Quines són les estrelles més brillants del cel?

Clic a la imatge per engrandir. Les constel·lacions icòniques del cel d'hivern sobre l'horitzó occidental i nord-oest. Sírius, l'estrella més brillant del cel, és visible a l'esquerra. Betelgeuse, a Orió (visible a la dreta de Sírius), és la novena estrella més brillant. Rigel, també a Orió (aquí sota l'horitzó) és la sisena estrella més brillant del cel de la Terra. Crèdit: Sebastian Voltmer, Fotolia.

 

 La contaminació lumínica extingirà les estrelles?  En poques dècades, la llum artificial s'ha convertit en una causa de contaminació. No només amenaça amb extingir les nostres estrelles. Però també té un impacte important en la biodiversitat. Sobretot perquè aviat ja no podria venir exclusivament de terra. Crèdit: Futura Planète.

[Text vídeo: La contaminació lumínica extingirà les estrelles? Una mica com els diamants, pensem que les estrelles son eternes. Però avui la contaminació lumínica amenaça d'apagar la seva brillantor, en particular, per l'enllumenat públic de les grans ciutats. Més del 80% de la població mundial està privada ara del meravellós espectacle d'una nit fosca i estrellada. A Europa i als Estats Units, el cel del 99% de la població a agafat un tint ataronjat, com d'un crepuscle permanent. Al 2009 la contaminació lumínica passa a ser a França una molèstia mediambiental social. Sense parlar del sobre-consum elèctric que això representa. La contaminació lumínica afecta a la biodiversitat: Desorienta a les tortugues marines, desestabilitza als pol·linitzadors nocturns com els ratpenats, desvia les aus migratòries. També afavoreix a certes flors a l'autofecundació i retarda la pèrdua de fulles dels arbres.

La contaminació lumínica pertorba també el nostre cicle hormonal i el nostre son, fent créixer els risc de tenir càncer. Una situació que podria empitjorar amb la multiplicació de bombetes led, que emeten una llum blava a la que els humans som molt sensibles. I amb l'augment constant de la superfície del planeta il·luminada artificialment: més d'un 2,2% anual entre 2012 i 2016, amb una intensitat que augmenta en paral·lel en més d'un 1,8%.

Niue, un petita illa del sud de l'Oceà Pacífic, el Pic de Midi als Pirineus, i també el Parc Nacional del Mont Mégantic, tots aquest llocs tenen en comú un estatut com a Reserva Internacional de Cel Estrellat (Dark-Sky Preserve), un estatut concedit per la qualitat de les seves nits i les polítiques de lluita contra la contaminació lumínica que es realitzen. Perquè de solucions n'hi han: Un enllumenat públic suau i raonable, orientat cap al terra i limitat a certs llocs i horaris, podria ajudar a disminuir d'un 25% a un 75% les molèsties!

 

Però hi ha alguns projectes que amenacen d'enterbolir aquestes mesures: La start-up russa StartRocket que s'ha de tenir en compte, ja que vol transformar el cel estrellat en un plafó publicitari gegant, gràcies a satèl·lits de la mida d'una caixa de sabates!, igualment el de la societat japonesa ALE, que preveu provocar pluges d'estels artificials. O també el posat en marxa per la societat americana SpaceX: La superfície dels satèl·lits Starlink reflectant la llum del Sol, afectarien a les observacions dels telescopis terrestres "Zero preocupacions, és la meva predicció. Prendrem mesures correctores si estem per sobre del zero", diu Elon Musk fundador de SpaceX. Malgrat el discurs tranquil·litzador d'en Elon Musk, i dels assaigs implementats per SpaceX per enfosquir els satèl·lits, els astrònoms planejent presentar una denúncia davant la Cort Internacional de Justícia per atemptat al patrimoni mundial].

A ull nu, els humans poden veure fins a 3.000 estrelles en condicions òptimes (cel clar, sense contaminació lumínica). Entre elles, estrelles molt brillants de diferents colors. Alguns són més visibles que altres perquè estan més a prop o perquè desprenen molta calor. Descobriu les estrelles més brillants del cel de la Terra.

L'estrella més brillant del cel és, per descomptat, el Sol, la més propera a nosaltres (150 milions de quilòmetres, o 8 minuts llum) i la que gira la Terra. Però, a part del Sol, que s'ha tornat tan familiar que gairebé ens oblidem d'incloure'l en el rànquing de les estrelles més brillants, quines irradien més al cel de la Terra?

Sírius "el foc", l'estrella més brillant del cel

Tant al cel del nord com al del sud, Sírius es troba al primer graó del podi. Impossible perdre'l en una tarda preciosa.hivern, brilla amb tots els colors per sobre de l'horitzó sud, a la constel·lació del Ca Major. Per sobre d'ella, el caçador Orió que ella acompanya. El seu nom grec Seiros significa "l'ardent". De fet, a l'antiguitat, el seu ortus helíac (abans de la sortida del sol) va coincidir amb el solstici d'estiu, els dies més calorosos de l'any a Egipte i el moment en que el Nil estava en inundació. Molt important per als antics egipcis, l'estrella, associada a la deessa Isis, també va marcar l'inici de l'any. L'expressió "onada de calor" prové del llatí canícula (gosset) en concordança amb la presència de l'estrella durant els períodes d'alta calor.

Clic a la imatge per engrandir. Sírius, l'estrella més brillant del cel. Crèdit: Akira Fuji

La brillant Sírius mostra una magnitud aparent de -1,46. A només 8,6 anys llum de distància, és la cinquena estrella més propera al nostre sistema solar.  Alpha Canis Majoris (α Canis Majoris) és una estrella doble. Però el seu company és impossible de distingir a l'ull nu. Amb el doble de masses del Sol, Sírius A domina Sírius B, que per la seva banda, és una nana blanca la resta d'un sol, la primera que s'ha descobert.

La segona estrella més brillant del cel

Canopus és la segona estrella més brillant del cel. La seva magnitud aparent és de -0,72. Es troba aproximadament a 36° al sud de Sírius, a la constel·lació de la Quilla. Per veure-ho, a l'hemisferi nord, ha de ser inferior a 37° latitud. L'estrella era adorada pels antics egipcis. Estrella super gegant i de color groc-blanc i a uns 310 anys llum de distància, Canopus és 65 vegades més gran que el nostre Sol (al centre del Sistema Solar, s'estendria fins a tres quartes parts del Sol a Mercuri) i 15.000 vegades més brillant que ell (si la poguéssim veure de prop).

Fem zoom sobre Sírius A i el seu acompanyant, la nana blanca Sírius B. Crèdit: ESA, Hubble, Akira Fujii, DSS2

Les 10 estrelles més brillants del cel

Aquí teniu les 10 estrelles més brillants del cel, a part del Sol, i les constel·lacions a les quals pertanyen, la seva magnitud aparent i la seva distància a la Terra.

- Sírius. Constel·lació: Ca Major (especialment visible al vespre a l'hivern); distància: 8,6 anys llum; magnitud aparent: -1,46.

- Canopus. Constel·lació: La Quilla; distància: 310 anys llum; magnitud aparent: -0,72.
- Arcturus. Constel·lació: Bover (especialment visible al vespre a l'estiu); distància: 36 anys llum; magnitud aparent: -0,04.
- Alpha Centauri (més precisament  Alpha Centauri A ). Constel·lació: Centaure; distància: 4,3 anys llum; magnitud aparent: -0,01.
- Vega. Constel·lació: Lira (especialment visible al vespre a l'estiu); distància: 25 anys llum; magnitud aparent: +0,03.
- Rigel. Constel·lació: Orió (especialment visible al vespre a l'hivern); distància: 630 anys llum; magnitud aparent: +0,12.
- Proció. Constel·lació: Ca Menor (especialment visible al vespre a l'hivern); distància: 11 anys llum; magnitud aparent: +0,38.
- Achernar. Constel·lació: Eridà; distància: 139 anys llum; magnitud aparent: +0,54.
- Betelgeuse. Constel·lació: Orió (especialment visible al vespre a l'hivern); distància: 500 anys llum; magnitud aparent: +0,56.

