Aquest
és probablement el primer cúmul globular descobert per Abraham Ihle en 1665.
D'acord
amb Kenneth Glyn Jones, se suposa (per exemple per Admiral Smyth) que Hevelius
va poder haver-ho vist fins i tot abans, però Halley, De Chéseaux i Messier van
reconèixer de manera conjunta el descobriment original de Ihle. Aquest cúmul
globular va ser inclòs en la llista de 6 objectes que Halley va publicar en
1715, i observat per Chéseaux (el seu nº. 17) i Le Gentil així com per Abbe
Nicholas Louis de la Caille, qui el va incloure en el seu catàleg d'objectes del
sud com Lacaille I 12. Charles Messier, qui va catalogar M22 el 5 de juny de
1764, afirma que està també inclòs en l'atles anglès de John Bevis.
M22 és un objecte digne de menció. A 10.400 anys
llum, és un dels cúmuls globulars més propers. A aquesta distància, els seus 32'
de diàmetre angular, lleugerament més llarg que el de la Lluna plena, es corresponen
amb un diàmetre lineal d'uns 97 anys llum; visualment, aquesta prop dels 17'.
És visible sense telescopi per a observadors a una latitud no molt al nord, en
ser més brillant que el cúmul globular Hercules M13 i eclipsat només pels dos
cúmuls globulars del sud (no inclosos en el catàleg Messier), Omega Centauri
(NGC 5139) i 47 Tucanae (NGC 104), aquest és el rànquing dels quatre més
brillants en el cel.
Mentre
que Shapley i Pease van comptar 70.000 estrelles en aquest gran eixam
estel·lar, només el relativament petit nombre de 32 variables han estat
identificades, la meitat d'elles ja eren conegudes per Bailey en 1902, entre
elles una variable Mira de gran període que probablement no és membre de M22.
L'estrella més brillant ronda la magnitud 11. Les estrelles estan disseminades
en una regió de tot just 200 anys llum de diàmetre, i allunyant-se de nosaltres
a aproximadament 149 km/seg.
Aquest cúmul és notable perquè conté una feble
nebulosa planetària, descoberta pel satèl·lit d'infrarojos IRES i catalogada
com IRES 18333-2357 o GJJC 1. Aquesta nebulosa planetària va ser la segona
descoberta en un cúmul globular després de Pease 1 a M15, i una de les quatre
nebuloses planetàries conegudes en cúmuls globulars de la Via Làctia.
Investigacions recents del telescopi espacial
Hubble en M22 han portat al descobriment d'un considerable nombre d'objectes de
mida planetària que semblen surar a través d'aquest cúmul globular; aquests
objectes poden tenir masses només 80 vegades la de la Terra, i van ser
descoberts pels anomenats efectes de micro-lent, és a dir refractant la llum de
fons de les estrelles del cúmul.
Per a l'observador, és d'interès que M22 està inclinada
menys d'1 grau de l'eclíptica, així que les conjuncions amb altres planetes són
amb freqüència clarament visibles.
Submergiu-vos fins l'extrem de l'univers a través d'aquesta nova imatge del Hubble. Milers de galàxies, cadascuna poblades de milers de milions d'estrelles, guarneixen aquest magnífic tapís còsmic. Contempla 11 mil milions d'anys d'història de l'univers.
Sembla plàncton extret de l'oceà... però no. No és el microcosmos el que descobreix aquesta imatge captivadora sinó el macrocosmos. Un oceà constel·lat de galàxies.
Aquesta escena és un cop d'ull a l'univers que es pot veure a través d'un petit forat en direcció a l'Óssa Major. Es troba en un petit racó de la constel·lació, on s'interposen molt poques estrelles de la nostra llar, la Via Làctia (en primer pla), i a on podem descobrir aquest panorama a través de l'espai i el temps.
Les galàxies abunden en aquesta imatge composta del projecte
M. Montes (University of New South Wales). Clic per engrandir
Què hi veiem? Una part molt petita del cos immens del cosmos. Hubble el despulla amb les aportacions dels telescopis terrestres i espacials (Spitzer, Gemini). La imatge és una superposició dels seus ulls que penetren en l'espectre visible, infraroig i ultraviolat, i que permet aprendre més sobre aquests milers de galàxies.
