Les ones gravitacionals podrien revelar la presència de quagma en les estrelles de neutrons

Quan dues estrelles de neutrons es fusionen, les pressions i temperatures assolides poden fer que quarks i gluons confinats en protons i neutrons es converteixin, a vegades, en un plasma anomenat quagma. Aquesta fase de transició produiria ones gravitacionals característiques que demostren la seva ocurrència.

Clic per engrandir. Recreació artística d'una col·lisió de dues estrelles de neutrons.
Crèdit: Dana Berry, Sky Works Digital Inc.

L’univers observable és un laboratori de física d’alta energia on la natura ens porta d’alguna manera experiències que no podem fer a la Terra ni amb dificultat. Per exemple, els astrofísics relativistes han estat intercanviant idees amb físics nuclears durant dècades per entendre millor la física de les estrelles de neutrons i els nuclis de la Terra en condicions de temperatures i pressions extremes que també prevalien al moment del Big Bang.

Per a aquests investigadors, l’obertura de l’era de l’astronomia gravitatòria, amb la detecció directa a la Terra d’ones gravitacionals per part de membres de les col·laboracions LIGO i VIRGO, va ser una gran notícia. Sens dubte, la seva emoció va arribar al seu màxim quan aquests mateixos membres van anunciar la detecció de la font GW170817, perquè es va veure ràpidament que es tractava d'una col·lisió d'estrelles de neutrons que produïa una kilonova.

 

De kilonoves a quarks

 

De fet, aquestes estrelles són transparents a les ones gravitacionals que emeten, i contenen molta informació sobre la seva estructura i composició. Molt compactes, i amb un diàmetre d’unes poques desenes de quilòmetres, són tan denses que una culleradeta del seu material pot arribar a pesar fins a uns mil milions de tones. Perquè cal descriure tant l'ús de les equacions de la relativitat general i dels models astrofísics de la relativitat -es poden trobar en el famós llibre  "Gravitation"  que el Nobel de física Kip Thorne ha co-escrit i publicat el 1973 amb els seus companys John Wheeler i Charles Misner- com els models que descriuen el que s’anomena l’equació de l’estat de la matèria nuclear. Les estrelles de neutrons es converteixen aleshores en una espècie de banc de proves a on provar la teoria de la relativitat general d’Einstein i obtenir més detalls sobre l’equació de l’estat de la matèria nuclear i la física que la determina.

 

La història de la detecció de GW170817. Podeu triar l'idioma dels subtítols a la
configuració del vídeo. © Ciència vs Cinema. 

 

En aquest cas, aquesta física es basa en la teoria dels quarks proposada independentment per George Zweig i Murray Gell-Mann el 1964. Aquesta teoria va ser completada a principis dels anys 70 per Gell-Mann i  Harald Fritzsch, mentre que les dades experimentals va començar a proporcionar proves indiscutibles de l'estructura en quarks de protons i neutrons en particular, i més generalment del que anomenen hadrons. De fet, el 1972, els dos físics van descobrir finalment les equacions de la QCD (cromodinàmica quàntica) que governa les forces nuclears entre quarks, introduint als "cosins" del fotó, els gluons.

L’any següent al 1973, Gross, Politzer i Wilczek també van descobrir la llibertat asimptòtica derivada d’aquestes equacions i implicant que les forces entre quarks només augmenten si s’intenta separar-les, tant que l’energia que s’utilitza per intentar-ho provoca la formació de nous quarks que s’uneixen ràpidament creant hadrons.

Això posarà fi als dubtes sobre la teoria dels quarks perquè, curiosament en els experiments, aquestes noves partícules no podien ser aïllades ni observades per separat com és el cas dels components dels àtoms, els electrons i els nucleons. Les col·lisions d’hadrons, suposadament constituïdes per quarks, mai no van produir més que hadrons.

Una presentació del quagma. Podeu triar l'idioma de la subtitulació a la
configuració del vídeo. © Fermilab

Quarks i gluons confinats en hadrons

Tot i això, la QCD també ens diu que en un gas de protons i de neutrons comprimits i portats a una temperatura 100.000 vegades superior a la que hi ha dins del Sol, aquests nucleons encara es "fondran". El resultat serà un líquid ultra dens en què els quarks i els gluons es comportaran com si estiguessin lliures. Però tan aviat com la temperatura baixa per sota de prop de mil mil milions de graus, el plasma de quarks-gluons, de vegades anomenat quagma o QGP, es condensarà en una miríada d'hadrons generalment inestables, en la que els quarks i gluons seran confinats novament.

Els físics estudien des de fa diverses dècades quin dels quagma ha demostrat l’existència, en particular en experiments realitzats al CERN amb el LHC. D’aquesta manera, poden remuntar-se a un període de la història de l’univers observable amb una edat de menys d'una mil·lèsima de segon. Aquesta fase de la matèria encara no ha revelat tots els seus secrets i hauria de permetre’ns retrocedir més en el passat del Cosmos. Per això es compta amb l'estudi de les estrelles de neutrons.

Aquesta simulació mostra la densitat de la matèria ordinària (principalment neutrons)
en groc-vermell. Poc després de la fusió de les dues estrelles, el centre extremadament
dens es torna verd, representant la formació del plasma quark-gluó. © Lukas R. Weih
i Luciano Rezzolla (2019)

Avui (7 de maig 2020), un grup de físics de la Universitat Goethe de Frankfurt i del Frankfurt Institute for Advanced Studies acaba de publicar un article a  Physical Review Letters, que es pot consultar a arXiv, a on anuncien que han obtingut un resultat interessant pel que fa a estructures de quagma i neutrons mitjançant supercomputadors.