Ho he vist aquí.

Quants tipus d'estrelles hi ha?

Quants tipus d'estrelles coneixem i de quin n'és el Sol.

Clic a la imatge per engrandir. L'Observatori de Dinàmica Solar de la NASA va captar aquesta imatge del nostre Sol de 4.600 milions d'anys, una estrella de la seqüència principal. Els científics esperen que continuï sent-ho durant 5.000 milions d'anys més abans de convertir-se en una gegant vermella. Crèdit: NASA's Scientific Visualization Studio/SDO.

Les estrelles de l'univers varien en brillantor, mida, color i comportament. Alguns tipus es transformen en uns altres molt ràpidament, mentre que altres romanen relativament inalterats durant bilions d'anys.

Estrelles de la seqüència principal

Un estel normal es forma a partir d'un cúmul de pols i gas en una incubadora estel·lar. Al llarg de centenars de milers d'anys, el cúmul guanya massa, comença a girar i s'escalfa. Quan el nucli s'escalfa a milions de graus, es produeix la fusió nuclear. Aquest procés es produeix quan dos protons, els nuclis dels àtoms d'hidrogen, es fusionen per formar un nucli d'heli. La fusió allibera energia que escalfa l'estrella, creant una pressió que empeny contra la força de la gravetat. Ha nascut una estrella. Els científics anomenen estrella de seqüència principal una estrella que està fusionant hidrogen en heli al seu nucli. Les estrelles de seqüència principal són al voltant del 90% de la població estel·lar de l'univers. Varien en lluminositat, color i mida (des d'una dècima fins a 200 vegades la massa del Sol) i viuen entre milions i milers de milions d'anys.

Pels observadors d'estrelles

Moltes estrelles de la seqüència principal es poden veure a simple vista, com Sírius, l'estrella més brillant del cel nocturn, a la constel·lació septentrional de Ca Major. Rigil Kentaurus (més coneguda com a Alfa Centauri), a la constel·lació austral del Centaure, és l'estrella de seqüència principal més propera que es pot veure a simple vista.

Gegants vermelles

Clic a la imatge per engrandir. Aquesta il·lustració mostra una estrella geganta vermella, com Betelgeuse o Antares. Crèdit: NASA Goddard Space Flight Center/Chris Smith (KBRwyle).

Quan una estrella de la seqüència principal amb una massa inferior a vuit vegades la del Sol es queda sense hidrogen al nucli, comença a col·lapsar-se perquè l'energia produïda per la fusió es l'única força que lluita contra la tendència de la gravetat a atraure la matèria. Però en comprimir el nucli també augmenten la seva temperatura i pressió, fins al punt que el seu heli comença a fusionar-se en carboni, que també allibera energia. La fusió de l'hidrogen comença a desplaçar-se cap a les capes exteriors de l'estrella i provoca la seva expansió. El resultat és una vermella gegant, d'aspecte més ataronjat que vermell. Amb el temps, la geganta vermella es torna inestable i comença a prémer, expandint-se periòdicament i expulsant part de la seva atmosfera. Finalment, totes les seves capes exteriors es desprenen, creant un núvol de pols i gas en expansió anomenada nebulosa planetària. El Sol esdevindrà una geganta vermella d'aquí a uns 5.000 milions d'anys.

Pels observadors d'estrelles

Arcturus, a la constel·lació boreal del Bover, i Gamma Crucis, a la constel·lació austral de Crux (la Creu del Sud), són gegants vermelles visibles a simple vista.

Nanes blanques

Clic a la imatge per engrandir. En aquesta recreació artística, un asteroide (a baix a l'esquerra) es trenca sota la poderosa gravetat de LSPM J0207+3331, la nana blanca més antiga i freda coneguda que està envoltada per un anell de runa polsosa. Crèdit: NASA Goddard Space Flight Center/Scott Wiessinger.

Quan una geganta vermella perd tota la seva atmosfera, només en queda el nucli. Els científics anomenen nana blanca aquest tipus de resta estel·lar. Una nana blanca sol tenir la mida de la Terra, però és centenars de milers de vegades més massiva. Una cullereta del seu material pesaria més que una camioneta. Una nana blanca no produeix calor pròpia, per això es refreda gradualment al llarg de milers de milions d'anys. Tot i el seu nom, les nanes blanques poden emetre llum visible que va del blanc blavós al vermell. De vegades, els científics descobreixen que les nanes blanques estan envoltades de discos polsegosos de material, runes i fins i tot planetes, restes de la fase de gegant vermella de l'estrella original. Dins d'uns 10.000 milions d'anys, després de la seva etapa de vermella gegant, el Sol es convertirà en una nana blanca.

Pels observadors d'estrelles

Les nanes blanques són massa febles per veure-les a simple vista, encara que algunes es poden trobar en sistemes binaris amb una estrella de seqüència principal fàcil de veure. Procyon B és un exemple a la constel·lació septentrional de Ca Menor. No obstant això, si tens un telescopi a casa, pots veure les nanes blanques solitàries LP 145-141 a la constel·lació austral de la Mosca i l'estrella de Van Maanen a la constel·lació septentrional de Peixos.

Estrella de neutrons

Clic a la imatge per engrandir. El púlsar Vela es troba al punt blanc circular del centre d'aquesta imatge captada per l'Observatori de Raigs X Chandra de la NASA. El púlsar es troba a més de 1.000 anys llum de distància, a la constel·lació meridional de Vela. Crèdit: NASA/CXC/Univ de Toronto/M. Durant et al.

Les estrelles de neutrons són restes estel·lars que contenen més massa que el Sol en una esfera tan ampla com l'illa de Manhattan de Nova York.

Una estrella de neutrons es forma quan una estrella de la seqüència principal, amb una massa entre 8 i 20 vegades la del Sol, es queda sense hidrogen al seu nucli (les estrelles més pesades produeixen forats negres de massa estel·lar). L'estel comença a fusionar heli amb carboni, com els estels de menor massa. Però aleshores, quan el nucli es queda sense heli, s'encongeix, s'escalfa i comença a convertir el seu carboni en neó, que allibera energia. Aquest procés continua a mesura que l'estrella converteix el neó en oxigen, l'oxigen en silici i, finalment, el silici en ferro. Aquests processos produeixen energia que evita el col·lapse del nucli, però cada nou combustible li dóna menys temps. Quan el silici es fusiona amb el ferro, l'estrella queda sense combustible en qüestió de dies. El pas següent seria fusionar el ferro en algun element més pesat, però fer-ho requereix energia en lloc d'alliberar-la. El nucli es col·lapsa i després recupera la mida original, creant una ona de xoc que recorre les capes exteriors de l'estrella. El resultat és una enorme explosió anomenada supernova. El nucli romanent és una estrella de neutrons super-densa.

Púlsars: Són un tipus d'estrelles de neutrons que giren ràpidament. A la superfície d'aquests objectes es formen punts calents de raigs X brillants. A mesura que giren, els punts apareixen i desapareixen com els raigs d'un far. Alguns púlsars giren més ràpidament que les aspes d'una batedora.

Magnetars: Totes les estrelles de neutrons tenen forts camps magnètics. Però el d'un magnetar pot ser 10 bilions de vegades més fort que el d'un imant de nevera i fins i tot mil vegades més fort que el d'una estrella de neutrons típica.