Submergir-se en les profunditats de l'univers
Quantes n'hi ha? Son visibles al voltant de 15,000. Petites, grans, properes (a escala de l'univers), menys properes, llunyanes, etc. Podeu submergir-vos fins als 11 mil milions d'anys llum i veure el resplendor vermell de les galàxies encara molt joves.
Les galàxies s'empenyen. Els astrònoms estimen que entre elles n'hi ha 12.000 que engendren estrelles. Per descomptat, no podem parlar del present, perquè tot el que veiem va passar fa uns quants milions d'anys, per als més propers, i fins a tres mil milions d'anys després del Big Bang per a les més allunyades. I en aquell moment, era l'efervescència dins del que encara eren petites galàxies atapeides de gas i pols. Les estrelles van néixer a un ritme frenètic. Això ja no és el cas d'avui, en una galàxia com la nostra. Com es desenvolupa això? Aquesta és una dels grans dilemes als que s'enfronten els observadors de la Terra.
Fes un clic aquí per accedir al lloc web del Hubble i a la imatge en diferents mides i formats.
M21 és un cúmul que mostra una forta concentració cap al seu centre. Per tant, la seva classe Trumpler és classificada per Woldemar Götz com I 3 r (forta concentració al centre, gran àmbit de lluminositat, és a dir estrelles brillants i febles, i ricament poblat), mentre que Trumpler, segons Kenneth Glyn Jones, el classificar I 3 p (és a dir, pobre, o per sota de 50 estrelles).
Segons Burnham, SN Svolopoulos el 1953, va demostrar la pertinença de 57 estrelles (fent-ho tipus Trumpler I 3 m), les més brillants de les quals són gegants de tipus espectral B0. Això implica que aquest cúmul és molt jove: l'Sky Catalog 2000 s'estima la seva edat en 4,6 milions d'anys, i indica que aquest cúmul és part de l'associació estel·lar Sagittarius OB1.
Com és a prop de la nebulosa Trifida M20 (les capes exteriors de les quals es mostren en la vora superior esquerre de la imatge del quadre de l'encapçalament de l'article), moltes imatges que mostren la regió Lagoon-Trifid mostren també M21, per exemple la imatge més gran de DSSM en aquesta regió.
La distància d'aquest cúmul és donada de forma discrepant per les Fonts: Malles/Kreimer diuen 3.000 anys llum, Burnham 2.200, mentre Kenneth Glyn Jones i el Sky Catalog 2000 marquen 4.250 anys llum. És interessant que totes les fonts tinguin diferents distàncies per a la nebulosa Trifid M20, però no es posin d'acord en qual està mes a prop nostre, el cúmul M21 o la nebulosa Trifid.
El cúmul obert M21 va ser descobert per Charles Messier, que el va catalogar el 5 de juny de 1764.
Charles Messier va descobrir aquest objecte el 5 de juny de 1764, i el va descriure com un cúmul d'estrelles de 8ª a 9ª magnitud, embolicat en una nebulositat.
La nebulosa trífida M20 és famosa per la seva aparença tri-lobulada. Potser això va fer que William Herschel, que normalment va evitar amb cura numerar els objectes de Messier al seu catàleg, li assignés quatre nombres diferents a les diferents parts d'aquesta nebulosa: H IV.41 (catalogada el 26 de maig de 1786) i H V.10, H V.11 i H V.12 (amb data 12 de juliol de 1784).
El fet que finalment llistés aquest objecte pot reconèixer com a causa el que Messier el va descriure merament com "un cúmul d'estrelles". El nom de "Trífida" va ser utilitzat per primera vegada per John Herschel quan va descriure aquesta nebulosa.
El núvol fosc, que és la raó de l'aparença de la nebulosa trífida va ser catalogada per Barnard, com B 85 (Barnard 85).