De fet, els investigadors van simular no només la fusió d’estrelles de neutrons i el producte de la fusió per explorar les condicions en les que una transició de fase dels hadrons podria conduir a un plasma de quarks-gluons, sinó també com aquest fenomen podria afectar l’emissió d’ones gravitacionals, acompanyant la fusió de les dues estrelles compactes fins al punt de deixar-hi una signatura.

Un dels autors de l'article, el professor Luciano Rezzolla de la Universitat de Goethe, va presentar aquests resultats: "En comparació amb simulacions anteriors, vam descobrir una nova signatura en les ones gravitacionals que és clarament més clar de detectar. Si aquesta signatura es produeix en les ones gravitacionals que rebrem de les futures fusions d’estrelles de neutrons, tindrem una prova clara de la creació de plasma de quarks-gluons a l’Univers actual”.

* Més informació publicada al blog sobre els forats negres i les ones gravitacionals.

Ho he vist aquí.

Catàleg Charles Messier. Objecte M85

Clic per engrandir. Aquesta imatge combina observacions infraroges, visibles i ultravioladesde la Càmera Gran Angular 3 del Hubble. ESA/Hubble i NASA, R. O'Connell; CC per 4.0

Descobert per Pierre Méchain el 1781

M85 és, dins el catàleg de Messier, el membre més septentrional del cúmul de la Verge, i se situa també dins de la constel·lació de la Cabellera de Berenice. Va ser descoberta el 4 de març de 1781 per Pierre Méchain. La seva notificació va motivar a Charles Messier a investigar aquest nebulós objecte i tota aquesta regió de cel. Finalment el 18 de març, va afegir M85 al seu catàleg, com amb d'altres 7 galàxies descobertes pel mateix en aquesta mateixa zona del cel, totes elles membres del cúmul de la Verge, més el cúmul globular M92.

M85 és una lluminosa galàxia lenticular (S0), i que en nombrosos aspectes sembla ser bessona de M84. Sembla estar composta únicament de velles estrelles grogues. A la foto de la esquerra, la superfície el·líptica coberta per M85 té un gran eix aparent de 4 a 5 minuts d'arc, però amb exposicions més llargues les seves dimensions angulars són de prop 7'1 x 5'2 minuts d'arc. Això implica que el disc lluminós d'aquesta galàxia té un diàmetre lineal proper als 125.000 anys llum.

L'autor es pregunta si les molt febles condensacions que apareixen en la nostra imatge, al voltant de la vora de la galàxia, són febles cúmuls globulars o només condensacions en el disc de la galàxia. 

M85 està a l'esquerra en la imatge, al costat dret es pot veure la petita espiral obstruïda NGC 4394, de magnitud 11.2, que sembla una boirosa estrella. La distància angular entre els centres d'aquestes galàxies és de prop de 8 minuts d'arc. Com s'allunyen les dues a una velocitat d'aproximadament 700 km/seg. poden formar un parell físic.

La supernova 1960R va aparèixer a M85 el 20 de desembre de 1960, i va aconseguir una magnitud de 11.7. Els caçadors de supernoves han de tenir cura de no deixar-se enganyar per l'estrella en primer pla SSE del nucli d'aquesta galàxia !.

M85 al web del SEDS (recuperat a Wayback Machine)
Índex del Catàleg Messier del blog

Gira il mondo.....

Avui us portem un petit vídeo força explicatiu a on hi son representats vuit Planetes i dos planetes nans. Hi ha molts més planetes nans candidats, però no estan mapejats, així que no estan inclosos. De tots ells es mostra: la rotació, les inclinacions (obliqüitat a l'òrbita), i les durades dels seus dies siderals, tot a escala inclosa la velocitat de rotació.

Moltes gràcies a l'amic @Paugv87 per la descoberta.

L'autoria és del Dr. James O'Donoghue. El crèdit del vídeo es de NASA/JHUAPL/SwRI imagery. Del mateix autor podeu trobar més vídeos divulgatius fent un clic aquí.

Magnífiques imatges del cometa Swan

Clic per engrandir

Descobert el dia 11 d’abril, el Cometa Swan arriba als voltants de la Terra i el Sol. Sembla preparat per a un destí brillant durant les properes setmanes, si tot va bé i no es fa miques. Complirà amb totes les expectatives? Com observar-lo?

Actualització, 9 de maig de 2020: darreres notícies del Cometa Swan

El Cometa Swan, en la que molt probablement sigui la seva primera visita al Sistema Solar intern, és a només 88 milions de quilòmetres de la Terra. En pocs dies, el proper dimarts 12 de maig, ens passarà el més proper possible... a uns 84 milions de quilòmetres.

Una imatge impressionant del cometa Swan i la seva cua de gas i pols increïblement llarga.
© D. Peach, Chilescopi Team, APOD (Nasa) 

La seva activitat es troba al màxim i culminarà durant el periheli, el proper 27 de maig, quan arribarà al punt de la seva òrbita hiperbòlica més propera al Sol.

Astrònoms i astrofotògrafs amateurs situats a l’hemisferi sud anuncien diverses ràfegues d’activitat observades en els darrers dies. Els sorprèn la impressionant llargada de la seva cua (més que 20 llunes plenes posades una al costat de l'altra). La calor del Sol que es trobarà per primera vegada l’estrella congelada, té efectes clarament visibles, tal com fa el vent solar sobre els plomalls de gas (vegeu la imatge a continuació).

