En un esforç per descobrir el secret de l'energia fosca, un telescopi observa els dracs lluitadors d'Ara OB1.
Clic a la imatge per engrandir. La nebulosa "Dracs lluitadors d'Ara" en un gran núvol molecular. Crèdit: Dark Energy Survey (Sondeig d'Energia Fosca), DOE, FNAL, DECam, CTIO, NOIRLab, NSF, AURA. Processament d'imatges: R. Colombari i M. Zamani (NOIRLab de NSF)
La nebulosa NGC 6188 s'ha observat durant gairebé dos segles amb telescopis cada cop més potents. Un d'aquests telescopis la va estudiar per primera vegada a la dècada del 2010 mentre buscava els secrets de l'energia i la matèria fosca davant l'ObservatoriVera Rubin.
Primer pla del cúmul estel·lar NGC 6193 i la nebulosa NGC 6188 Aquest vídeo es va crear a partir d'una imatge capturada per la càmera OmegaCAM del telescopi VLT Sondeig de l'Observatori Paranal. Se centra en una secció de l'associació estel·lar Ara OB1. Al centre de la imatge hi ha el jove cúmul obert NGC 6193, i a la dreta hi ha la nebulosa d'emissió NGC 6188, il·luminada per la radiació ionitzant de les estrelles més brillants properes. Crèdit: ESO. Música: movetwo
Recentment s'ha parlat molt sobre la posada en marxa de l'Observatori Vera Rubin, explicant que el seu objectiu principal és intentar aclarir la naturalesa de l'energia fosca, que se suposa que explica l'acceleració de l'expansió del cosmos observable durant uns quants milers de milions d'anys, i la naturalesa de la matèria fosca, suposadament havia d'explicar l'existència de les galàxies. Però també havia d'explicar que la càmera que equipava aquest observatori permetia obtenir imatges precioses (essencialment en el visible) i descobrir petits cossos celestes del Sistema Solar.
Resulta que aquest va ser el cas en estudiar una part de la volta celeste a l'hemisferi sud com a part del Dark Energy Survey (DES), una campanya d'observació durant la dècada anterior, que també utilitzava imatges preses en l'ultraviolat proper, el visible i l'infraroig proper per mesurar l'expansió de l'Univers amb l'ajuda de supernoves tipus Ia, les oscil·lacions acústiques bariòniques han deixat les seves traces en la distribució de les galàxies.
El DES va ser possible gràcies a la Dark Energy Camera (DECam) muntada al telescopi Víctor M. Blanco, de quatre metres, situat a l'Observatori Interamericà de Cerro Tololo (CTIO) a Xile.
Podeu triar l'idioma de subtitulació a la configuració del vídeo. El Dark Energy Survey va dur a terme un estudi en profunditat del nostre Univers utilitzant la Dark Energy Camera de 570 megapíxels del telescopi Victor M. Blanco de 4 metres de la National Science Foundation. Crèdit: Fermilab.
Una nova mirada a una estrella descoberta per l'astrònom britànic John Herschel el 1836 Més recentment, el NSF NOIRLab (anteriorment anomenat National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory), que és el centre nacional dels Estats Units per a l'astronomia de llum visible nocturna de terra, va publicar imatges preses amb la DECam, inclosa una d'espectacular nebulosa.
Oficialment designada com a NGC6188, "Els Dracs Lluitadors d'Ara" és una nebulosa d'emissió situada a uns 4.000 anys llum del Sistema Solar, prop del límit d'un gran núvol molecular en la constel·lació d'Ara (l'Altar).
Clic a la imatge per engrandir. Imatge sublim de la nebulosa "Dracs lluitadors d'Ara" revelada per la Dark Energy Camera (DECam). Crèdit: Dark Energy Survey, DOE, FNAL, DECam, CTIO, NOIRLab, NSF, AURA. Processament d'imatges: R. Colombari i M. Zamani (NOIRLab de NSF)
La nebulosa deu el seu nom a la seva semblança amb dos "dracs" que emergeixen dels núvols de pols foscos i amenaçadors per enfrontar-se. La seva estructura està produïda pels vents estel·lar i la resplendor de joves estrelles nascudes fa uns quants milions d'anys com a màxim i que esculpeixen el núvol molecular on es van encendre.
