Mons d'altres llocs: Kepler-16 b amb dues postes de sol.

Mons d'altres llocs: Kepler-16 b, el veritable Tatooine amb dues postes de sol.

Clic a la imatge per engrandir. Il·lustració creada a partir d'aquest article. Crèdit: XD amb ChatGPT

Per al viatger interestel·lar de demà, hi haurà algunes "visites obligatòries". Planetes que no es poden perdre. Pel que fa a Kepler-16 b, no és tant el planeta en si el que val la pena la visita, sinó els seus... dos sols!

Una odissea interestel·lar: la primera missió per aterrar en un exoplaneta. Les imatges de Neil Armstrong posant els peus a la Lluna ens van commoure a tots. Imagineu-vos, doncs, com se sentiran aquells que rebin imatges d'una nau espacial aterrant en un altre món. Un món més enllà del nostre sistema solar! Per fer-ne una ullada, mireu aquest videoclip del documental d'Arte, Interstellar Odyssey.

M'encantaria tenir notícies teves i del nostre preciós planeta blau. Però ara per ara, continuo el meu viatge interestel·lar. I acabo d'arribar a Tatooine. Sí. Ja saps. El planeta...desert, l'illa de Star Wars on Luke Skywalker va passar la seva infància. Aquella al cel de la qual surten i es ponen dos sols. En realitat, evidentment no m'estic acostant al Tatooine real. Més aviat, aquell que els astrònoms anomenem Kepler-16 b. El primer planeta amb dos sols al cel que els investigadors han descobert a la nostra Via Làctia.

Clic a la imatge per engrandir. Demostrant que una doble posta de sol és qualsevol cosa menys ciència-ficció, Kepler-16b orbita un parell d'estrelles. És com el planeta natal de Luke Skywalker, Tatooine, i va ser un dels primers mons trobats orbitant una estrella binària, descobert el 2011 per Kepler. Crèdit: NASA, X.

Sobre Kepler-16 b hi ha dues ombres

No és tan lluny de casa. Només 245 anys llum. Sols 3.000 milions d'anys de viatge en cotxe. I no és tan especial. Un planeta de la mida del nostre Saturn, un planeta gasós gegant. Així que no vam intentar aterrar-hi. Tot i que la nostra guia diu que Kepler-16 possiblement té un nucli de roca i gel. Però des de dalt, us podeu imaginar com deu ser tenir dues ombres.

Clic a la imatge per engrandir. Un possible cartell per quan l'Oficina de Viatges d'Exoplanetes de la NASA ens convidi a comprar bitllets per a Kepler-16 b. Crèdit: NASA

Els dos sols de Kepler-16 b són força diferents entre si, ja ho sabeu. El primer, Kepler-16 A, és una nana taronja d'aproximadament un 70% de la mida i la massa de la nostra estrella. El segon, Kepler-16 B, és una nana vermella fins i tot més de 3 vegades més petita. I tots dos orbiten l'un al voltant de l'altre en poc més de 40 dies. Mentre que el seu planeta compartit triga gairebé 230 dies a completar una òrbita completa.

Clic a la imatge per engrandir. Recreació artística del planeta Kepler-16 b. Crèdit: NASA

Dos sols, però temperatures molt baixes

Tot i que hi ha dos sols i han mantingut el seu planeta a menys de 105 milions de quilòmetres de distància, sols tan petits no poden fer augmentar la temperatura. Mai baixa dels -75 °C. És difícil imaginar que cap forma de vida pugui prosperar aquí.ens queixem a la nostra vella Terra quan arriba l'hivern.

Ho hem de  deixar aquí per ara, el nostre guia s'està impacientant. Encara ens queda molt camí per recórrer fins arribar a la nostra propera parada exoplanetària. Ja us ho explicarem...

Ho he vist aquí.

Exoplanetes: Spitzer revela la superfície d’una superterra desprovista d'atmosfera

 Clic per engrandir. Crèdit: NASA/JPL

La majoria dels exoplanetes potencialment habitables es troben al voltant de nanes vermelles. Spitzer va permetre l'estudi més precís d'un al voltant de l'estrella LHS 3844, una superterra. Es comporta com si no tingués atmosfera i estigués coberta de basalts semblants als dels mars lunars.