La vermella nebulosa d'emissió amb el seu jove cúmul estel·lar a prop del seu centre, està envoltat per una nebulosa blava de reflexió que resulta particularment conspícua en la vora nord.
Crèdit: Putman Mountain Observatory. Clic per engrandir
La distància d'aquesta nebulosa és bastant incerta, amb valors que oscil·len entre els 2.200 anys llum (Malles / Kreimer; Glyn Jones dóna 2.300) i els 7.600 anys llum (CR O'Dell, 1963). El Sky Catalog 2000 dóna 5.200 anys llum, la base de dades WEBDA 3.140, i l'article de premsa del Hubble de Jeff Hester (STScl-PRC99-42) dóna "aproximadament 9.000" anys llum.
Com passa sovint amb les nebuloses, les estimacions de magnitud varien àmpliament: Kenneth Glyn Jones dóna 9,0, mentre que Machholz l'estima en 6,8. Això pot provenir del fet que l'estrella que l'excita, ADS 10991, és un sistema triple de 7ª magnitud integrada (amb components de diverses magnituds: A: 7,6, B: 10,7, i C: 8,7). Totes són extremadament calentes; per exemple la component A és de tipus espectral O5 o O6. La presència d'aquest trio brillant dificulta les estimacions per a la nebulosa.
Imatge en infraroig del telescopi Spitzer. Crèdit: NASA. Clic per engrandir
Al cel, la nebulosa trífida M20 se situa aproximadament a 2 graus al nord-oest de la més gran Nebulosa de la Llacuna M8, de manera que ambdues són un bon blanc per a les fotografies de gran angular, com aquestes imatges de la regió M8 i M20, o la gran fotografia de DSSM. Està encara més a prop del cúmul obert M21 i es mostra en la part superior esquerra de la nostra imatge de M21 al quadre que encapçala l'article.
M19 és el cúmul globular més aplanat que es coneix, rondant la el·lipticitat E3-E4. Shapley el va trobar de el·lipticitat 6, corresponent a E4, allargat 15 graus a l'angle de la posició. Ell estimava que allà s'hi podrien comptar tantes estrelles al llarg de l'eix principal com del menor. Aquesta deformació del cúmul de la forma globular pot tenir relació amb la seva proximitat al centre de la Galàxia: a una distància d'aproximadament 28.000 anys llum del nostre Sistema Solar, està molt a prop del centre de la Galàxia, només a 5.200 anys llum. M19 està situat nou graus sobre el pla galàctic (és a dir, a una latitud galàctica de 9 graus nord), i lleugerament a l'oest del centre Galàctic, vist des de la terra; està potser lleument més lluny de nosaltres que del centre de la Via Làctia. M19 s'allunya de nosaltres a 146 Km./seg.
M19 és força abundant i dens, i està considerablement concentrat (de classe Shapley VIII). A aquesta distància, el seu diàmetre de 17 minuts d'arc correspon linealment a 140 anys llum al llarg de l'eix principal, i la seva magnitud absoluta ronda els -9 Mag. En els instruments amateur apareix mes petit, potser al voltant de 6' visualment i 13,5' fotogràficament, corresponent així i tot a un diàmetre lineal de 100 anys llum.
Les brillants estrelles de M19 ronden la 14a magnitud, el nivell horitzontal de les seves ramificacions -la brillantor de les estrelles gegants en el nivell horitzontal en el HRD- és a prop de 15,3 (Cartografia estelar). Helen Sawyer Hogg dóna la magnitud mitjana de les 25 estrelles més brillants de M19 a 14,8 mag i el tipus espectral del conjunt com F5 (en Handbuch der Physik, d'acord amb Kenneth Glyn Jones). Només quatre estrelles de variable RR Lyrae s'han trobat en M19.
M19 va ser un dels descobriments originals de Charles Messier, detectat el 5 de juny de 1764. En 1784, William Herschel va ser el primer a determinar-com "incomptables estrelles de magnitud 14, 15, 16" (John Herschel). En el seu colorit llenguatge, Admiral Smyth va veure M19 com "un fi cúmul globular aïllat de petites i molt comprimides estrelles de cremós matís blanc i lleugerament brillant en el centre".