Pels observadors d'estrelles

Les estrelles de neutrons són massa febles per veure-les a simple vista o amb telescopis domèstics, encara que el telescopi espacial Hubble n'ha pogut captar algunes en llum visible. Els astrònoms les solen observar a través dels raigs X i l'emissió de ràdio.

Nanes vermelles

Clic a la imatge per engrandir. El nostre veí estel·lar més proper, mostrat aquí en aquesta imatge del Hubble, és la nana vermella Pròxima Centauri. Es troba a poc més de 4 anys llum de distància, a la constel·lació austral del Centaure. Crèdit: ESA/Hubble i NASA.

Les nanes vermelles són les estrelles més petites de la seqüència principal: només una fracció de la mida i la massa del Sol. També són les més fredes i el seu color és més ataronjat que vermell. Quan una nana vermella produeix heli a través de la fusió al seu nucli, l'energia alliberada porta material a la superfície de l'estrella, on es refreda i s'enfonsa de nou, portant un nou subministrament d'hidrogen al nucli. Gràcies a aquesta constant agitació, les nanes vermelles poden cremar tot el seu hidrogen durant bilions d'anys sense canviar la seva estructura interna, a diferència d'altres estrelles. Els científics creuen que algunes nanes vermelles de massa baixa, les que només tenen un terç de la massa del Sol, tenen una vida més llarga que l'edat actual de l'univers, fins a uns 14 bilions d'anys. A més, les nanes vermelles neixen més que les estrelles més massives. Per això, i perquè viuen tant de temps, les nanes vermelles constitueixen al voltant del 75% de la població estel·lar de la Via Làctia.

Pels observadors d'estrelles

Les nanes vermelles són massa febles per veure-les a simple vista. Però amb un telescopi d'afeccionat, és possible que puguis veure Lacaille 8760 a la constel·lació austral del Microscopi o Lalande 21185 a la constel·lació septentrional de l'Óssa Major.

Nanes marrons

Clic a la imatge per engrandir. La nana marró LSRJ1835+3259, en aquesta recreació artística, es troba a 20 anys-llum de distància a la constel·lació septentrional de la Lira. Crèdit: Chuck Carter i Gregg Hallinan/Caltech.

Les nanes marrons no són tècnicament estrelles. Són més massives que els planetes, però no tant com les estrelles. Solen tenir entre 13 i 80 vegades la massa de Júpiter. Gairebé no emeten llum visible, però els científics n'han observat algunes a l'infraroig. Algunes nanes marrons es formen de la mateixa manera que les estrelles de seqüència principal, a partir de cúmuls de gas i pols en nebuloses, però mai no arriben a la massa suficient per realitzar una fusió a l'escala d'una estrella de seqüència principal. D'altres es poden formar com a planetes, a partir de discos de gas i pols al voltant d'estrelles.

Pels observadors d'estrelles

Les nanes marrons són invisibles tant per a l'ull humà com per als telescopis domèstics.

Ho he vist aquí.

Quines són les estrelles més brillants del cel?

 

Clic per engrandir. Constel·lacions icòniques d'hivern sobre l'horitzó occidental i nord-oest. Sírius,
l'estrella més brillant del cel, és visible a l'esquerra. Betelgeuse, a Orió (visible a la dreta de Sírius),
és la novena estrella més brillant. Rigel, també a Orió (aquí sota l'horitzó) és la sisena estrella més
brillant del cel de la Terra. Crèdit: Sebastian Voltmer, Fotolia. 

 

La contaminació lumínica extingira les estrelles? En poques dècades, la llum artificial s'ha convertit en una font de contaminació. No només amenaça amb extingir les nostres estrelles. Però també té un impacte important en la biodiversitat. Sobretot perquè aviat podria venir exclusivament de la terra ferma.

A ull nu, els humans poden veure fins a 3.000 estrelles en condicions òptimes (cel clar, sense contaminació lumínica). Entre elles, estrelles molt brillants de diferents colors. Alguns són més visibles que altres perquè estan més a prop o perquè fan molta calor. Us convidem, a descobrir les estrelles més brillants del cel de la Terra.

L'estrella més brillant del cel és, per descomptat, el Sol, la més propera a nosaltres (150 milions de quilòmetres, o 8 minuts llum) i a la que orbita la Terra. Però a part de l'estrella solar, que s'ha tornat tan familiar que gairebé ens oblidem d'incloure-la a la classificació de les estrelles més brillants, quines són les que més irradien al cel terrestre?

Sírius "el foc", l'estrella més brillant del cel

Cel boreal i austral combinats, és Sírius qui està al primer graó del podi. Impossible perdre'l en una bonica tarda d'hivern, brilla amb tots els colors sobre l'horitzó sud, a la constel·lació del Ca Major (Canis Majoris). Per sobre d'ella, el lluitador Orió al qual acompanya. El seu nom grec Seiros significa "l'ardent" o "el ardent". De fet, a l'antiguitat el seu naixement helíac (abans de la sortida del Sol ) va coincidir amb el solstici d'estiu, els dies més calorosos de l'any a Egipte i el període en què el Nil estava en crescuda. Molt important per als antics egipcis, l'estrella, associada a la deessa Isis, també va marcar l'inici de l'any. La paraula "onada de calor" prové del llatí canicula ("gossa") en ressonància amb la presència de l'estrella durant els períodes de calor extrema.

 Clic per engrandir. Sírius, l'estrella més brillant del cel. Crèdit: Akira Fuji

Sírius brillant mostra una magnitud aparent de -1,46. A només 8,6 anys llum de distància, és la cinquena estrella més propera al nostre Sistema Solar. Alpha Canis Majoris  (α Canis Majoris) és una estrella doble. Però el seu acompanyant és indistingible a simple vista. Amb el doble de massa del Sol, Sirius A domina. Sirius B en canvi, és una nana blanca la resta d'un Sol, la primera que es va descobrir.

La segona estrella més brillant del cel

Canopus és la segona estrella més brillant del cel. La seva magnitud aparent és de -0,72. Es troba a uns 36° al sud de Sírius, a la constel·lació de La Quilla. Per veure'l a l' hemisferi nord, cal estar a menys de 37° de latitud. L'estrella era adorada pels antics egipcis. Una estrella supergegant groga-blanca a uns 310 anys llum de distància, Canopus és 65 vegades més gran que el nostre Sol (al centre del Sistema Solar s'estendria fins a tres quartes parts de la distància Sol-Mercuri) i 15.000 vegades més brillant que ell. (si la poguéssim veure de prop). 

Zoom sobre Sirius A i la seva companya, la nana blanca Sirius B. Crèdit: ESA, Hubble, Akira Fujii, DSS2

Les 10 estrelles més brillants del cel

Aquí teniu les 10 estrelles més brillants del cel -fora del Sol-, les constel·lacions a les quals pertanyen, la seva magnitud aparent i la seva distància a la Terra.

- Sírius. Constel·lació: Canis Major (especialment visible al vespre a l'hivern); distància: 8,6 anys llum; magnitud aparent: -1,46.

- Canopus. Constel·lació: de la Quilla; distància: 310 anys llum; magnitud aparent: -0,72.

- Arcturus. Constel·lació: Bover (especialment visible al vespre a l'estiu); distància: 36 anys llum; magnitud aparent: -0,04.

- Alpha Centauri (més correctament  Alpha Centauri A ). Constel·lació: Centaure; distància: 4,3 anys llum; magnitud aparent: -0,01.

- Vega. Constel·lació: Lira (especialment visible al vespre a l'estiu); distància: 25 anys llum; magnitud aparent: +0,03.

