE treballen per integrar els satèl·lits al desplegador CubeSat. Crèdit: ExoLaunch

Mentre els CubeSats de la NASA comencen la seva dansa orbital al voltant de la Terra, s'està escrivint un nou capítol en l'exploració espacial. Les misterioses ones de ràdio del Sol aviat podrien revelar els seus secrets, obrint el camí a una millor comprensió de la nostra estrella i la seva influència en el nostre Planeta Blau.

Ho he vist aquí.

La NASA descobreix un estel interestel·lar

 La NASA descobreix un estel interestel·lar que es desplaça pel sistema solar.

Feu clic a la imatge per ampliar-la. Aquest diagrama mostra la trajectòria del cometa interestel·lar 3I/ATLAS al seu pas pel sistema solar. Arribarà a la màxima aproximació al Sol a l'octubre. Crèdit: NASA/JPL-Caltech

L'1 de juliol, el telescopi d'observació ATLAS sigles en anglès d'Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System, (Sistema d'última alerta d'impacte terrestre d'asteroides), finançat per la NASA i situat a Rio Hurtado, Xile, va informar per primera vegada de les observacions d'un estel procedent de l'espai interestel·lar. Procedent de la constel·lació de Sagitari, el cometa interestel·lar ha estat batejat oficialment com a 3I/ATLAS. Actualment és a uns 670 milions de quilòmetres de distància.

Des d'aquest primer informe, s'han recopilat observacions anteriors al descobriment dels arxius de tres telescopis ATLAS diferents a tot el món i de la Zwicky Transient Facility de l'Observatori Palomar, al comtat de San Diego, Califòrnia. Aquestes observacions «prèvies al descobriment» es remunten al 14 de juny. Nombrosos telescopis han informat d'observacions addicionals des que es va informar per primer cop sobre l'objecte.

El cometa no suposa cap amenaça per a la Terra i romandrà a una distància d'almenys 1,6 unitats astronòmiques (uns 240 milions de quilòmetres). Actualment es troba a unes 4,5 AU (uns 670 milions de km) del Sol. 3I/ATLAS assolirà la màxima aproximació al Sol al voltant del 30 d'octubre, a una distància d'1,4 au (uns 210 milions de km), just dins de l'òrbita de Mart.

Clic a la imatge per engrandir. Primera imatge de 3I/ATLAS Crèdit: David Rankin/Catalina Sky Survey

Astrònoms de tot el món estan investigant la mida i les propietats físiques d'aquest estel interestel·lar. Es preveu que 3I/ATLAS segueixi sent visible per als telescopis terrestres fins al setembre, i després passarà massa a prop del Sol com per poder observar-lo. S'espera que reaparegui a l'altra banda del Sol a principis de desembre, cosa que permetrà reprendre les observacions.

Ho he vist aquí.