Clic per engrandir. En aquesta magnífica foto del cometa Swan, presa al cel de
Namíbia, es poden veure els efectes pertorbadors del vent solar sobre la cua de
l'estel gelat. © Gerald Rhemann 

C/2020 F8 (Swan) es troba actualment al límit de la visibilitat a simple vista. Passa de la constel·lació de la balena a la de Peixos i es podrà observar abans de l’alba, al cel de l’hemisferi nord (a una alçada suficient per sobre de l’horitzó) després del 21 de maig. Si tot va bé i no es fragmenta en molts trossos com el prometedor cometa Atlas. La seva brillantor hauria d’augmentar fins a la magnitud 3 al voltant del 27 de maig.

Clic per engrandir. Itinerari pel cel del Cometa Swan. © Sky & telescope

 Ho he vist aquí

Càtaleg Charles Messier. Objecte M84

Clic per engrandir. Crèdit imatge: ESA/Hubble & NASA

Descoberta el 1781 per Charles Messier.

La galàxia M84 va ser descoberta i catalogada per Charles Messier el 18 de març de 1781 juntament amb altres 7 objectes nebulosos de la mateixa regió celeste, tots ells membres del Cúmul de la Verge, i el cúmul globular M92. 

Està situada en el nucli central del Cúmul de la Verge, enormement poblat de galàxies. A la imatge esquerra, M84 és la galàxia brillant situada més a l'esquerra. Pel que fa a les altres que apareixen en la fotografia: la galàxia lluminosa que es troba lleugerament per sota, a l'esquerra el centre, és la M86, Mentre que la situada a la zona superior esquerra és l'espiral NCG 4388 (NGC 4388); per sota d'ella (al centre de el triangle amb els 2 objectes Messier), hi ha la brillant NCG 4387 (NGC 4387). Sota la galàxia M86, a prop de la vora inferior, hi ha la pàl·lida NCG 4402 (NGC 43402). A la part superior central, podem apreciar la petita espiral barrada NCG 4413 (NGC 4413), i sota d'ella, a la dreta, es troba la NCG 4425 (NGC 4425). El parell de galàxies que interactuen i que estan situades a la dreta del tot, són la NCG 4438 (NGC 4438) dalt,  i la NGC 4435. Aquest fotogènic grup ha estat pres en més imatges que inclouen també a la galàxia M86. Imatges profundes d'aquest conjunt han revelat que aquestes galàxies són, en realitat, molt més grans del que semblen en imatges convencionals com la d'aquesta pàgina. A més, comptem amb fotografies de tota la part central del Cúmul de la Verge: la galàxia M87 juntament amb la Cadena de Markarian al voltant de les galàxies M84 i M86.

La galàxia M84 es pot veure sola a la imatge corresponent de l'Arxiu Digital d'Imatges Messier (DSSM). A causa de la seva aparença, va ser classificada durant molt de temps com una E1 el·líptica; només està poblada per velles estrelles groguenques, a la base de dades extragalàctiques de NASA/ICAC (NED), encara té aquesta classificació. Avui, però, hi ha evidències que podria tractar-se d'una galàxia lenticular. Com es pot veure en la imatge, la galàxia M84 compta amb un bonic sistema de cúmuls globulars, molt menys poblat que el del seu veí M87, mig grau a sud i dos a l'est, que podria marcar el centre del Cúmul de la Verge.

Clic per engrandir. La imatge del Hubble a l'esquerra mostra el brillant nucli de M84 envoltat
per una banda fosca de gas i pols. El gràfic de la dreta va ser generat pel pas de la llum
pel nucli de la galàxia (emmarcat pel rectangle blau de la imatge de l'esquerra) a través
d'un espectrògraf del Hubble. Les estrelles i els gasos brillants prop del nucli de M84 estan
envoltant el forat negre central de la galàxia a 880.000 milles per hora, de manera que
semblen estar movent-se ràpidament cap a la Terra en la meitat esquerra de l'espectre
(de color blau) i retrocedint en la meitat dreta (de color vermell). Crèdits: Gary Bower,
Richard Green (NOAO), l'Equip de Definició d'Instruments STIS i la NASA

Com a tret peculiar, però no únic, la galàxia M84 conté un mecanisme central que ejecta dos dolls petits, però ben visibles, que poden ser observats en imatges de ràdio com la de l'Observatori Nacional de Radioastronomia (NRAO) publicada fa algun temps. Aquest objecte va ser també focus d'una investigació el 1997 pel Telescopi Espacial Hubble, poc després de la seva segona missió (STS-82); es va descobrir que el nucli de la galàxia M84 posseïa un objecte central massiu de 300 milions de masses solars concentrades en menys de 26 anys llum des del centre de la mateixa.

G.Romano va descobrir una supernova (1957B), de magnitud aparent 13, a Itàlia, el 18 de maig de 1957. Aquesta havia aparegut en una placa fotografia presa un mes abans al Mount Palomar. La supernova 1980I va ser descoberta el 13 de juny de 1980 per Rosker i va aconseguir una magnitud aparent 14,0. La supernova 1991bg va aparèixer a la galàxia M84 el 3 de desembre de 1991 i va adquirir una magnitud aparent 14.

M84 al web del SEDS (Recuperat a Wayback Machine)
Índex del Catàleg Messier del blog

Quin és l'objecte més gran de l'Univers?

En una altra entrada d'aquest blog, us vam mostrar quines eren les estrelles més grans de l'univers conegut o observat. Ara anem un pas més enllà, i us parlarem de quin és l'objecte més gran de l'Univers. 