La radiació de les estrelles també causa les emissions de la nebulosa excitant inicialment els àtoms i molècules que la componen, que absorbeixen aquesta radiació abans de produir-la des-excitant-la, tot segons processos quàntics.
Aquest cúmul obert és relativament jove, amb 16 milions d'anys d'antiguitat.
Clic a la imatge per engrandir. Imatge de Caldwell 94. Crèdit: NASA/ESA i Jesús Maíz Apellániz (Instituto de Astrofísica de Andalucía, Espanya)
Els cúmuls estel·lars de vegades es mantenen units fermament per la gravetat, com és el cas de les denses aglomeracions de centenars de milers d'estrelles anomenades cúmuls globulars. Altres vegades, poden ser agrupacions més disperses, de forma irregular, amb fins a milers d'estrelles. Mentre que els cúmuls globulars són alguns dels membres més antics de la galàxia, els cúmuls oberts són relativament joves. Aquesta imatge del Hubble mostra les estrelles del centre de Caldwell 94, un cúmul obert que només té uns 16 milions d'anys.
Clic a la imatge per engrandir. Aquesta sèrie d'imatges «amplia» la imatge del Hubble del cúmul "Joier" (Caldwell 94). Un quadre en cadascuna de les quatre primeres imatges (totes preses des de terra) mostra l'àrea coberta per la imatge següent. La imatge de la part superior esquerra va ser presa amb una càmera de 35 mm. La imatge següent és del Digitized Sky Survey 2. A continuació, hi ha una imatge del telescopi de 2,2 metres de l'ObservatoriLa Silla a Xile. La imatge de la part inferior esquerra va ser presa pel Very Large Telescope de l'Observatori Paranal a Xile. La imatge de la part inferior dreta va ser presa per la Wide Field and Planetary Camera 2 del Hubble. Crèdit: ESO, NASA/ESA, Digitized Sky Survey 2, i Jesús Maíz Apellániz (Institut d'Astrofísica d'Andalusia, Espanya)
Igual que els vells amics del col·legi que se separen després de la graduació, les estrelles d'un cúmul obert sol romanen juntes durant un temps limitat. Poc a poc es dispersen per l'espai, arrastrades per la força gravitatòria d'altres cúmuls i núvols de gas que passen per allí. La majoria dels cúmuls oberts es dissolen en uns pocs centenars de milions d'anys, mentre que els cúmuls globulars, més compactes, poden existir durant milles de milions d'anys.
Caldwell 94, també catalogat com NGC 4755 i comunament anomenat cúmul Joier, és una col·lecció espartana de poc més de 100 estrelles. El cúmul es troba a uns 6500 anys de llum de la Terra, el que significa que la llum que veiem avui ha estat emès abans de que es construeixin les Grans Piràmides d'Egipte. Caldwell 94 ha estat elegit per a l'observació del Hubble perquè els cúmuls estan oberts i són excel·lents laboratoris astronòmics. Les estrelles poden tenir masses diferents, però totes es troben aproximadament a la mateixa distància, es mouen en la mateixa direcció general i poden tenir aproximadament la mateixa edat i composició química, ja que es formaren juntes en un enorme núvol de gas i pols.
La imatge de Caldwell 94 presa pel Hubble amb la Cambra Planetària i de Camp Ampli 2 (va ser la primera de qualsevol cúmul obert de la nostra galàxia registrada en llum infraroja, visible i ultraviolada). Els científics mai abans havien tingut l'oportunitat d'explorar cúmuls estel·lars oberts en aquest rang de longituds d'ona, per la qual cosa les observacions del Hubble estan ajudant a ampliar la nostra comprensió de l'astrofísica estel·lar. Les estrelles del cúmul poden estudiar-se i comparar-se per a obtenir més informació sobre l'evolució estel·lar, l'edat dels cúmuls i molt més.