- Rigel. Constel·lació: Orió (especialment visible al vespre a l'hivern); distància: 630 anys llum; magnitud aparent: +0,12

- Proció. Constel·lació: Ca Menor (especialment visible al vespre a l'hivern); distància: 11 anys llum; magnitud aparent: +0,38.

- Achernar. Constel·lació: Eridà; distància: 139 anys llum; magnitud aparent: +0,54.

- Betelgeuse . Constel·lació: Orió (especialment visible al vespre a l'hivern); distància: 500 anys llum; magnitud aparent: +0,56.

- Hadar. Constel·lació: Centaure; distància: 390 anys llum; magnitud aparent: +0,63.

Per saber-ne més:

- Quina és l'estrella més gran de l'Univers?

 

Ho he vist aquí.

Constel·lació d'Orió: què és?

Clic per engrandir. La constel·lació d'Orió dibuixada al cel. Crèdit: vchalup, fotolia.

La constel·lació d'Orió és una de les constel·lacions més belles del cel. També es diu el Caçador d'Orió. Al cel, es reconeix fàcilment per les tres estrelles alineades que representen el seu cinturó. Aquests són Alnitak, Alnilam i Mintaka. 

A dalt, dues estrelles representen les seves espatlles. A l'esquerra (vista des de la Terra), la brillant Betelgeuse. És una supergegant vermella, una estrella al final de la vida 600 vegades més gran que el Sol i 14 vegades més massiva. Hauria de ser una de les properes estrelles que els terrícoles podran veure explotar (supernova) en uns quants segles o mil·lennis. L'altra espatlla està marcada amb l'estrella Bellatrix. 

Sota les tres estrelles del cinturó, tenim els genolls i les cames figurades, a l'esquerra, per Saïph, i a la dreta, per Rigel. Aquest últim, de resplendor blavós, és un estel jove i vigorós, doble, i molt calent. Ella és la més brillant d'aquesta constel·lació que governa el cel d'hivern.

Les estrelles més febles formen el que sembla un arc a la dreta d'Orió al cel. Sosté en aquesta mà (l'esquerra per a Orió), una pell de lleó. D'altra banda, branda una maça de bronze. Les estrelles que el dibuixen estan per sobre de Betelgeuse, cap a Gemini.

Clic per engrandir. Representació d'Orió. Crèdit: Star-Chart

Sota el cinturó d'Orió tenim la seva daga. Està marcat amb petites estrelles alineades. En el passat, molt abans que la contaminació lumínica fes "desaparèixer" les estrelles, era possible notar a ull nu la taca pàl·lida dins d'aquesta daga. Aquesta és la famosa nebulosa d'Orió, també coneguda com Messier 42 (M42). Aquest núvol de gas i pols que sembla petit quan es veu des de la Terra és realment gegant: s'estén a uns 24 anys llum a 1.400 anys llum de nosaltres. milers d' estrelles hi estan naixent, alguns ja han començat a brillar mentre d'altres encara són embrionaris, enterrats als seus capolls de gas. La nebulosa d'Orió és en realitat la part més visible d'una estructura enorme: el núvol molecular d'Orió (OMC). És un dels més propers al nostre Sistema Solar. 

Clic per engrandir. La nebulosa d'Orió va se sondada en profunditat amb la càmera HAWK-1 del
VLT a Xile. Crèdit: ESO, H. Drass  et al

La constel·lació d'Orió en la mitologia

Aquesta constel·lació que anomenem Orió és d'origen grec. A la mitologia es representa com un caçador orgullós que no té por de res. Els babilonis van veure amb les mateixes estrelles un pastor, els hindús i també els asteques, un guerrer, els egipcis, el déu Osiris, etc... 

Al cel, dos cans l'acompanyen: la Ca Menor i la Ca Major. Porta a la boca el brillant Sírius, l'estrella més brillant del cel. No gaire lluny d'allà, una llebre juga al cel.

Orió és un gegant que es diu que va néixer de la llavor de Zeus, i Hermes va posar una pell de bou que després va ser enterrada a la Terra (Orió prové del grec ourein que significa orinar). Un regal dels déus a la seva amfitriona Hyriea, rei de Tebes a Beòcia, que lamentava no poder tenir fills.

Clic per engrandir. A la dreta, la constel·lació d'Orió, immediatament reconeixible per les tres estrelles
del seu cinturó, i les brillants Betelgeuse (espatlla) i Rigel (peu). A baix a l'esquerra, Sirius, l'estrella
més brillant de Canis Major. A dalt a l'esquerra, Procyon (Gos petit) Crèdit: carrottomato, fotolia  

Les històries sobre Orió són múltiples. El més famós diu que va ser cridat per Enopió («bevedor de vi»), fill de Dionís i Ariadna, per exterminar les temibles serps que sembraven el terror a les muntanyes de l'illa de Quios de la qual era el rei. Sense cap mena de dificultat, el gegant es va absoldre d'aquesta tasca. De tornada al palau, es va fer una festa en honor seu. Però borratxo, Orió volia abusar de Mérope, la filla del sobirà. Deshonrat i furiós, Enopion va treure amb la seva espasa els ulls del caçador que dormia a la plana.

Orió va recuperar la vista malgrat tot amb l'ajuda d'Hepahaïstos que li va confiar el seu servent Cédalion. Va tornar a l'illa de Quíos per venjar-se, però després de parlar amb un pastor, es va rendir. Caminant pel mar, amb el cap sobresortint de l'aigua, es va trobar amb Àrtemis a l'illa de Creta. Amb un augment d'orgull, un dia li va dir que "cap ésser pot escapar de les meves armes de caça" . Les seves paraules van ser massa... i van desfermar la ira de la deessa mare Gaia. Va treure de les entranyes de la Terra, un escorpí gegant. De la lluita, el gran caçador no en va sortir vencedor. Va morir picat per la picada de l'escorpí. A petició d'Artemisa, Zeus el va posar al cel així com l'escorpí... però no alhora: quan un s'aixeca, l'altre se'n va al llit. 

Ho he vist aquí.

Com es calcula l'edat d'una estrella?

Clic per engrandir. Una estrella petita acostuma a acabar la seva vida com a nana blanca quan
ha consumit tot el seu hidrogen i heli. Aquí, la constel·lació del Cigne. Crèdit: ESA

Si tenim una idea bastant precisa de l'edat del nostre Sol, és molt menys cert per a les altres estrelles. Per estimar la seva edat, els astrònoms es basen en pistes indirectes com la lluminositat i la massa, i les comparen amb models teòrics.

 

VÍDEO: Podeu triar l'idioma de subtitulació a la configuració del vídeo. Les estrelles es formen a la vora d'un "forat a la matèria". A les constel·lacions de Taure i Perseu, els astrònoms identifiquen dues regions de formació estel·lar. Regions que semblen tocar-se. Un efecte de perspectiva, perquè les imatges en 3D d'aquestes regions ara mostren que estan allunyades. Separades per una cavitat, una mena de "forat de material" obert. Segons els investigadors, aquest hauria estat excavat per l'explosió colossal d'una supernova fa 10 milions d'anys. Les restes d'aquesta explosió formaven precisament els núvols de Taure i Perseu. Crèdit: Center for Astrophysics, Harvard & Smithsonian.

Es calcula que el Sol té uns 4.570 milions d'anys. Aquesta valoració es va poder obtenir gràcies a la datació de meteorits que contenen petites inclusions que es van formar al disc protoplanetari poc després del naixement de la nostra estrella. Coneixent la velocitat de desintegració dels isòtops presents en aquestes inclusions, podem valorar així l'edat del Sol. 