No hi ha cap dubte que, des dels anys 2000, els exoplanetes potencialment habitables son legió dins la Via Làctia. Es troben al voltant de les nanes vermelles, que elles mateixes són els estels més abundants a la nostra galàxia i que també es troben principalment en sistemes binaris. Si la vida és un fenomen universal, les postes de sol dobles com les contemplades per Luke Skywalker a Star Wars no serien l’excepció, sinó la regla.

Llevat que un potencialment habitable no signifiqui automàticament habitable i, que per tant, no puguem extreure en aquest moment fortes restriccions a l’existència de civilitzacions extraterrestres mitjançant la famosa equació de Drake del programa Seti. Una de les claus per determinar l’habitabilitat d’un exoplaneta és el coneixement de la seva atmosfera, la seva composició i el seu gruix. Venus és totalment diferent de la Terra, ho coneixem prou bé.

Un altre factor a tenir en compte és el de les pròpies nanes vermelles. Tot i que són menys lluminoses que el Sol, estan subjectes a una ira terrible quan són joves; després emeten raigs X i ultraviolats nocius a les formes de vida que coneixem i capaços de fotodissociar les molècules d’aigua dels oceans que poden existir en exoterres o superterres i, per descomptat, en els planetes oceànics. Aquestes radiacions es combinen amb vents estel·lars molt energètics capaços d’erosionar atmosferes,  i que de nou, poden provocar l’evaporació dels oceans.

Tanmateix, és difícil treure conclusions fermes. Els exoplanetes, específicament super-terres, podrien tenir una atmosfera especialment gruixuda (en especial de CO₂) capaç de suportar la turbulència juvenil de les nanes vermelles. Hi ha raons per pensar que el jove Sol mateix hauria d'haver provocat la desaparició de l'atmosfera original de la Terra i una important pèrdua d'aigua, tot i així... aquí estem.

En definitiva, el millor que podeu fer és intentar detectar al màxim les atmosferes d’exoterres i super-terres orbitant les nanes vermelles que constitueixen al voltant del 70% de les estrelles de la Via Làctia. Algunes d’aquestes estrelles es troben a prop i ja s’han detectat exoplanetes rocosos al seu voltant, com va ser el cas de Proxima Centauri i Trappist-1.

Aquesta animació representa l'exoplaneta LHS 3844b, un planeta sense atmosfera aparent.
La seva superfície pot estar coberta en la seva major part per roques volcàniques fosques, segons
les observacions del Telescopi Espacial Spitzer de la NASA.  Planet LHS 3844b es troba a
48,6 anys llum de la Terra i realitza una revolució completa al voltant de la seva estrella mare en
només 11 hores. És 1,3 vegades la massa de la Terra, orbita una estrella nana M,
i va ser descoberta en 2018 pel Transiting Exoplanet Satellite Survey (TESS) de la NASA.
Crèdit: NASA / JPL-Caltech / R. Ferit (IPAC) Música: Stellardrone (CC BY 4.0)

Ambients que tendeixen a igualar les temperatures

No obstant això, segons un article recent publicat a la revista Nature, en accés obert a arXiv, mostra , que vers l'estrella LHS 3844 els astrofísics interessats en l'exobiologia l'han tornat a observar, ara amb la mirada infraroja del telescopi espacial Spitzer.

El motiu és que al voltant d’aquesta nana vermella de tipus M situada a uns 48,6 anys llum del Sistema Solar, hi ha un exoplaneta rocós el radi del qual és d’una 1,3 vegades el de la Terra i que es va descobrir el 2018 pel telescopi Transiting Exoplanet Satellite Survey (Tess), la successora del Kepler.