El cúmul, descobert per l'astrònom francès Nicolas-Louis de Lacaille en 1752, es troba en la constel·lació de la Creu del Sud i es veu millor a la tardor des de l'hemisferi sud. Només és visible per a aquells en l'hemisferi nord que es troben prou al sud com per a veure la Creu del Sud. Amb una magnitud de 4,2, Caldwell 94 és visible a simple vista, però sense augment es disfressarà com una sola estrella. Els prismàtics permetran distingir els membres del cúmul, mentre que un telescopi proporcionarà una vista encara més espectacular de les acolorides joies estel·lars de Caldwell 94.
Què és aquesta banda de llum que travessa el cel? Tot i que Demòcrit ja pensava, al segle V aC, que la Via Làctia estava "formada per estels molt petits i agrupats tan estretament que ens en semblen un", calia esperar que Galileu i el seu telescopi astronòmic confirmessin aquesta idea audaç. No va ser fins als anys 30 que es va obtenir una representació correcta de la Galàxia, demostrant que la nostra Via Làctia era una galàxia entre d'altres, i que el Sol estava lluny d'estar en el seu centre.
Clic per engrandir. Podem veure part de la Via Làctia, la nostra galàxia, al cel nocturn. Crèdit: Y. Beletsky (LCO)/ESO, CC by 4.0
L'estructura espiral de les galàxies fa temps que planteja problemes als astrònoms, els braços s'han d'enrotllar molt ràpidament i el disc galàctic es torna homogeni. La Via Làctia, la nostra galàxia, part de la qual veiem al cel nocturn, també és espiral.
La missió GAIA de la ESA ha mesurat les posicions i velocitats de mil milions d'estrelles a la Via Làctia. Això permetrà reconstruir la història de la nostra galàxia, entendre millor la seva estructura, però també anar a la recerca de matèria fosca i exoplanetes. Crèdit: ESA, Euronews
Al cor de la Via Làctia, com a totes les galàxies, s'amaga un forat negre supermassiu, la massa del qual és proporcional a la de la protuberància galàctica, la seva part central. Les galàxies es troben amb freqüència i poden interactuar a través del que s'anomenen "forces de marea". Es frenen per la fricció dinàmica, que pot portar-los a apropar-se els uns als altres mentre s'arremolinen cap al seu centre comú, o fins i tot a fusionar-se.
Clic per engrandir. Feix làser emès des d'un observatori cap al centre de la Via Làctia per estudiar-ne els detalls. El làser provoca la formació d'una "estrella artificial" a la mesosfera, a una altitud de 90 km. Aquesta font de llum s'utilitza com a referència per compensar la turbulència atmosfèrica. El làser està sintonitzat a la freqüència d'excitació del sodi. El seu color groc també recorda el de les làmpades de sodi utilitzades en la il·luminació urbana. Aquesta capa de sodi de la mesosfera seria un rastre deixat pels meteorits que la travessen. Aquest mètode permet analitzar els petits detalls del cel, com l'activitat del forat negre situat al centre galàctic. Foto presa amb gran angular (180°) a mitjans d'agost de 2008, prop del Very Large Telescope, al Cerro Paranal, Xile. Crèdit: ESO, Yuri Beletsky, CC by 3.0
En aquest fitxer, podreu descobrir fenòmens fascinants al voltant de la Via Làctia, com el que caracteritza una galàxia espiral, detalls sobre forats negres o fins i tot matèria fosca. També parlarem de les interaccions entre galàxies, que poden arribar a fusionar diverses entitats. Bona lectura.
Clic per engrandir. Recreació artística de la vista del sistema TOI-178 des del planeta més llunyà. Es basa en el coneixement dels paràmetres físics dels planetes i de l’estrella observats i utilitza una extensa base de dades d’objectes de l’Univers. Crèdit: ESO / L. Calçada.
Les característiques de les òrbites dels planetes, així com les seves masses i mides, són fòssils de la cosmogonia i de l’evolució dels sistemes planetaris. El fenomen universal conegut com a ressonància orbital es troba tant en el món dels exoplanetes com en el del Sistema Solar. En el cas de l'estrella TOI-178, deixa els planetòlegs perplexos i el seu seguici d'exoplanetes suggereix un qüestionament parcial dels models.