Aquest mètode, malauradament, no és aplicable a altres estrelles, ja que no tenim meteorits que ens puguin proporcionar mostres de matèria primitiva. Per tant, els astrònoms recorren a mètodes més indirectes. Bàsicament, implica modelar els canvis en l'estructura interna de l'estrella, així com la seva aparença i composició externa, i després comparar-los amb els resultats de les observacions per deduir l'etapa del cicle vital.

Una precisió de l'ordre... de mil milions d'anys

Excepte que aquest mètode és molt imperfecte. Algunes estrelles massives, per exemple, moriran joves, mentre que altres més petites cremaran el seu hidrogen més lentament. A més, les característiques d'una estrella evolucionen molt i molt lentament. Durant els darrers mil milions d'anys, la temperatura superficial i la lluminositat del nostre Sol, per exemple, només han augmentat unS 20°K i un 10% respectivament, explica Laurent Piau, col·laborador científic de la Universitat Lliure de Brussel·les. "L'edat d'una estrella aïllada i de poca massa, com el Sol, no es pot determinar per tant, amb una precisió molt superior als mil milions d'anys".

 Clic per engrandir. Es calcula que les Plèiades, un cúmul estel·lar a uns 360 anys llum de distància,
es van formar fa entre 50 i 60 milions d'anys. Crèdit: Antonio Fernández-Sánchez.

El diagrama Hertzsprung-Russell

Per a les estrelles en cúmuls, afortunadament hi ha un altre mètode basat en la correlació entre la temperatura i la lluminositat de l'estrella. A principis del segle XX, dos astrònoms, Ejnar Hertzsprung i Henry Norris Russell, van tenir la idea de dibuixar un diagrama que representés la temperatura de les estrelles segons la seva lluminositat. Això dóna lloc a un patró diagonal que va des d'estrelles fredes i tènues fins a estrelles calentes i brillants. Quan una estrella s'allunya d'aquesta diagonal, és senyal que s'està refredant mentre conserva la seva lluminositat, una fase que indica que està en procés de transformació en una gegant vermella. Tanmateix, aquest mètode només és vàlid per a estrelles dins d'un cúmul que tenen més o menys la mateixa edat i, per tant, s'extingeixen en ordre de massa decreixent. 

Clic per engrandir. El diagrama Hertzsprung-Russell mostra una concentració de cúmuls
estel·lars al llarg d'una diagonal principal on la temperatura de les estrelles es correlaciona
amb la seva lluminositat. Crèdit: Richard Powell, Viquipèdia

Llei de Skumanich

Al 1972, l'astrònom Andrew Skumanich va descobrir que els cúmuls estel·lars joves tendeixen a girar més ràpidament que els seus homòlegs més antics. De fet, les estrelles que giren més ràpid perden més massa i per tant, mostren un alentiment més pronunciat de la seva velocitat de rotació. Andrew Skumanich va proposar així una equació senzilla per estimar l'edat d'una estrella: velocitat de rotació = Ωe  t -1⁄2, on Ωe és la velocitat angular a l'equador i t l'edat de l'estrella. Tanmateix, aquest mètode només és vàlid per a estrelles més joves que el Sol: les més velles no frenen quan arriben a una certa edat, al contrari conserven una velocitat de rotació constant. 

Tanmateix, aquests mètodes no són 100% fiables i depenen especialment dels moviments convectius dins de l'estrella que són molt difícils de modelar. El 2019, quan la brillantor de l'estrella gegant vermella Betelgeuse es va esvair, els astrònoms no van poder dir si només era una fase transitòria o si la seva explosió de supernova era imminent. Més enllà de la curiositat científica, determinar l'edat de les estrelles ens pot ajudar a entendre millor el cicle de vida estel·lar i, fins i tot, a cercar millor la vida extraterrestre.

 

Ho he vist aquí.

El Hubble ofereix una visió primerenca i sense precedents de la destrucció d'una estrella.

Com si es tractés del testimoni d'una mort violenta, el telescopi espacial Hubble de la NASA ha proporcionat recentment als astrònoms una visió completa i sense precedents dels primers moments de la desaparició cataclísmica d'una estrella. Les dades del Hubble, combinades amb altres observacions de l'estrella condemnada realitzades per telescopis espacials i terrestres, poden proporcionar als astrònoms un sistema d'alerta primerenca per altres estrelles a punt d'esclatar.

"Solíem parlar de la feina de les supernoves com si fóssim investigadors de l'escena d'un crim, on apareixíem després del fet i tractàvem d'esbrinar què li havia passat a aquesta estrella", va explicar Ryan Foley, de la Universitat de Califòrnia a Santa Cruz, líder de l'equip que va fer aquest descobriment. "Aquesta és una situació diferent, perquè realment sabem el que està passant i realment veiem la mort en temps real".

Clic per engrandir. Els astrònoms han presenciat recentment l'explosió de la supernova SN 2020 fqv
a l'interior de les galàxies de la Papallona, ​​situades a uns 60 milions d'anys llum de nosaltres a la
constel·lació de Verge. Els investigadors no van trigar a dirigir el telescopi espacial Hubble de la
NASA cap a les seqüeles. Juntament amb altres telescopis espacials i terrestres, el Hubble va
poder assistir als primers moments de la desaparició de la malaguanyada estrella, oferint una visió
completa d'una supernova en la fase més primerenca de la seva explosió. El Hubble va sondejar
el material molt proper a la supernova que va ser expulsat per l'estrella en l'últim any de la seva
vida. Aquestes observacions van permetre als investigadors comprendre el que li passava a l'estrella
just abans que morís, i podrien proporcionar als astrònoms un sistema d'alerta primerenca per
altres estrelles a la vora de la seva mort. Crèdits: NASA, ESA, Ryan Foley (UC Santa Cruz);
Processament d'imatges: Joseph DePasquale (STScI).

Treball en equip amb el telescopi

La supernova, anomenada SN 2020fqv, es troba en les galàxies Papallona que interactuen, situades a uns 60 milions d'anys llum en la constel·lació de Verge. Va ser descoberta a l'abril de 2020 per la Zwicky Transient Facility de l'Observatori Palomar de San Diego, Califòrnia. Els astrònoms es van adonar que la supernova estava sent observada simultàniament pel Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), un satèl·lit de la NASA dissenyat principalment per descobrir exoplanetes, amb capacitat per detectar un assortiment d'altres fenòmens. Ràpidament, van dirigir el Hubble i un conjunt de telescopis terrestres cap a ella.

Junts, aquests observatoris van oferir la primera visió holística d'una estrella a la fase més primerenca de la seva destrucció. El Hubble ha detectat el material proper a l'estrella, anomenat material circumestelar, tot just unes hores després de l'explosió. Aquest material va ser expulsat de l'estrella en l'últim any de la seva vida. Aquestes observacions van permetre als astrònoms comprendre el que li passava a l'estrella just abans de morir.

"Poques vegades arribem a examinar aquest material circumestelar tan proper, ja que només és visible durant un temps molt curt, i normalment no comencem a observar una supernova fins a el menys uns dies després de l'explosió", va explicar Samaporn Tinyanont, autor principal de l'article de l'estudi publicat a Monthly Notices de la Royal Astronomical Society. "En el cas d'aquesta supernova, vam poder fer observacions ultraràpides amb el Hubble, el que va proporcionar una cobertura sense precedents de la regió situada just al costat de l'estrella que va explotar".

Explicar la història de l'estrella

L'equip va examinar les observacions del Hubble de l'estrella que es remunten a la dècada de 1990. El TESS va proporcionar una imatge de sistema cada 30 minuts, des de diversos dies abans de l'explosió, fins a la pròpia explosió i durant diverses setmanes. El Hubble es va utilitzar de nou a partir de només unes hores després que els astrònoms detectessin per primera vegada l'explosió. I a l'estudiar el material circumestelar amb el Hubble, els científics van obtenir una comprensió del que estava succeint al voltant de l'estrella a la dècada anterior. Combinant tota aquesta informació, l'equip va ser capaç de crear una visió de diverses dècades dels últims anys de l'estrella.