M19 és fàcilment localitzable al voltant de 8 graus est de Antares a la Via Làctia, i és visible com una resplendor globular, amb el seu el·lipticitat fàcilment detectable. Està clarament determinat.
Un altre cúmul globular, NGC 6293, de magnitud 8,4 i 1,9' de diàmetre es troba a 1,5 graus est-sud-est; i un altre mes, NGC 6284, de magnitud 9,5 i 1,5' de diàmetre, 1,6 graus nord-nord-est.
Il·lustració de la sonda Parker Solar circulant pel Sol. Crèdit: NASA/JHUAPL
El 12 d'agost, la sonda solar Parker de la NASA va ser llançada per viatjar més a prop del Sol, i més profund en l'atmosfera solar, que qualsevol altra missió anterior. Si la Terra estigués en un extrem d'un pal d'una llargada d'una iarda (0'91 m) i el Sol a l'altre, la Sonda Solar Parker arribaria a estar a menys de quatre polzades (10 cm.) de la superfície solar.
Dins d'aquesta part de l'atmosfera solar, una regió coneguda com la corona, la Sonda Solar Parker proporcionarà observacions sense precedents del que impulsa l'àmplia gamma de partícules, energia i calor que travessen la regió, llançant partícules cap a fora al sistema solar i molt més enllà de Neptú.
L'interior de la corona, també és, per descomptat, inimaginablement calent. La nau espacial viatjarà a través de materials amb temperatures superiors a un milió de graus Fahrenheit (més de 550.00 ºC), mentre és bombardejada amb intensa llum solar.
Llavors, ¿per què no es fon?
La sonda solar Parker ha estat dissenyada per suportar les condicions extremes i les fluctuacions de temperatura de la missió. La clau rau en el seu escut tèrmic personalitzat i un sistema autònom que ajuda a protegir la missió de la intensa emissió de llum del Sol, però que permet que el material coronal "toqui" la nau espacial.
La sonda solar Parker de la NASA es dirigeix al Sol. Per què no es fon la nau? L'enginyera de sistemes de protecció tèrmica Betsy Congdon
(Johns Hopkins APL) explica per què Parker pot suportar l'escalfor. Crèdits: Centre de Vols Espacials Goddard de la NASA. YouTube.
Una de les claus per entendre què és el que manté a la nau espacial i els seus instruments segurs, és entendre el concepte de calor versus temperatura. En contra del que ens suggereix la intuïció, les altes temperatures no sempre es tradueixen en un escalfament real d'un altre objecte.
A l'espai, la temperatura pot ser de milers de graus sense proporcionar calor significatiu a un objecte o sentir calor. Per què? La temperatura mesura com de ràpid es mouen les partícules, mentre que la calor mesura la quantitat total d'energia que transfereixen. Les partícules poden estar movent-se ràpidament (alta temperatura), però si n'hi ha molt poques, no transferiran molta energia (calor baixa). Atès que l'espai està majorment buit, hi ha molt poques partícules que puguin transferir energia a la nau espacial.
La corona a través de la qual vola la sonda solar Parker, per exemple, té una temperatura extremadament alta però una densitat molt baixa. Penseu en la diferència entre ficar la mà en un forn calent i ficar-la en una olla amb aigua bullint (no ho intenteu a casa!), al forn, la vostra mà pot suportar temperatures significativament més altes durant més temps que en l'aigua, on ha d'interactuar amb moltes més partícules. De manera similar, en comparació de la superfície visible del Sol, la corona és menys densa, de manera que la nau espacial interactua amb menys partícules calentes i no rep tanta calor.
Això vol dir que mentre la Sonda Solar Parker viatjarà a través d'un espai amb temperatures de diversos milions de graus centígrads, la superfície de l'escut tèrmic que dóna al Sol només s'escalfarà a uns 2.500 graus Fahrenheit (uns 1.400 graus centígrads).