Fa gairebé quatre segles, just després del descobriment del telescopi astronòmic per Galileu el pare de la física moderna, va revelar amb aquest instrument l'existència de quatre punts lluminosos que es mouen al voltant de Júpiter. Es va adonar uns mesos més tard (març del 1610) que devien ser els equivalents de la Terra a la nostra Lluna. Aquests mons, coneguts habitualment com a llunes galileanes, havien estat descoberts de manera independent, al mateix temps, per l'astrònom alemany Simon Marius. Els va donar els seus noms actuals, derivats dels amants de Zeus, a proposta de Johannes Kepler. Per tant, són Io, Europa, Ganimedes i Cal·listo per ordre de distància creixent de Júpiter.
Els avenços en els rellotges mecànics i la proliferació d’astrònoms amb lents i telescopis cada vegada més potents van permetre descobrir que els períodes orbitals dels tres satèl·lits interiors estaven units per un sorprenent sincronisme. El període T2 d'Europa semblava aproximadament el doble que el T1 d'Io; el T3 de Ganimedes era en si mateix el doble de llarg que el d'Europa. Curiosament, el període orbital de Cal·listo no va ser un múltiple simple del de Ganimedes.
Tot això s'esmenta a la famosa obra del matemàtic, astrònom i físic Pierre-Simon Laplace (1749-1827) que constitueix una mena de resum del coneixement en astronomia i mecànica celeste a principis del segle XIX: Exposition du système du monde.
Tanmateix, abans de 1800, Laplace havia aconseguit donar una explicació a aquest fenomen i el progrés de l'astronomia i la mecànica celeste demostraria que no era específic només per als mons galileans. Es coneix com a ressonància orbital i en el cas de les llunes de Júpiter com a ressonància de Laplace. No és sorprenent que, a causa de la universalitat de l’atracció gravitacional al cosmos observable, fins on es pugui jutjar, les ressonàncies gravitatòries del sistema solar també s’han observat durant anys en altres sistemes planetaris, els dels exoplanetes de la Via Làctia.
El fenomen de la ressonància és el resultat de les forces gravitatòries exercides pels cossos entre si. L’equilibri de forces i les seves variacions en l’espai i el temps poden conduir a fenòmens similars al que s’observa quan s’empeny a la freqüència adequada una persona sobre un oscil·lació, cosa que la posa en moviment i també la manté en un moviment gairebé constant. Podem demostrar en la mecànica celestial que aquest fenomen de ressonància orbital es produeix quan les relacions de períodes orbitals o de rotació són les dels nombres enters a una bona aproximació.
No hi ha ressonàncies orbitals reals en el cas dels principals planetes del sistema solar (com explica Jacques Laskar al vídeo anterior), però sí que n'observem alguns amb certs satèl·lits d’aquests planetes. És el cas de la Lluna on la proporció entre el seu període de revolució orbital i la seva pròpia rotació és precisament 1:1, cosa que es pot veure pel fet que la Lluna està en rotació síncrona i, per tant, sempre ens presenta la mateixa cara.
Avui (pel 31 de gener), un equip internacional d’astrònoms, utilitzant el Very Large Telescope de l'Observatori Austral Europeu (el VLT de l’ESO), va observar una de les estrelles que va cridar l’atenció al catàleg d’objectes d’interès TESS (TOI), elaborat a partir d’observacions del caçador d’exoplanetes de la NASA, Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), acaba d’expressar la seva perplexitat a través d’ un article que es pot trobar a arXiv.
TOI-178 és una estrella situada a uns 200 anys llum de la Terra a la constel·lació de l'Escultor i se sap que tenia un seguici planetari. Però a la nota de premsa de l’ESO que acompanya l’article també publicat a la revista Astronomy & Astrophysics, el seu principal autor, l’astrònom Adrien Leleu de la Universitat de Ginebra i la Universitat de Berna a Suïssa, explica que “més observacions ens van permetre entendre que el sistema no estava format per dos planetes que orbitaven a una distància similar de la seva estrella, sinó per diversos planetes situats en una configuració molt particular”.