Clic per engrandir. Imatge capturada pel Zwicky Transient Facility amb el telescopi Samuel
Oschin de l'Observatiori Palomar a California.

"Ara tenim tota aquesta història sobre el que li passa a l'estrella en els anys anteriors a la seva mort, fins al moment de la mateixa, i després les seqüeles d'aquesta", va dir Foley. "Aquesta és realment la visió més detallada d'estrelles com aquesta en els seus últims moments i de com exploten".

La pedra Rosetta de les supernoves

Tinyanont i Foley han anomenat a SN 2020fqv "la Pedra Rosetta de les supernoves". L'antiga Pedra Rosetta, que té el mateix text inscrit en tres escriptures diferents, va ajudar als experts a aprendre a llegir els jeroglífics egipcis. 

En el cas d'aquesta supernova, l'equip científic va utilitzar tres mètodes diferents per determinar la massa de l'estrella que va explotar. Es tracta de comparar les propietats i l'evolució de la supernova amb els models teòrics; utilitzar la informació d'una imatge d'arxiu del Hubble de 1997 per descartar estrelles de major massa; i utilitzar les observacions per mesurar directament la quantitat d'oxigen en la supernova, que sondeja la massa de l'estrella. Els resultats coincideixen: entre 14 i 15 vegades la massa del Sol. Determinar amb precisió la massa de l'estrella que explota en una supernova és crucial per entendre com viuen i moren les estrelles massives.

"La gent utilitza molt el terme 'pedra de Rosetta'. Però aquesta és la primera vegada que hem pogut verificar la massa amb aquests tres mètodes diferents per a una supernova, i tots ells són consistents", va dir Tinyanont. "Ara podem avançar utilitzant aquests diferents mètodes i combinant-los, perquè hi ha moltes altres supernoves en què tenim masses d'un mètode però no d'una altra".

Un sistema d'alerta ràpida? 

En els anys previs a l'explosió de les estrelles, aquestes tendeixen a tornar-se més actives. Alguns astrònoms assenyalen a la supergegant vermella Betelgeuse, que recentment ha expulsat importants quantitats de material, i es pregunten si aquest estel es convertirà aviat en supernova. Encara que Foley dubta que Betelgeuse vagi a explotar de forma imminent, sí que creu que ens hauríem de prendre seriosament aquests esclats estel·lars.

"Això podria ser un sistema d'alerta", va dir Foley. "Així que si veus que una estrella comença a agitar-se una mica, comença a actuar, llavors potser hauríem de prestar més atenció i tractar d'entendre realment el que està passant allà abans que exploti. A mesura que trobem més i més d'aquestes supernoves amb aquest tipus d'excel·lent de conjunt de dades, podrem entendre millor el que està succeint en els últims anys de la vida d'una estrella".

El telescopi espacial Hubble és un projecte de cooperació internacional entre la NASA i l'ESA (Agència Espacial Europea). El Centre de Vol Espacial Goddard de la NASA, a Greenbelt (Maryland), gestiona el telescopi. L'Institut Científic de Telescopi Espacial (STScI), a Baltimore (Maryland), realitza les operacions científiques del Hubble. El STScI és operat per la NASA per l'Associació d'Universitats per a la Recerca en Astronomia, a Washington, D.C.

Ho he vist aquí.

La gegant vermella Betelgeuse revela els seus secrets

Clic per engrandir. Recreació artística de Betelgeuse mig enfosquida. Betelgeuse
hauria perdut la seva lluminositat a causa d'immensos núvols de pols que van
bloquejar fins a un 40% de la seva llum en el visible. Crèdit: MPIA graphics department.

Per què l'estrella Betelgeuse canvia la brillantor? Betelgeuse, una estrella
generalment molt brillant a la constel·lació d’Orió. Per què la seva brillantor ha
continuat baixant des de la tardor del 2019? Què li passat? 

L’assumpte durava des del 2019, durant uns mesos, la gegant vermella Betelgeuse, gairebé mil milions de vegades més gran que el Sol, havia vist caure la seva lluminositat aproximadament un 35%. Va ser això un presagi de la seva explosió de supernova?. No hi ha una explicació prosaica, ara s'ha pogut confirmar mitjançant observacions d’astrònoms utilitzant els instruments del VLT d’ESO.

La humanitat fa temps que coneix l’estrella Betelgeuse perquè és una de les estrelles més brillants de la constel·lació d’Orió. Però només al segle XX es va poder conèixer la seva mida i fins i tot va ser la primera estrella de la que es va determinar el seu diàmetre. De fet el 1921, els astrònoms Michelson i Pease van utilitzar la tècnica de la síntesi d'obertura, ideada per Hippolyte Fizeau, per  determinar el diàmetre aparent de les estrelles mitjançant mètodes interferomètrics. Aleshores va queda clar que estàvem en presència d’una supergegant vermella gairebé mil vegades més ampla en radi que el Sol. i, donada la seva temperatura superficial, aproximadament cent mil vegades més brillant. 

L’enlluernador progrés, després de la Segona Guerra Mundial, en la teoria de l’estructura i l’evolució estel·lar, gràcies al desenvolupament de  l’astrofísica nuclear, va fer que Betelgeuse fos de gran interès per als astrofísics perquè és probable que ens doni claus per entendre amb més precisió com aquestes estrelles, molt massives (Betelgeuse conté unes 15-20 masses solars), acaben la seva vida al cap d’uns pocs milions d’anys.

De fet, sabem des de fa dècades que hi ha una relació entre la massa d’una estrella, la seva lluminositat i la seva vida útil. Com més massiva sigui la estrella, més alta serà la temperatura al nucli. Com a resultat, són possibles certes reaccions de fusió termonuclear, alliberant les enormes quantitats d'energia necessàries per produir una pressió de radiació capaç d'oposar-se a la que resulta de la pròpia gravetat de l'estrella, en aquest cas a les estrelles de cicle CNO.

En fer-ho, consumeix el seu combustible termonuclear a un ritme tan ràpid que la seva vida útil es compta en milions d’anys en lloc de milers de milions d’anys, com és el cas del Sol. Com que es calcula que la gegant vermella es va originar fa uns 8 milions d’anys, hi ha una bona raó per creure que en pocs milers o centenars de milers d’anys és probable que Betelgeuse exploti en una supernova. Com que es troba a uns 600 anys llum de distància (queden incerteses sobre la seva distància exacta), l'explosió produirà un espectacle impressionant a la Terra, visible a plena llum del dia. 

Aquesta animació combina quatre imatges reals de l'estrella supergegant vermella
Betelgeuse, la primera presa al gener de 2019 i les altres preses al desembre de 2019,
gener de 2020 i març de 2020, durant el declivi sense precedents de l'estrella. Totes les
imatges, que permeten visualitzar la superfície de l'estrella, van ser preses amb l'instrument
Sphere del Very Large Telescope d'ESO. Crèdit: ESO/M. Montargès et  al. ,/L. Calçada

Un caprici d’una estrella variable o un núvol de pols?

Per tant, Betelgeuse està molt estudiada i, quan les observacions de finals del 2019 i principis del 2020 van començar a demostrar que l’estrella es tornava molt menys lluminosa, la notícia va ser molt publicitada mentre els astrofísics s’ho pensaven. Hem de témer la imminència de l'explosió de la gegant vermella? De tota manera, com es pot explicar aquesta caiguda de la brillantor?