LHS 3844 b, el seu nom, va ser descobert pel mètode de trànsit que, a més del seu radi, va proporcionar el seu període orbital, de només 11 hores. A una distància tan propera de la seva estrella amfitriona, les temperatures són necessàriament altes, però el que realment interessava era si tenia una atmosfera, el planeta és probablement en rotació sincrònica a tal distància a causa de les forces de la marea.

Aquí és on el satèl·lit Spitzer va intervenir amb la seva penetrant mirada d’infrarojos.

Fins i tot en rotació síncrona, LHS 3844B no sempre presenta la mateixa cara en comparació amb nosaltres, com a observadors. És prou lluny del seu sol, no gaire brillant, per tal que la seva radiació infraroja sigui perceptible. Spitzer no només pot estimar temperatures a la superfície de l’exoplaneta, sinó que també té indicacions sobre el seu albedo i, per tant, la composició de la seva superfície, ja sigui rocosa o gasosa. De fet, Spitzer ja s’ha utilitzat per estudiar les atmosferes dels gegants gasosos.

Els models numèrics per a l’atmosfera d’un planeta, rotació síncrona o no, impliquen a través d’aquesta atmosfera transferències de calor (vents) entre els hemisferis diürns i nocturns. Si hi ha una atmosfera present, cal esperar un contrast de temperatura inferior entre aquests dos hemisferis del que teòricament s’esperava amb un exoplaneta rocós sense atmosfera.

Inicialment programat per a una missió de 2,5 anys, el telescopi espacial Spitzer
de la NASA ha anat molt més enllà de la seva vida útil esperada, i segueix
en plena forma després de 15 anys. Els membres de la missió reflexionen sobre
alguns dels descobriments més sorprenents i sorprenents de Spitzer.
Per a més informació sobre la missió, visiteu;
/http://www.spitzer.caltech.edu/ i https://www.nasa.gov/spitzer

Les nanes vermelles son fatals per les atmosferes?

Les dades relatives a LHS 3844 b són indiscutiblement les previstes en aquest darrer cas. O més precisament, exclouen una atmosfera la pressió de la qual sigui superior a 10 bar i no siguin compatibles amb la d’entre 1 i 10 bar, tret que facin poc probables les contorsions en els supòsits sobre aquesta atmosfera. En qualsevol cas, donada la radiació rebuda que és 70 vegades més gran que la del Sol per a la Terra, una atmosfera prima no resistiria l’erosió provocada per la nana vermella i més aviat desapareixeria.


Per tant, la presència d'una atmosfera és molt poc creïble i, pel que fa a l'anàlisi infrarroig d'albedo de LHS 3844b, ha proporcionat indicis sobre la presència de grans zones de basalt, similar als que coneixem amb els mars lunars. Les temperatures superen els 700°C al costat diürn i se situen per sota dels -272°C al costat nocturn, un infern.

Quines lliçons es poden extreure per a l'exobiologia? Es fa difícil de dir. Si els extraterrestres detectessin Mercuri al Sistema Solar, equivocarien en deduir que el Sol va provocar la desaparició de les atmosferes dels planetes rocosos que l'orbiten. Però, ja que LHS 3844 b es troba a la zona de habitabilitat i alguns càlculs donen suport a la idea que les nanes vermelles no permeten en realitat per gaire temps atmosfera per als exoplanetes en aquesta zona de habitabilitat, alguns poden argumentar que tenen motius addicionals per pensar que l’aparició de la vida és difícil, per no dir impossible, al voltant de les nanes vermelles. El debat, certament, continuarà durant molt de temps...

Ho he vist aquí.

Recordant Obi-Wan

Em prenc la llibertat de fer un lapsus en la publicació del dossier Secrets de Star Wars, i es que aquesta setmana s'acompleixen quinze anys de la mort de Sir Alec Guiness. Un mite del cinema britànic de la meitat de segle XX que, en l'etapa final de la seva carrera, va rodar a Hollywood una pel·lícula d'aventures espacials que el va convertir en llegenda juvenil (i no tant juvenil) pels segles dels segles: La guerra de les galàxies.