Clic per engrandir. Dins del nostre univers, els objectes rivalitzen per endur-se el títol
d'objecte més gran. Crèdit imatge: alex_aldo, Adobe Stock

Al nostre univers, la nostra Terra i fins i tot el nostre Sistema Solar tenen un lloc modest. Si les seves dimensions ja ens semblen immenses, hi ha objectes molt més grans. Us convidem a descobrir-los.

El nostre Univers és tan gran que és molt difícil per al nostre cervell humà fer-se'n una idea. Primer tenim el nostre Sistema Solar. Conté objectes que ja són grans, però que encara podem imaginar. Un planeta gegant, Júpiter, el diàmetre del qual és al voltant de 10 vegades el del nostre petit planeta Terra. I una estrella molt més gran, el Sol. Amb un diàmetre de gairebé 110 vegades el del nostre planeta.

Tot i això, el Sol entra a la categoria de nanes grogues. Una estrella de mida modesta, per a l’escala del nostre Univers. Actualment, l'estrella més gran que coneixen els astrònoms es diu UY Scuti. Una estrella situada a 9.500 anys llum de la Terra, a la constel·lació de l'escut de Sobieski. El seu diàmetre arriba als mil milions de quilòmetres. És 1.700 vegades la del nostre Sol!, i si prengués el seu lloc, a més, s’estendria fins a l’òrbita de Saturn!.

Més grans que les estrelles, els forats negres i més encara que els forats negres més supermassius, poden arribar a tenir dimensions sorprenents. Així, la famosa Holm 15A, a uns 700 milions d’anys llum de la nostra Terra, la massa de la que recentment se li ha estimat en 40 mil milions de vegades la del nostre Sol. La mida de l’horitzó d’esdeveniments associat a ella és senzillament inimaginable: gairebé 800 vegades la distància de la Terra al Sol, o 10.000 vegades la del forat negre supermassiu que es troba al centre de la nostra Via Làctia.

Clic per engrandir. La galàxia IC 1101, és la galàxia coneguda més gran nostre univers.
Crèdit: Telescopi espacial Hubble, NASA, ESA. 

Una galàxia i més encara.

Però per determinar quin és l'objecte més gran de l'Univers, encara heu de saber quina definició voleu donar al terme "objecte". Una galàxia certament pot entrar en aquesta categoria. El diàmetre del disc galàctic de la nostra Via Làctia és suficient per fer-te marejar: més de 105.000 anys llum. Però la nostra galàxia, el seu halo galàctic, s’estendria per un radi d’uns 520.000 anys llum, o de 5x10¹⁸ quilòmetres!

La galàxia més gran coneguda fins ara és una galàxia el·líptica coneguda com a IC 1101. Es troba a uns mil milions d’anys llum de la nostra Terra, a la constel·lació de la serp. El seu diàmetre arriba als 6 milions d’anys llum.

I si ens atrevim a anar una mica més enllà, podem atribuir a la Gran Barrera d'Hèrcules - Corona Boreal, el títol de l'objecte més gran del nostre Univers. Més exactament és la major estructura del nostre univers observable. Perquè la Gran Barrera d’Hèrcules - Corona Boreal és una mena de filament galàctic. Un vast grup de galàxies unides entre si per la gravetat. Descoberta el 2015, el seu diàmetre s'estima en 10 mil milions d'anys llum!!

I quina és l'estructura més gran de l'univers

Amb observacions aleatòries de l’univers observable, els astrònoms descobreixen estructures gegantines formades per milers de galàxies. Aquí us mostrarem els més grans filaments galàctics coneguts.

L’estructura més gran coneguda fins ara a l’univers observable mesura més de 10 mil milions d’anys llum per 7,2! i té un gruix de 900 milions d’anys llum. La Gran Barrera d’Hèrcules - Corona Boreal, aquest és el seu nom que fa referència a la seva posició al cel, en aquestes dues constel·lacions, es van observar de manera fortuïta el 2013 com a part d’un programa de Cartografia de fonts de raigs gamma. Es troba a uns 10 mil milions d’anys llum de la Terra.

"Jo pensava que aquesta estructura era massa gran com per poder existir", va dir Jon Hakkila. "Fins i tot com a coautor tinc encara els meus dubtes”. Tanmateix, l'investigador del College of Charleston oblida el seu escepticisme veient la concentració de raigs gamma observats en aquella direcció.

La Gran Barrera d’Hèrcules - Corona Boreal és un filament galàctic, el més gran conegut fins ara. Aquesta superestructura està formada per diversos milers de galàxies, que es divideixen en cúmuls i supercúmuls interconnectats per filaments de gasos calents. Aquest "mur" i totes els altres amb menys extensions teixeixen el gran llenç de l'univers, amb grans buits entre ells. Per descomptat, és possible que s’amagui un filament galàctic encara més gran al cosmos. Tanmateix, aquestes estructures immenses intriguen als cosmòlegs perquè desafien el principi cosmològic.

Clic per engrandir. Un tros de filament galàctic format per quatre cúmuls de galàxies.
© K. Dolag,  Universitäts-Sternwarte München, Ludwig-Maximilians-Universität München

Laniakea, una superestructura de l’univers local

En els darrers anys s’han descobert altres grans filaments galàctics. El "Gran Mur de Sloan", batejada amb el nom de Sloan Digital Sky Survey, descoberta el 2003, que va ser considerada durant una dècada com l'estructura més gran de l'univers. Més de 1.300 milions d’anys llum de llarg, ens queda més a prop, a “només” mil milions d’anys llum.  

Ho he vist aquí i aquí.

Com de ràpid es mou la Terra en l’espai?

Creus que encara estàs assegut a casa o a una cafeteria? Sí, però en relació al Sol, al centre de la Via Làctia, a les galàxies veïnes i també a cúmuls de galàxies a l’univers local, ens movem a tota velocitat.