A Sci-Bit ja li havíem dedicat algun article a aquesta qüestió. L’astrofísica Sylvie Vauclair ens va recordar en particular que la supergegant vermella és una estrella variable i que, per aquest motiu, ens trobàvem potser, i fins i tot probablement, només davant d’un dels seus múltiples cicles de variacions als inicis de la seva explosió. 

Sylvie Vauclair va avançar una altra explicació, menys probable, segons ella: "Betelgeuse, que emet constantment forts vents estel·lars, hauria emès una bafarada de gas i pols especialment significativa, que la amagaria parcialment abans d'evaporar-se completament". 

Aquesta hipòtesi també va ser considerada per l'astrònom Miguel Montargès, de l'Observatori de París, a França, i de la KU Leuven, a Bèlgica. Amb el seu equip, havia utilitzat els instruments del VLT situat a la part superior del Cerro Paranal, a Xile, per estudiar Betelgeuse. En un  comunicat de premsa del ESO, explicava que treballava "actualment en dos escenaris: un es basa en el refredament superficial generat per una activitat estel·lar excepcional, l'altre en l'expulsió de pols al llarg de la línia de visió. Per descomptat, el nostre coneixement sobre les supergegants vermelles continua sent incomplet avui en dia. Els estudis estan en marxa, de manera que és probable que sempre sorgeixi una sorpresa”.

Explicacions molt completes sobre les observacions sobre Betelgeuse realitzades
pels astrònoms Miguel Montargès i Éric Lagadec el 2020. Podeu triar l'idioma de
subtitulació a la configuració del vídeo. Crèdit: Guillaume Doyen

La producció en directe de llavors presolars

Miguel Montargès i l’astrofísica Emily Cannon de KU Leuven, tornen avui a l’enigma de la disminució de la lluminositat de Betelgeuse en un altre comunicat de premsa d’ESO on van fer saber que probablement ells i els seus col·legues pensen que han resolt l’enigma. La solució completa s’exposa en un article publicat a la famosa revista Nature i, sense fer que el suspens duri més, es tractaria de la formació ràpida d’un núvol de pols, a partir d’una bombolla de gas calent, refrigerada i condensada, produïda per l’extraordinari estat convectiu de Betelgeuse i que va ser expulsada per l’estrella poc abans de la seva aparent disminució de lluminositat.

Aquest resultat és el producte de les observacions realitzades al continuar monitoritzant l’estrella des del 2019 amb el VLT mitjançant l’instrument Sphere, sigles de Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (REcerca d'Exoplanetes per Espectre-Polarimetría d'Alt contrast) per obtenir una imatge directa de la superfície de Betelgeuse, així com amb les dades del instrument Gravity de l’interferòmetre del VLT (VLTI) per tal de controlar Betelgeuse a mesura que disminuïa la seva lluminositat; aquestes observacions també van continuar després de l'abril de 2020, quan l'estrella havia recuperat la seva lluminositat normal. La interpretació d’aquestes observacions va en la mateixa direcció que l'extreta de les dades recollides per Hubble i que Futura ja va informar.

"Tot i així, vam assistir a la formació del que es coneix com a  pols d'estrelles en viu", explica Miguel Montargès. Això no és trivial perquè, com també es va esmentar al comunicat de premsa d'ESO, Emily Cannon: "La pols expulsada de les estrelles fredes al final de la seva vida, com la que acabem de presenciar, podria constituir els blocs de construcció dels planetes terrestres i de la vida".

Quan Betelgeuse, una brillant estrella taronja de la constel·lació d’Orió, es va tornar
notablement més fosca a finals del 2019 i principis del 2020, la comunitat astronòmica
va quedar perplexa. Un equip d’astrònoms ha publicat ara una nova investigació feta
amb l’interferòmetre del Very Large Telescope (VLTI) i  el Very Large Telescope d’ESO
que descobreix el misteri de la gradació de Betelgeuse. Podeu triat l'idioma de la
subtitulació a la configuració del vídeo. Crèdit: European Southern Observatory (ESO)

Hi ha una teoria de la formació de grans de pols per condensació d’ejecció de matèria per part de les estrelles al final de la seva vida, i les observacions de Betelgeuse demostren que la formació de pols es pot produir molt ràpidament i aprop de la superfície d’una estrella tal com s’indica en el comunicat de premsa d'ESO. Millor! trobem aquests grans presolars a l’interior dels meteorits del Sistema Solar, cosa que ens va permetre especificar les seves composicions. Hi ha materials refractaris com el carbur de silici, minerals silicats de la família de l'oliví, piroxè i fins i tot diamants!.

Com a conclusió d’aquest descobriment, Miguel Montargès i Emily Cannon admeten que estan impacients per poder utilitzar el Telescopi Extremament Gran (ELT) en construcció al ESO. “Gràcies a la seva capacitat per aconseguir resolucions espacials inigualables, l'ELT ens permetrà fer una imatge directa de Betelgeuse amb un notable detall. També ampliarà significativament la mostra de supergegants vermelles que podrem estudiar mitjançant imatges directes, cosa que ens ajudarà a desvelar els misteris que hi ha darrere dels vents d’aquestes estrelles massives”, explica Emily Cannon.

Vídeo de presentació del Telescopi Extremadament Gran de ESO. Crèdit: ESO

Per obtenir més informació sobre la història de Betelgeuse, podeu llegir el text de Miguel Montargès sobre aquest tema en anglès, on també ret homenatge als membres de l’equip que hi ha darrere del treball publicat a Nature.

Una presentació de la investigació sobre grans presolars de Philipp Heck. Podeu
triar l'idioma de subtitulació a la configuració del vídeo. Crèdit: Field Museum

 

Ho he vist aquí.

El Hubble resol la misteriosa atenuació de Betelgeuse

 Betelgeuse. Clic per engrandir. Crèdit:  A. Dupree (CfA), R. Gilliland (STScI), FOC, HST, NASA

Les observacions del telescopi espacial Hubble de la NASA mostren que l'inesperat enfosquiment de l'estrella supergegant Betelgeuse va ser causat probablement per una immensa quantitat de material calent expulsat a l'espai, formant un núvol de pols que bloquejava la llum de l'estrella procedent de la superfície de Betelgeuse.

Els investigadors del Hubble suggereixen que el núvol de pols que es va formar quan el plasma supercalent es va alliberar d'un aflorament d'una gran cel·la de convecció a la superfície de l'estrella travessant l'atmosfera calenta fins a  les capes exteriors més fredes, on es va refredar i va formar grans de pols. El núvol de pols resultant va bloquejar la llum del voltant d'un quart de la superfície de l'estrella, a partir de finals de 2019. Per a abril de 2020, l'estrella va tornar a la seva brillantor normal.

Betelgeuse és una estrella supergegant envellida, vermella, que ha augmentat de grandària a causa dels canvis complexos i evolutius del seu nucli, un forn de fusió nuclear. L’estrella és tan enorme, que si substituís el Sol al centre del nostre sistema solar, la seva superfície exterior s’estendria per sobre de l’òrbita de Júpiter.

El fenomen sense precedents per al gran enfosquiment de Betelgeuse, que fins i tot es nota fins a simple vista, va començar a l'octubre del 2019. A mitjans de febrer del 2020, l'enorme estrella havia perdut més de les dues terceres parts de la seva brillantor.

Aquest gràfic amb quatre panells il·lustra com la regió sud de l'estrella supergeganta vermella i brillant, la brillantor de Betelgeuse en una evolució ràpida pot haver quedat bruscament enfeblida durant diversos mesos entre els finals del 2019 i principis del 2020. En els primers dos panells, es pot veure a la llum ultraviolada amb el Hubble, una bombolla de plasma brillant i calent és expulsada per l’aparició d’una enorme cèl·lula de convecció a la superfície de l’estrella. Al quadre tres, el gas expulsat s’expandeix ràpidament cap a l’exterior, i es refreda per formar un enorme núvol fosc de grans de pols. El panell final revela l'enorme núvol de pols que bloqueja la llum (tal com es veu des de la Terra) de la quarta part de la superfície de l'estrella. Crèdit d’il·lustració: NASA, ESA i E. Wheatley (STScI).