L'escut protector
Per descomptat, milers de graus Fahrenheit segueixen sent quelcom fantàsticament calent (en comparació, la lava de les erupcions volcàniques pot estar en qualsevol lloc entre 1.300 i 2.200ºF (700 i 1.200ºC). I per suportar aquesta calor, la Sonda Solar Parker fa ús d'un escut tèrmic conegut com el Sistema de Protecció Tèrmica, o TPS (per les sigles en anglès), que té 8 peus (2,4 metres) de diàmetre i 4,5 polzades (uns 115 mm de gruix). Aquestes poques polzades de protecció signifiquen que just a l'altre costat de l'escut, el cos de la nau espacial es trobarà a uns còmodes 85ºF (30ºC).
El TPS va ser dissenyat pel Laboratori de Física Aplicada de la Johns Hopkins, i va ser construït per Carbon-Carbon Advanced Technologies, usant una escuma composta de carboni intercalada entre dues plaques de carboni. Aquest aïllament lleuger s'acompanyarà d'un toc final de pintura ceràmica blanca a la placa orientada al sol, per reflectir la major quantitat de calor possible. Provat per suportar fins a 1.650 C (3.000 F), el TPS pot suportar qualsevol calor que el Sol pugui transmetre, mantenint gairebé tota la instrumentació segura.
Betsy Congdon, del Laboratori de Física Aplicada de Johns Hopkins, és la
principal enginyera tèrmica de l'escut que la sonda solar Parker de la
NASA farà servir per protegir-se del sol. L'escut és tan robust que Congdon utilitza
un bufador en un costat i l'altre costat roman prou fred com per poder tocar-lo. Crèdit: Centre de Vols Espacials Goddard de la NASA. YouTube
Però no tots els instruments de la Sonda Solar Parker estaran darrere del TPS.
La Copa de la Sonda Solar és un dels dos instruments de la Sonda Solar Parker que no estaran protegits per l'escut tèrmic. Aquest instrument és el que es coneix com a copa de Faraday, un sensor dissenyat per mesurar els fluxos d'ions i electrons i els angles de flux del vent solar. A causa de la intensitat de l'atmosfera solar, es van haver de dissenyar tecnologies úniques per assegurar que no només l'instrument pugui sobreviure, sinó que també l'electrònica a bord pugui enviar lectures precises.
La copa en si està feta de làmines de Titani-Zirconi-Molibdè, un aliatge de molibdè, amb un punt de fusió d'aproximadament 4.260ºF (2.349ºC). Les reixetes que produeixen un camp elèctric per a la copa de la Sonda Solar estan fetes de tungstè, un metall amb el punt de fusió més alt conegut; 6.192ºF (3.422ºC). Normalment s'utilitzen làsers per gravar les línies de la quadrícula, però, a causa de l'alt punt de fusió va haver d'utilitzar-se àcid en el seu lloc.
L'escut tèrmic de la sonda solar Parker està format per dos panells de compost
de carboni i carboni sobreescalfat que formen un lleuger nucli d'escuma
de carboni de 4,5 polzades de gruix. Per reflectir la major quantitat possible
de l'energia solar lluny de la nau espacial, el costat orientat cap al sol de l'escut
tèrmic també es ruixa amb una capa blanca amb una fórmula especial. Crèdit imatge: NASA/Johns Hopkins APL/Ed Whitman
Un altre desafiament es trobava en l'equip electrònic, la majoria dels cables es fondrien per l'exposició a la radiació de calor a una proximitat tan gran al Sol. Per resoldre aquest problema, l'equip va conrear tubs de vidre de safir per eliminar el cablejat i fer els cables de niobi.
Per assegurar que l'instrument estava a punt per al dur entorn, els investigadors necessitaven imitar la intensa radiació de calor del Sol en un laboratori. Per crear un nivell de calor digne de prova, els investigadors van haver d'improvisar un accelerador de partícules i projectors IMAX, per augmentar la seva temperatura. Els projectors imitaven la calor del Sol, mentre que l'accelerador de partícules exposava la copa a la radiació per assegurar-se que la copa pogués mesurar les partícules accelerades sota les condicions extremes. Per estar absolutament segurs que la tassa de la sonda solar resistiria l'ambient extrem, el forn solar d'Odelló a Font Romeu (Catalunya Nord), que concentra la calor del Sol a través de 10.000 miralls ajustables, es va utilitzar per provar la tassa contra la intensa emissió solar.