Tot i que a simple vista, no ho notem realment, el nostre petit planeta blau i, per tant, nosaltres amb ell, ens movem molt ràpidament per l’espai. En l'interval d'un segon, ja heu recorregut desenes de quilòmetres al Sistema Solar. Però això no és tot: ens movem per la galàxia i aquesta s’està endinsant a l’univers local.

Com de ràpid gira la Terra?

Primer, veiem el nostre desplaçament a la superfície de la Terra respecte al seu centre. A la França continental, per exemple, a causa de la tectònica de plaques, viatgen a una mitjana d’un centímetre per any a l’est. Àfrica, per la seva banda, puja 2 centímetres anuals cap al nord. Però el rècord el té la placa del Pacífic, que avança uns 10 centímetres anuals cap al nord-oest.

Un altre moviment a tenir en compte: la rotació de la Terra sobre si mateixa. A la latitud de França, se situa al voltant dels 1.100 quilòmetres per hora. Als pols, baixa a només 3 quilòmetres per hora mentre que a l'equador (recorre 40.000 quilòmetres en 24 hores), arriba als 1.600 quilòmetres per hora. Tingueu en compte que el nostre planeta gira més lentament sobre ell mateix que no fa alguns centenars de milions d’anys.

Quina és la velocitat de la Terra al voltant del Sol?

Al voltant del Sol, va molt més ràpida. Com tothom sap, el període de revolució del nostre planeta natal és de 365 dies i 6 hores. Un any per tant, per completar la seva òrbita el·líptica al voltant del Sol (un circuit gairebé circular), d’uns 940 milions de km de longitud. Dit d’una altra manera, la Terra i tots nosaltres amb ella, anem llançats a 107.000 quilòmetres per hora de mitjana (29,78 quilòmetres per segon). Per tant viatgem no menys de 2,6 milions de quilòmetres al dia!.

Clic per engrandir. Imatge artística de la nostra galàxia, la Via Làctia. El Sol i els seus
planetes (indicat com; el sistema solar/esteu aquí, en groc al mapa) estan situats a mig
camí entre la vora de la galàxia i el bulb central. ©  New Scientist

A quina velocitat ens desplacem per la Via Làctia?

Però no s’ha acabat. La Terra, com tots els altres cossos del Sistema Solar, gira al voltant de la seva estrella, el Sol, que es mou al voltant del bulb galàctic, al costat de centenars de milions de milions d'altres estrelles. Per tant, triguem uns 230 milions d’anys a fer voltes a la nostra galàxia (el Sol es troba a uns 26.000 anys llum del centre de la nostra galàxia amb un diàmetre de 100.000 anys llum). Des que va néixer, fa 4.600 milions d’anys, el Sol ja ha fet 20 revolucions. Segons les fonts, la seva velocitat mitjana a la Via Làctia varia entre 720.000 quilòmetres per hora (200 km/s) i 900.000 quilòmetres per hora (250 km/s).

A quina velocitat ens desplacem dins l’univers local?

Finalment, la nostra galàxia i totes les altres es mouen al cosmos. La Via Làctia i al seva veïna, la Galàxia Andròmeda, situada a uns 2,5 milions d’anys llum de distància, són atretes mútuament. Ens dirigim cap a ella, o ella cap a nosaltres a uns 400.000 quilòmetres per hora (112 km/s). A aquest ritme, s'espera que les dues galàxies xoquin d'aquí a entre 3 i 4 mil milions d'anys, una fusió que donaria lloc a la galàxia "Androlactia".

Res és estacionari. El nostre cúmul local de galàxies també es mou en relació a d'altres. Recorrem així cada hora uns 2,1 milions de quilòmetres en direcció al cúmul de galàxies de Verge. I l’immens grup de galàxies s’està desplaçant pel gran continent galàctic al qual pertanyem: Laniakea.

Tingueu en compte que els valors indicats varien una mica segons les fonts i poden continuar canviant en un futur amb el progrés de les observacions.

Ho he vist aquí.

Catàleg Charles Messier. Objecte M83

Clic per engrandir. Si la nostra Via Làctia s'assemblés a aquesta, segur que estaríem
orgullosos de la nostra llar! La bella galàxia espiral Messier M83 està ubicada a la
constel·lació meridional de la Hidra (la Serp d'Aigua) i també és coneguda com NGC 5236 i
com la galàxia Molinet del Sud. La seva distància és d'uns 15 milions d'anys llum. Sent
aproximadament dues vegades més petita que la Via Làctia, la seva grandària en el ce
és de 11x10 arcmin. La imatge mostra braços espirals grumollosos i ben definits, rics en
estrelles joves, mentre que el disc revela un complex sistema de intricats carrils de pols.
Aquesta galàxia és coneguda per ser un lloc de vigorosa formació estel·lar. Crèdit imatge: ESO.

Descoberta en 1751-52 per l'abat Nicholas Louis de la Caille.

M83 va ser classificada com un pas intermedi entre les espirals normals i les barrades per G. de Vaucouleurs, en la seva classificació com SAB(s)c. En aquesta magnífica imatge nostra (abaix), apareixen ben definits els seus braços espirals que li donen una aparença molt dinàmica, embellits pels seus grups vermells i blaus "difuminant" els braços. Les agrupacions vermelles són aparentment nebuloses gasoses difuses en les quals s'estan formant estrelles, i que són excitades per aquestes joves estrelles calentes. Les regions blaves representen poblacions de joves estrelles formades recentment (fa alguns milions o dotzenes de milions d'anys). Entre els pronunciats braços espirals hi ha regions amb molt poques estrelles. Línies de pols fosca segueixen l'estructura espiral fins al disc,i poden seguir-se bé dins de la regió central fins al nucli, que té només 20" de diàmetre. Aquest nucli mostra unes fortes línies d'emissió. Està compost d'una població més antiga d'estrelles groguenques dominant la regió central, i s'estén al llarg de l'estructura barrada. 