Aquesta animació mostra una representació de les òrbites i moviments dels planetes del sistema TOI-178. Noves investigacions d'Adrien Leleu i els seus col·legues, dutes a terme amb diversos telescopis, incloent el Very Large Telescope de l'ESO, ha revelat que el sistema compta amb sis exoplanetes i que tots, menys el més proper a l'estrella, són presoners d'un ritme peculiar a mesura que es mouen en les seves respectives òrbites (representats en color taronja). En altres paraules, estan en ressonància. Això vol dir que hi ha patrons que es repeteixen a mesura que els planetes es mouen al voltant de l'estrella, fent que alguns planetes s'alineïn cada poques òrbites. Crèdit: ESO, L. Calçada
En aquesta recreació artística, el moviment rítmic dels planetes al voltant de l'estrella central es representa a través d'una harmonia musical, creada mitjançant l'atribució d'una nota (en l'escala pentatònica) a cada un dels planetes de la cadena de ressonància. Aquesta nota es reprodueix quan un planeta completa una òrbita o mitja òrbita; quan els planetes s'alineen en aquests punts de les seves òrbites, sonen en ressonància.
De fet, els investigadors han identificat sis exoplanetes, cinc dels quals semblen estar en ressonància orbital. Si les llunes de Galileu tenen, com hem vist, una configuració de 4: 2: 1, els cinc planetes exteriors del sistema TOI-178 tenen una configuració de 18: 9: 6: 4: 3, és a dir, la el segon planeta exterior fa un cercle de 18 òrbites mentre que el tercer planeta exterior en fa 9.
Ja coneixíem aquests exemples, però aquest cas és de fet especial i no perquè aquests cinc exoplanetes segueixin una cadena de ressonància que és un dels descobriments més grans fins ara dins d’un sistema planetari.
Els investigadors van estudiar els exoplanetes TOI-178 tant pel mètode de trànsit, que dóna diàmetres, com pel de velocitats radials, que dóna masses, en el primer cas sobretot amb dades del satèl·lit Cheops de l’ESA i en el segon amb l’espectrògraf ESPRESSO (espectrògraf Echelle per a observacions espectroscòpiques rocoses i estables”) instal·lat al VLT (també es van utilitzar els instruments NGTS i SPECULOOS, ambdós que funcionen des de l’Observatori Paranal d’ESO a Xile).
Els diàmetres i les masses proporcionen accés a les densitats i, tal com s’explica a la nota de premsa de l’ESO, sabem que les mides dels exoplanetes TOI-178 oscil·len entre un i tres diàmetres terrestres per a masses d’entre 1,5 i 30 masses terrestres. Sabem, doncs, que alguns d’ells són rocosos i superterres, mentre que d’altres són gasosos i són mini-Neptuns.
Només aquí, com explica un dels coautors de l’estudi, Nathan Hara, de la Universitat de Ginebra, a Suïssa, aquests cossos celestes es distribueixen segons una sèrie de densitats estranyament aleatòries. "Sembla que un planeta tan dens com la Terra es troba no gaire llunyà d'un planeta cotonós caracteritzat per una densitat inferior a la meitat de la de Neptú, seguit d'un planeta de la mateixa densitat que Neptú. A això no estem acostumats".
Malgrat això, en el cas del sistema solar, fins i tot si sabem que hi ha hagut migracions planetàries, els gegants gasosos es van formar necessàriament segons els nostres models cosmogònics allunyats del Sol i dels planetes tel·lúrics propers, la separació entre sistemes interns i externs va durar milers de milions d’anys, pel que sabem, i això és un reflex de les condicions de formació planetària que semblen les més raonables i les més necessàries.
De fet, com esmenta Adrien Leleu, "el contrast entre l'harmonia rítmica del ballet orbital i la dissonància de les densitats planetàries qüestiona la nostra comprensió de la formació i l'evolució dels sistemes planetaris". El seu company Yann Alibert de la Universitat de Berna, també coautor de l'estudi, explica que "les òrbites d'aquest sistema planetari estan perfectament ordenades, cosa que suggereix que aquest sistema ha evolucionat lentament i suaument des del seu naixement".