La Copa de la Sonda Solar va superar les seves proves amb èxit, de fet, va continuar funcionant millor i donant resultats més clars com més temps va estar exposada als ambients de prova. "Creiem que la radiació va eliminar qualsevol contaminació potencial", va dir Justin Kasper, investigador principal dels instruments SWEAP de la Universitat de Michigan a Ann Arbor. "Bàsicament es va netejar sol".
La nau espacial que es manté freda
Altres dissenys a la nau espacial mantenen la Sonda Solar Parker protegida de la calor. Sense protecció, els panells solars, que utilitzen l'energia de la mateixa estrella que s'està estudiant, i que proporcionen energia a la nau espacial, poden sobreescalfar-se. A cada acostament al Sol, els panells solars es retreuen darrere de l'ombra de l'escut tèrmic, deixant només un petit segment exposat als intensos rajos del Sol.
Però tan a prop del Sol, es necessita encara més protecció. Els panells solars tenen un sistema de refredament sorprenentment simple: un tanc escalfat que evita que el refrigerant es congeli durant el llançament, dos radiadors eviten que aquest es congeli, proveïts d'aletes d'alumini per maximitzar la superfície de refredament i bombes per fer circular el refrigerant. El sistema de refredament és prou potent com per refredar una sala d'estar de mida mitjana, i mantindrà els panells solars i la instrumentació frescos i funcionant mentre suportin la calor del Sol.
Quin és el refrigerant utilitzat pel sistema? Aproximadament un galó (3.7 litres) d'aigua desionitzada. Encara que hi ha molts refrigerants químics, el rang de temperatures a les que la nau espacial estarà exposada varia entre 50ºF (10ºC) i 257ºF (125ºC). Molt pocs líquids poden gestionar aquests rangs com l'aigua. Per evitar que l'aigua bulli a l'extrem més alt de les temperatures, aquesta es pressuritzarà de manera que el punt d'ebullició sigui superior a 257ºF (125ºC).
Clic per engrandir. Imatge: NASA/Glenn Benson
Un altre problema amb la protecció de qualsevol nau espacial és solucionar com comunicar-se amb ella. La sonda solar Parker estarà en gran part sola durant el seu viatge. La llum triga vuit minuts a arribar a la Terra, el que significa que si els enginyers haguessin de controlar la nau espacial des de la Terra, en el moment que alguna cosa sortís malament seria massa tard per corregir-ho.
Per tant, la nau espacial està dissenyada per mantenir-se de forma autònoma segura i en direcció cap al Sol. Diversos sensors, d'aproximadament la meitat de la mida d'un telèfon mòbil, estan connectats al cos de la nau espacial al llarg de la vora de l'ombra l'escut tèrmic. Si qualsevol d'aquests sensors detecta la llum del sol, alerten a l'ordinador central i la nau pot corregir la seva posició per mantenir els sensors i la resta dels instruments protegits de manera segura. Tot això ha de passar sense intervenció humana, de manera que el software de l'ordinador central ha estat programat i provat exhaustivament per garantir que totes les correccions es puguin realitzar sobre la marxa.
Llançament Cap al Sol
Després del llançament, la Sonda Solar Parker detectarà la posició del Sol, alinearà l'escut de protecció tèrmica per a enfrontar-s'hi i continuarà el seu viatge durant els propers tres mesos, abraçant la calor del Sol i protegint-se del fred buit de l'espai.
En el transcurs dels set anys planejats de durada de la missió, la nau espacial farà 24 òrbites a la nostra estrella. Cada vegada que s'acosti al Sol analitzarà el vent solar, estudiarà la corona del Sol, i proporcionarà observacions més properes i sense precedents al voltant de la nostra estrella, i equipat amb la seva gran quantitat de tecnologies innovadores, sabem que mantindrà la seva frescor tot el temps.