La imatge inferior va ser obtinguda per David Malin amb el Telescopi Anglo-Australià de 3'9 metres de l'Observatori Astronòmic Australià. Els que estiguin interessats podeu obtenir informació més detallada d'aquesta imatge. També hi ha disponibles més imatges de M83 amb el mateix telescopi.

 

 

David Malin, en les seves antigues publicacions, sempre donava una distància d'uns 25 milions d'anys-llum, com en el seu llibre "A View of the Universe" (Una visió de l'Univers). En el capítol 4, mentre que en el seu "Galaxies" (Galàxies), capítol 8, s'afegeix al grup dels que reivindiquen una distància d'uns 10 milions d'anys-llum, i dóna un argument, és a dir que les estrelles més brillants poden ser vistes individualment més enllà d'aquesta distància. M83 s'allunya a 337 km/seg, el que implica una distància una mica més llarga de donada per la llei de Hubble. (H0 = 75 sobre 15 milions d'anys-llum, sense correcció per les pertorbacions del cúmul galàctic de la Verge, el corrent central de Verge, però en perfecta consonància amb el valor de 15'3 milions d'anys-llum donat per R. Brent Tully en el seu "Nearby Galaxies Catalog". Kepple/Sanner van donar un altre valor a la desviació amb una distància de 22 milions d'anys-llum.

Aquesta galàxia és de vegades anomenada "Molinet Austral". Forma un petit grup físic, el grup de M83, amb la peculiar ràdio galàxia Centaurus A (NGC 5128) i la inusual galàxia NGC 5253 al Centaure. R. Brent Tully també inclou els següents més petits i difusos presumibles (o possibles) membres d'aquest grup: NGC 4945, NGC 5102, NGC 5164, NGC 5408, ESO 381-20 (MCG-6-28-017; 1243-1233 ), ESO 324-24 (MCG-6-30-003; 1324-1341), ESO 444-84 (MCG-5-32-000; 1334-1327), ESO 325-11 (1342-1341), i ESO 383-87 (MCG-6-30-025; 1346-35).

Cinc o sis supernoves s'han registrat fins ara a M83, més que en cap altra galàxia Messier:

• 1923A observada per CO Lampland a l'Observatori Lowell, de magnitud 14.
• 1945B apareguda el 13 de juliol de 1945 i que va aconseguir magnitud 14'2. Aquesta supernova només va poder ser detectada el 1990 per W. Liller en unes plaques fotogràfiques preses a la Harvard Station a Bloemfontein (Sud-àfrica), i va poder ser seguida entre el 13 de juliol i el 7 d'agost (veure IAU Circular 5091).
• 1950B va ser observada per G. Haro i aconseguir una magnitud de 14.5 en el seu punt màxim.
• 1957D descoberta per HS Gates el 13 de desembre de 1957 i que va aconseguir només magnitud 15.0, va ocórrer a uns 3' NNE del nucli.
• La supernova 1968L va ser descoberta visualment per l'astrònom aficionat Jack C. Bennett, de Pretòria, Sudàfrica, quan estava fent un escombrat a la recerca d'estels; aquesta va ser de tipus I, localitzada a 5' per davant del nucli i va aconseguir una magnitud de 11-12.
• 1983N va aparèixer el 3 de juliol de 1983 i va aconseguir una brillantor de magnitud 12.5. 

Durant anys, M83 ha estat la galàxia en què s'han descobert més supernoves, però NGC 6946 ha superat la seva marca i n'ostenta avui el rècord amb un nombre total de 8, (N. del T. en el moment de escriure aquest article; 2009), però manté l'actual rècord amb un número total de 9. A més, M61 també s'ha posat al dia i ha igualat la marca de sis supernoves a finals del 2008. 

M83 va ser descoberta per l'abat Nicholas Louis de la Caille al Cap de Bona Esperança el 23 de febrer del 1752; era el seu objecte Lacaille I.6. Així es va convertir en la primera galàxia descoberta més enllà del Grup Local, i la tercera de totes les galàxies, després de M31 i M32. Va ser després catalogada per Charles Messier el 17 de febrer de 1781; des de casa seva a la part nord de Paris (a 49 graus de latitud Nord), és tan difícil d'observar que va afirmar que "Un pot veure-ho només si té una gran capacitat de concentració". L'autor d'aquest article pot corroborar que és un dels objectes Messier més difícils des del sud d'Alemanya. A causa d'això, l'antic catàleg d'objectes de l'hemisferi Nord tendia a subestimar considerablement la seva brillantor; p.e. Becvar li atribuïa una lluentor de només 10'1 magnituds. 
 

Aquesta imatge del Hubble proporciona una vista de prop de la miríada d'estrelles properes
al nucli de M83, la brillant regió blanquinosa a l'extrem dret. El color vermell de la imatge
representa la llum infraroja i l'hidrogen brillant produït per les estrelles acabades de néixer.
El blau representa l'oxigen i la llum ultraviolada d'estrelles lleugerament més velles. Crèdit:
NASA, ESA i l'Equip del Llegat del Hubble. Crèdit: (STScI / AURA).

A principis de segle XIX, l'observador australià James Dunlop la tenia classificada amb el número 628 en el seu catàleg. La seva estructura espiral va ser descrita i dibuixada per William Lassell que la va descriure com una "espiral de tres braços". 