Explica la llegenda que Guiness, actor de prestigi i guanyador d'un Oscar per El pont sobre el riu Kwai, no veia clar al principi la seva conversió en Obi-Wan Kenobi, mestre del jedi Luke Skywalker en la seva lluita contra l'Imperi.

George Lucas el va convèncer finalment oferint-li l'1% dels beneficis d'un film el recorregut comercial del qual era una incògnita ...

La resta és història: els hereus d'Alex Guiness guanyen avui dia més diners gràcies a aquest 1% que als drets de la resta de la filmografia de l'actor.

Crèdit de la imatge: Lucasfilm Ltd.

El secrets de Star Wars 2: La Força

Obi-Wan Kenobi, el famós Cavaller Jedi, defineix a la Força de la següent manera: "És un camp d'energia creat per tots els éssers vius. Ens envolta i ens penetra. Uneix a la galàxia com un tot".

La Força seria un substrat omnipresent, manipulat a voluntat per aconseguir tot tipus de coses divertides. Es pot traslladar aquesta força al nostre món?

Aquesta definició té les seves arrels en les antigues interpretacions del món. Recordem en particular, la quinta essència, el cinquè element, del qual el filòsof grec Aristòtil va omplir el cel per completar l'acció de l'aire, la terra, l'aigua i el foc. Ens recorda també l'èter, un mitjà imaginat pels físics del segle XIX com un suport necessari per a la propagació de la llum i que va ser descartat en 1887.

La Força de Star Wars, L'energia de la vida?

La Força també evoca una de les idees més fascinants de la física moderna: l'energia del buit. Però el buit que evoca la falta de contingut, podria tenir qualitats ?. Els físics han descobert que un àtom pot interactuar amb el buit. En la mecànica quàntica, el buit es defineix com un estat de mínima energia, fluctuant constantment. És l'energia d'aquestes fluctuacions el què anomenem energia de buit. Ha d'afectar llavors, a tot l'univers ja que està essencialment buit.

Nosaltres des de fa gairebé 70 anys sabem que l'univers s'està expandint. Ara sembla clar que s'ha accelerat en el temps. Però el material, el que genera una força de gravetat atractiva, tendiria a reduir la velocitat de l'expansió de l'univers. Per informar d'una acceleració, es fa necessari invocar la presència d'una quantitat física capaç de contrarestar el joc de la gravetat, del que les propietats siguin similars a les de l'energia del buit. Podem imaginar que el Jedi recorre a aquesta font d'energia per les seves gestes. I per levitar un metre per sobre del terra, un Jedi ha de recollir l'energia mental associada a aquesta constant continguda en un cub de 9 quilòmetres de costat!. Així podem entendre per què el Jedi necessita una mica de concentració per aconseguir les seves gestes!.

A El Retorn del Jedi, l'Emperador Palpatine intenta convèncer a Luke Skywalker perquè s'uneixi al costat fosc de la Força. Donada la resistència d'aquest últim, l'Emperador utilitza la Força per matar-lo, colpejant-lo amb "raigs" que apareixen emesos pels seus dits. En aquest cas, la força converteix l'emperador en un potent generador electrostàtic. De fet, un raig és causat per l'acció d'un intens camp elèctric creat entre els núvols i el terra. L'aire es torna conductor, ja que és ionitzat per l'acció d'aquest camp, i el raig colpeja el terra. El camp elèctric necessari per ionitzar l'aire és tan gran, i el raig creat per l'acció de l'emperador té tanta durada, que es pot estimar que la diferència de potencial entre Palpatine i Luke és de més de 20 milions de volts. D'altra banda, la posició de l'emperador, i els dits separats estesos cap endavant, és excel·lent. El camp elèctric és molt més fort prop de la punta, el que explica que el raig es dirigeixi més fàcilment cap a la punta d'un parallamps. Només ens queda preguntar-nos, si no serà l'Emperador una bateria de gran capacitat?

 

Capítol anterior: Els secrets de Star Wars

Proper capítol: Pot existir una espasa làser?

Autor del original: Roland Lehoucq

Crèdit de les imatges: Lucas Film

Vist a www.futura-sciences.com