Aquesta moderació sobtada ha desconcertat als astrònoms, que van lluitar per desenvolupar diverses teories sobre el canvi brusc. Una idea era que una taca solar enorme i freda tapava un ampli terreny de la superfície visible. No obstant això, les observacions del Hubble, dirigides per Andrea Dupree, directora associada del Centre d’Astrofísica-Harvard i Smithsonian (CfA), Cambridge, Massachusetts, suggereixen un núvol de pols que ha cobert una part de l'estrella.

Diversos mesos d'observacions espectroscòpiques de llum ultraviolada de Hubble de Betelgeuse, a partir del gener del 2019, donen lloc a una línia de temps que es va enfosquint. Aquestes observacions proporcionen pistes noves i importants sobre el mecanisme que hi ha darrere de l’enfosquiment.

Hubble va capturar signes de material dens i escalfat que es desplaçava per l'atmosfera de l'estrella al setembre, octubre i novembre de 2019. Aleshores, al desembre, diversos telescopis terrestres van observar que l'estrella disminuïa de lluentor al seu hemisferi sud. Feu clic aquí per saber-ne més.

"Amb el Hubble, veiem el material mentre sortia de la superfície visible de l'estrella i passava per l'atmosfera, abans que es formés la pols que va fer que l'estrella s'enfosquís", va dir Dupree. "Vam veure l'efecte d'una regió densa i calenta a la part sud-est de l'estrella que es desplaça cap a l'exterior".

"Aquest material era de dues a quatre vegades més lluminós que la brillantor normal de l'estrella", va continuar. "I aleshores, aproximadament un mes després, la part sud de Betelgeuse es va enfosquir de forma visible a mesura que l'estrella es feia més fosca. Creiem que és possible que un núvol fosc resulti del flux que va detectar Hubble. Només Hubble ens proporciona aquesta evidència que va portar a l'enfosquiment".

El document de l’equip ha estat publicat online el 13 d’agost a  The Astrophysical Journal.

Estrelles massives supergegantes com Betelgeuse són importants perquè expulsen elements pesats com el carboni a l’espai que es converteixen en els blocs de construcció de noves generacions d’estrelles. El carboni també és un ingredient bàsic per a la vida tal com la coneixem.

Rastreig d'un esclat traumàtic

L'equip de Dupree va començar a utilitzar Hubble a principis de l'any passat per analitzar l'estrella. Les seves observacions formen part d’un estudi del Hubble de tres anys de durada, per controlar les variacions de l’atmosfera exterior de l’estrella. Betelgeuse és una estrella variable que s’expandeix i es contrau, que s’il·lumina i s’enfosqueix, en un cicle de 420 dies.

La sensibilitat a la llum ultraviolada de Hubble va permetre als investigadors sondar les capes per sobre de la superfície de l'estrella, tan calentes, de més de 20.000 graus Fahrenheit (més de 11.000 ºC), que no es poden detectar a les longituds d'ona visibles. Aquestes capes s'escalfen parcialment per les turbulentes cèl·lules de convecció de l'estrella que bombollegen fins a la superfície.

Betelgeuse es fàcil de localitzat al cel nocturn.
Fins i tot en llocs amb contaminació lumínica.
Crèdit: Google-SkyMap

Els espectres del Hubble, presos a principis i finals de 2019, i el 2020, van sondejar l'atmosfera exterior de l'estrella mesurant les línies de magnesi II (magnesi ionitzat individualment). De setembre a novembre de 2019, els investigadors van mesurar el material que es mou a uns 320.000 quilòmetres per hora des de la superfície de l'estrella fins a la seva atmosfera exterior.

Aquest material dens i calent va continuar viatjant més enllà de la superfície visible de Betelgeuse, arribant a milions de quilòmetres de l'estrella a on va romandre. A aquesta distància, el material es va refredar prou com per formar pols, segons van dir els investigadors.

Aquesta interpretació és coherent amb les observacions de llum ultraviolada de Hubble el febrer del 2020, que van demostrar que el comportament de l'atmosfera exterior de l'estrella tornava a la normalitat, tot i que les imatges de llum visible mostraven que encara s'enfosquia.

Tot i que Dupree desconeix la causa de l'esclat, creu que va ser ajudat pel cicle de pulsació de l'estrella, que va continuar normalment tot i l'esdeveniment, segons les observacions de llum visible. El coautor del document, Klaus Strassmeier, del Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam, va utilitzar el telescopi automatitzat de l'institut anomenat STELLar Activity (STELLA), per mesurar els canvis en la velocitat del gas a la superfície de l'estrella a mesura que es va elevar i va caure durant el cicle de pulsació. L’estrella s’estava expandint en el seu cicle alhora que augmentava la cèl·lula convectiva. El pols que dilata a Betelgeuse pot haver ajudat a impulsar el plasma a sortir a l’atmosfera.

Dupree estima que es va perdre aproximadament dues vegades la quantitat normal de material de l'hemisferi sud durant els tres mesos del esclat. Betelgeuse, com totes les estrelles, està tolt el temps perdent massa, en el seu cas a un ritme 30 milions de vegades superior al Sol.

Betelgeuse és tan a prop de la Terra, i és tan gran, que Hubble ha sabut resoldre les característiques de la superfície, convertint-la en l'única estrella, tret del nostre Sol, on es pot veure el detall de la superfície.

Les imatges de Hubble realitzades per Dupree el 1995 van revelar per primera vegada una superfície tacada que contenia cèl·lules de convecció massiva que es contrauen i el que fa que s’enfosqueixin i s’il·luminin.

Un precursor de Supernova?

La supergeganta vermella està destinada a acabar la seva vida en una explosió de supernova. Alguns astrònoms creuen que l’atenuament sobtat pot ser un esdeveniment pre-supernova. L’estrella està relativament a prop, a uns 725 anys llum de distància, cosa que significa que l’enfosquiment hauria passat al voltant de l’any 1300. Però la seva llum acaba d’arribar a la Terra ara.

 Clic per engrandir. Romanent de la supernova Cassiopea A. Crèdit: NASA/Chandra

"Ningú sap què fa una estrella abans de convertir-se en una supernova, perquè mai s'ha observat", va explicar Dupree. "Els astrònoms tenen mostres d'estrelles potser un any abans de convertir-se en supernoves, però no d'uns dies o setmanes abans que passés. Però la probabilitat que l'estrella es converteixi en supernova en qualsevol moment es ben petita".

Dupree tindrà una altra oportunitat d'observar l'estrella amb el Hubble a finals d'agost o principis de setembre. Ara, Betelgeuse es troba al cel diürn, massa a prop del Sol per a observacions amb el Hubble. Però l’Observatori de Relacions Solar Terrestres (STEREO) de la NASA  ha pres imatges de l’estrella gegant des de la seva ubicació a l’espai. Aquestes  observacions mostren que Betelgeuse es va tornar a enfosquir entre mitjan maig i mitjans de juliol, tot i que no tan dramàticament com durant l'any.

Dupree espera utilitzar STEREO per a més observacions de seguiment per controlar la brillantor de Betelgeuse. El seu pla és tornar a observar Betelgeuse l'any que ve amb STEREO quan l'estrella s'hagi tornat a expandir cap a l'exterior en el seu cicle, per veure si es desencadena un altre esclat.

Ho he vist aquí.