M83 és un de les obres mestres de l'espai profund austral, però molt difícil per als observadors de latituds al nord, com ja s'ha dit. És inclús difícil de trobar: primer cal localitzar una de les estrelles Gamma o Pi Hydrae. Es pot localitzar també per "star hopping" (saltant d'estrella en estrella) des Gamma Hydrae (magnitud 3, tipus espectral G5 III) que està a 6'5 graus N i 3 graus 15' (19 minuts en RA) Oest, o des de Pi Hydrae (magnitud 3'27, tipus espectral K2 III) des de la que M83 està a uns 3 graus 15' Sud i 6 graus 20' Oest. Seguint una cadena d'estrelles de magnituds 5 a 7, arribem a un estel groguenc de magnitud 5'83 de tipus espectral F6 i un estel blanc de magnitud 7'0 (tipus espectral A5 V) que està a uns 30' NE de M83. Un Star hopping des de Gamma també us portarà a prop de NGC 5601 (H1.138), una galàxia el·líptica de magnitud 10'2.

Els habitants australs poden trobar M83 més fàcilment des de la constel·lació del Centaure, ja que està just al nord de la frontera entre Hidra i aquesta constel·lació. Des Iota i Theta Centauri, al cap de la figura del Centaure, cal localitzar les estrelles i, h i k ( esmentades per Messier), així com g Centauri, totes elles entre les magnituds 4 i 5; també se les coneix com 1 i Cen, 2 g Cen, 3 k Cen, i 4 h Cen. g i i apunten cap a M83 (i més enllà a Gamma Hydrae); la galàxia apareix més enllà de i, al doble de distància que la que té fins g. 

M83 al web del SEDS
Índex del Catàleg Messier del blog

Starlink, el tren de llums del cel

Starlink és una mega-constel·lació de satèl·lits de l'empresa SpaceX. Està pensada per proporcionar accés a Internet barat a qualsevol regió de la Terra i als racons més remots del planeta. En última instància, podria tenir fins a 42.000 satèl·lits, tots situats en òrbita baixa a altituds d'entre 330 quilòmetres i 1.320 quilòmetres.

Connectant a tota la població mundial a Internet

Tots aquests satèl·lits s'estan posant en òrbita amb els llançadors de SpaceX, utilitzant Falcon 9 d'ocasió. El dia 1 de març 242 satèl·lits ja s'han posat en òrbita, dos prototips Tintin A i B (febrer de 2018). La seva entrada parcial en servei està prevista per a la segona meitat del 2020 als Estats Units i el Canadà. Starlink calcula que podrà començar a proporcionar un servei limitat de 400 satèl·lits, o 610 Mb/s. Amb 800 satèl·lits, la connexió hauria d’augmentar fins a 1 Gb/s.

Els primers 60 satèl·lits de la constel·lació de Starlink. Es veuen aquí en el seu dispensador,
instants abans de ser alliberats a l’espai. © SpaceX 

La polèmica

A causa d’aquest nombre tan gran de satèl·lits, aquesta mega-constel·lació provoca moltes controvèrsies a causa dels riscos provats que pot suposar per a l’activitat dels satèl·lits en òrbita baixa (avaries, col·lisions, pèrdua de control). A això s’afegeix el fet que, malgrat el reduït nombre de satèl·lits en òrbita (240), aquests últims ja molesten les observacions d’astrònoms i personatges científics i polítics que es veuen obligats a accelerar per avisar les autoritats sobre la contaminació lumínica generada pels satèl·lits Starlink.

Exemple de la contaminació en les observacions astronòmiques de la desfilada del tren Starlink en aquestes dues imatges:

Una agrupació de 115 imatges entre les 20:26:40 i les 20:38:45 UT, davant les estrelles del Lleó. L'altra és agrupació de 68 imatges entre les 20:39:10 i les 20:45:30 UT, de l'estrelles del Cranc. Fotografies d'una càmera Cànon EOS 80D + EF 2.0 / 35 mm, 5 segons d'exposició, 1000 ISO. Des del centre de la ciutat de Leiden.

Per la seva banda, SpaceX diu que evidentment es prenen molt seriosament aquests dos temes i el mateix Elon Musk es compromet a trobar solucions per reduir l’impacte de la seva constel·lació  sobre les observacions astronòmiques de la Terra i evitar la saturació de la òrbita baixa.

Si es realitzen 12.000 satèl·lits Starlink, aquests superaran el nombre d’estrelles visibles a simple vista. Dit això, tot i que el projecte preveu un total de 42.000 satèl·lits, heu de saber que un miler dels seus satèl·lits són necessaris per proporcionar un servei de qualitat: incloure una velocitat i una latència adaptades a les necessitats per poder cobrir el conjunt del planeta i zones comercialment atractives. Dit d’una altra manera, SpaceX adaptarà el nombre de satèl·lits en òrbita d’acord amb el seu èxit comercial i tan aviat com canviïn les limitacions d’accés a l’ample de banda

No s’ha d’oblidar que SpaceX no és l’únic projecte de mega-constel·lació de satèl·lits d’Internet. Podem citar com a exemple la constel·lació de Kuiper d'Amazon que hauria de tenir 3.500 satèl·lits i els de OneWeb (648 satèl·lits) i el Startrocket rus (200 satèl·lits).

SpaceX: 60 satèl·lits més incloent-ne un de fosc per a Starlink

Seixanta satèl·lits més van ser posats en òrbita amb èxit per SpaceX el 6 de gener per completar la seva futura xarxa d'Internet. Ara té 180 unitats (N. del T. a data del 7/1/2020) i s’hauria de posar en servei aquest any (només als Estats Units i Canadà), però després d’almenys dos llançaments més.