Per tant, els cosmogonistes hauran de revisar una mica la seva teoria. El que és cert per als astrònoms és que els seus models de naixement d’exoplanetes tendeixen a produir sistemes amb planetes importants que s’espera que tinguin sovint ressonància orbital i que s’hagi d’estudiar l’estudi d’aquests sistemes. Equivalent de la pedra de Rosetta de la gènesi dels sistemes planetaris. En l’article publicat a Astronomy & Astrophysics, els investigadors també conclouen pel que fa al TOI-178 que “la configuració orbital particular i la diversitat de la densitat mitjana entre els planetes del sistema permetran l’estudi de les estructures interiors planetàries i de la seva evolució atmosfèrica, proporcionant pistes importants sobre la formació de superterres i mini-Neptuns”.
És igualment interessant saber que el 2019, Sean Raymond, Alessandro Morbidelli i els seus col·legues havien publicat un article, disponible en accés obert a arXiv, on feien saber que les simulacions digitals produïen superterres que després migraven per formar una sèrie de planetes en ressonància orbital. Aquestes cadenes de planetes són però, molt inestables a principis de la història de la formació planetària. Així doncs, li vam preguntar a Sean Raymond què pensar sobre el sistema planetari al voltant del TOI-178. Aquí teniu la seva resposta:
"Per a mi, aquest sistema està fora de la norma, però no constitueix una anomalia inquietant. La seva estructura multiresonant és realment interessant, i és bo que ara tinguem un segon exemple on podem veure, com en el cas del Sistema al voltant de Trappist-1, cinc exoplanetes en ressonància orbital.
Pel que fa a les sorprenents variacions de les seves densitats en funció dels seus radis orbitals, una mica com en el cas del sistema al voltant de Wasp-47, trobo que ens trobem davant d’un bonic misteri a profunditzar. No diré que canviï totes les nostres idees sobre com es formen aquests sistemes, és més un repte unir les peces adequades en el trencaclosques".
Clic per engrandir. El cometa Mc Naught per sobre de l'Observatori del Paranal, al gener del 2007. Crèdit: S. Deiries, ESO
Descobert fa quatre mesos, la brillantor de C / 2019 Y4 (Atlas) augmenta més ràpidament del previst. A aquest ritme, el podrem observar a simple vista a l’abril.
El cometa Atlas s’amaga cada cop menys a la nit. I això és força normal perquè l’estel gelat, actualment a uns 160 milions de quilòmetres de la Terra, s’acosta ràpidament al Sol. Per als astrònoms aficionats, ara és molt més fàcil observar-ho i els astrofotògrafs estan encantats de trobar-lo cada vespre, i son testimonis de la seva creixent lluminositat.
Aquesta és una bona representació del constant brillantor de l'estel ATLAS Y4 en els darrers 15 dies. Això no és un esclat, sinó un la brillantor normal quan el cometa s'acosta al Sol.
Amb una magnitud 8, aquest 17 de març del 2020, ja es podia veure a simple vista, almenys amb un parell de prismàtics. Segons els experts, més a prop del Sol, cap a finals de maig, podria augmentar la seva brillantor.
#Comet C/2019Y4 ATLAS Crèdit: Gerald Rhemann, 18 Març de 2020 Eichgraben, Lower Austria
Observeu el cometa Atlas!
Si voleu seguir el seu recorregut a la nit, podeu cercar-lo aquests dies entre la parella de galàxies M81, M82 i 23 Ursae Majoris, l'estrella que representa l'orella de la Gran Osa (vegeu la imatge a continuació). En les properes nits, la podreu seguir cap a la constel·lació de la girafa (Cameleopardis).
Recordem que C / 2019 Y4 (Atlas), descobert a finals de l'any passat, porta la mateixa òrbita que C / 1844 Y1 també coneguda com "Grande comète e 1844". No s’exclou, doncs, que puguin estar relacionats i, qui sap?, que Atlas tingui la mateixa sort.
Hola Cometa! C / 2019 Y4 Atles, 16 de Març 22.40 UT. 26x5min filtre blau 11 "/2.2 RASA Asi 1600 cs Michael Jäger
L'astronomia nocturna és una altra opció d'entreteniment segura, així que el cometa C / 2019 Y4 (ATLAS) ha aparegut en un moment bastant oportú! Segueix brillant, tot i que encara no a simple vista, com es veu (a dalt a l'esquerra) en aquesta impressionant foto de Rolando Ligustri (via https://spaceweather.com)