Imatges de la fase del desplegament reeixit de 60 satèl·lits Starlink. Crèdit: SpaceX, Twitter. 

Més tard, Starlink hauria de permetre als usuaris d’Internet situats en llocs aïllats -o a bord d’avions o vaixells- accedir a una xarxa d’internet de qualitat. Per a això, caldria posar en òrbita diverses dotzenes de sèries més. Gwyne Shotwell, president de SpaceX, va anunciar el mes passat que la companyia ho farà així, amb entre 35 i 38 llançaments enguany.

Cal destacar que un dels mini-satèl·lits llançats a principis del 2020 està cobert amb un revestiment fosc destinat a limitar els reflexos dels quals els astrònoms de tot el món es queixen des de fa diversos mesos. "Encara és massa aviat per saber si aquest recobriment és efectiu. En qualsevol cas, només és un primer pas i no serà suficient per resoldre els problemes dels astrònoms amb Starlink", remarca Jeff Hall, director de l'observatori Lowell de Flagstaff (Estats Units).

SpaceX és ara l’operador amb la flota de satèl·lits comercials més gran del món. © SpaceX  

Al vídeo següent podreu observar el tren de satèl·lits de la constel·lació Starlink, que son ben visibles durant els trànsits nocturns per sobre dels nostres caps. Crèdit: ViralVideoLab

Vols veure a les nits el tren dels satèl·lits Starlink de SpaceX?

Una processó d'una seixantena d'objectes lluminosos clarament identificats desfila pel cel nocturn des del 24 de maig del 2019, despertant la delícia d’uns i la frustració d’altres. Es tracta dels satèl·lits de la constel·lació Starlink de SpaceX, que acabarà comptant-ne amb 12.000 per tal d’assegurar la cobertura global d’Internet, molts més que el nombre d’estrelles visibles a simple vista al cel (aproximadament unes 9.000). Només un dia després del llançament, l’arqueòleg i astrònom Marco Langbroek va veure la processó per satèl·lit al seu pas pel nord d’Europa. (veure imatges més amunt).

Els satèl·lits Starlink són visibles a simple vista diverses vegades a la nit, ja que orbiten la Terra en uns 90 minuts, més o menys com l'estació espacial internacional (ISS-EEI). Diversos llocs de seguiment de satèl·lits (en anglès) ja estan en alerta i anuncien els propers trànsits del tren de satèl·lits Starlink al cel de la vostra ciutat, com CalSky.com, N2YO.com i me.cmdr2.org/starlink, o des de Starlink Apareixen com a estrelles de lluminositat relativament baixa (entre +6,5 i +4 de magnitud aparent) però suficients per provocar por, en un proper futur de molèsties per a les observacions astronòmiques, els satèl·lits es mouen actualment en una òrbita baixa al voltant de 440 km sobre el nivell del mar. La processó molt atapeïda hauria d’esclatar una mica en els propers dies, ja que s’uniran de forma independent a una òrbita operativa a una altitud de 550 km.

En resum; la polèmica està servida.

Per què no ens adonem que la Terra està girant?

No ho notem, però tot i així, la Terra gira sobre si mateixa. Així, en un punt situat a l'equador gira a uns 1.670 km per hora!.

No sentim que la Terra gira, però això no impedeix que els objectes situats a la seva superfície traeixin el seu moviment. De fet, la rotació de la Terra és responsable d’una força de Coriolis que desvia moviments inercials a la dreta a l’hemisferi nord i a l’esquerra a l’hemisferi sud, (recordeu el famós experiment del gir de l'aigua als desaigües?). Va ser llavors i gràcies a un pèndol suspès de la volta del Panteó Paris, que Jean Bernard Léon Foucault va demostrar la rotació de la Terra el 1851.

 

La rotació de la Terra, un moviment uniforme
 

La velocitat de rotació de la Terra és certament relativament alta. L’important però, és que aquesta velocitat sigui constant. El moviment de rotació de la Terra és uniforme, cosa que no dóna lloc a cap sensació particular. Feu un experiments: Seieu en un tren o en un cotxe, quan viatja a velocitat de creuer, no sentiu res, encara que sigui el TGV. Només es pot sentir físicament l’acceleració i la frenada. De fet, en aquests moments, les forces ens atreuen cap al nostre seient o ens rebutgen. 

Aquest vídeo és una interpolació d'imatges rebudes de la NASA DSCOVR: EPIC. El satèl·lit està situat al punt L1 de Lagrange, a 1 milió de milles de la Terra en l'eix cap al Sol, i per tant té una vista permanent del costat diürn de la Terra. Les imatges s'envien cada 1 o 2 hores. L'algoritme de Blueturn proporciona una interpolació de 60Hz en temps real.

Els efectes de la força centrífuga

Per seguir el moviment circular de la Terra, cal aplicar una força al cos. En cas contrari, el principi d’inèrcia ens faria moure en línia recta. La força en qüestió és la de la gravetat, que es desglossa en dos termes:

- La força gravitatòria (responsable d’una acceleració de 9,8 m/s²) que resulta de la massa de la Terra i que ens atrau cap al seu centre.

- La força centrífuga (responsable d’una acceleració d’aproximadament 0,02 m/s²) que resulta de la rotació de la Terra i que tendeix a expulsar-nos d’aquesta.

Per sentir la rotació de la Terra, l’efecte centrífug hauria de ser més fort que la gravetat.

Ho he vist aquí