Clic per engrandir. Crèdit: Imatge en raigs X: NASA/CXO/University College London/ W. Dunn et al; Imatge òptica: W.M. Keck Observatory
Els astrònoms han detectat per primera vegada raigs X procedents d'Urà, utilitzant l'observatori de raigs X Chandra de la NASA, com es mostra en aquesta imatge de març de 2021. Aquest resultat pot ajudar als científics a conèixer millor aquest enigmàtic planeta gegant de gel del nostre sistema solar.
Urà és el setè planeta des del Sol i té dos conjunts d'anells al voltant del seu equador. El planeta, que té un diàmetre quatre vegades superior al de la Terra, gira sobre el seu costat, el que el fa diferent de tots els altres planetes del sistema solar. Atès que la Voyager 2 va ser l'única nau espacial que ha passat per Urà, els astrònoms depenen actualment de telescopis molt més propers a la Terra, com el Chandra i el telescopi espacial Hubble, per conèixer aquest planeta distant i fred que està compost gairebé del tot d'hidrogen i heli.
En el nou estudi, els investigadors van utilitzar les observacions de Chandra preses d'Urà el 2002 i de nou el 2017. Van veure una clara detecció de raigs X a la primera observació, un cop analitzada, i un possible emissió de raigs X en les obtingudes quinze anys després.
Aquesta imatge ha estat considerada per la NASA el 4 de juny del 2021, com la seva imatge del dia.
Clic per engrandir. Existeix el xacalop?. Crèdit: Thomas Grunfeld, Google Arts & Culture
En aquest nou capítol del gabinet de curiositats, coneixerem una criatura mítica: el xacalop. Deixeu-vos endur per la seva història.
Criptozoologia: (del grec "Κρυπτός", ocult, "ζῷον", animal i "λόγος", estudi). Estudi d'animals l'existència dels quals no s'ha demostrat científicament, només es testimonia mitjançant testimonis o la interpretació de pistes discretes.
Aquí portem un cas molt curiós de criptozoologia. Entre la infinitat de disciplines pseudocientífiques que de vegades afecten la raó i el sentit comú, sembla que és la que més s’assumeix pel que és: Una pseudociència. Per descomptat, sempre hi haurà persones que intentin demostrar l’existència del ieti o del monstre del llac Ness, però per a molts, la criptozoologia és una oportunitat per lliurar-se a un exercici de biologia especulativa, per combinar coneixement i imaginació per donar a llum tot tipus de monstres i quimeres per diversió.
Els orígens del xacalop
Entre aquests críptids hi ha el xacalop: una "fearsome critter" (terrible criatura) que ha perseguit el folklore nord-americà durant dècades. Si no n’heu sentit a parlar mai, és probable que ja n'hàgiu vist una representació. El seu nom és un mot combinat que combina els termes anglesos jackrabbit (llebre) i antelope (antílop), però no el confongueu amb la Lepus alleni o llebre d’antílops, una autèntica espècie de leporidae amb grans orelles que habiten les zones desèrtiques d’Arizona i Mèxic. No, el xacalop és una bèstia totalment diferent. Als taxidermistes els agrada donar-li forma de llebre amb cornamuses de cérvol.
Clic per engrandir. Exemple de xacalop dissecat. Crèdit: Nedra, Flickr
Les representacions de llebres cornudes apareixen a l’edat mitjana, entre d’altres el naixement del wolpertinger a Baviera. Recordeu que el seu origen pot ser degut menys a la confabulació que a veritables observacions dels segles XVI al XVIII, el terme Lepus Cornutus (Llebre banyuda) fa la seva entrada als tractats científics, però nosaltres hi tornem un moment. Per la seva banda, el xacalop esperarà molts segles abans de veure la llum del dia, el 1934 (o 1932, segons fonts) a la ciutat de Douglas, Wyoming.
Clic per engrandir. "La llebre". Modificació a l'aquarel·la d'Albrecht Dürer, que representa una de les aparences que pot prendre el wolpertinger. Crèdit: Thomas Grunfeld
Els joves germans Herrick, Ralph i Douglas, d’uns deu anys, tornen triomfants de la caça. Portant amb ells una magnífica llebre que van deixar al taller familiar abans de dur-la a la cuina per sopar amb els seus pares. Al seu retorn, les restes han caigut del banc i ara es troben al costat d'un parell de corns de cérvol. La mirada de Douglas s’il·lumina i el noi exclama: "Muntem-lo així!". El seu treball de taxidèrmia és tan reeixit que Roy Ball compra el trofeu de la paròdia per només 10 dòlars i el mostra al vestíbul del seu hotel LaBonte. És un èxit rotund. Douglas es converteix en el "lloc de naixement del xacalop", els germans Herrick fan fortuna venent les seves quimeres als turistes,i la resta, com es diu, ja és història.
No és tanta fantasia...
Què pensar d’aquest divertit animal que ha poblat la imaginació durant segles? Si el kraken té el seu calamar gegant i el monstre del llac Ness la seva anguila, podria ser que el xacalop tingui la seva pròpia explicació científica? Mitjançant una divertida combinació de circumstàncies, la resposta ens la donen el 1933, al mateix temps que els germans Herrick creen el nostre criptidi. Aleshores, diversos caçadors d'Iowa van informar d'observar durant les seves expedicions conills amb cornamenta o, almenys, amb estranys creixements marrons al cap.
L’investigador Richard Edwin Shope (a qui li devem el descobriment de l’origen viral de la grip) ho va investigar i fa un descobriment sorprenent. En analitzar les protuberàncies que surten de la boca i el coll d’aquests exemplars fascinants, conclou que estan afectats per carcinomes queratinitzants a causa d’un virus del papil·loma que ara porta el seu nom (SPV per al virus del papil·loma de Shope). Aquest estudi és una de les primeres descripcions de tumors causats per un virus en un mamífer, però també inesperadament, la clau d’un misteri a punt de néixer.
Clic per engrandir. Exemple de conill americà amb virus del papil·loma de Shope. Crèdit: Heather A. York
Avui en dia, molt poques persones creuen encara en l’existència del xacalop. La petita ciutat de Douglas continua venent llicències i trofeus de caça a turistes que volen fer veure que han perseguit els llegendaris Leporidae. Però si voleu veure-ho almenys una vegada amb els vostres propis ulls, us convido a buscar-lo entre els ammonits i els pots de formalina que seuen als prestatges de més d’un gabinet de curiositats.
I onze! Tornem d'aquí pocs dies amb un nou capítol del Gabinet de curiositats. Crèdit: nosorogua, Adobe Stock, Futura
La NASA us proposa un complet exercici d'agudesa visual amb la imatge que acompanya al post, us recordem que la podeu ampliar fent un clic al damunt de la imatge.
Pista: busqueu la sèrie de punts per trobar les empremtes dels asteroides entre les estrelles! Cada punt d'una empremta mostra un asteroide, capturat en diferents moments de la seva marxa pel cel. En aquesta vista hi ha més d'un centenar d'asteroides de més de 30 anys llum, així com més de 2.500 estrelles i núvols de gas i pols.
Clic per engrandir. Crèdit de la imatge: NASA/JPL-Caltech/UCLA
Les dades d'aquesta imatge van ser capturades el 2010 per un telescopi espacial conegut originalment com WISE, sigles en anglès de Wide-field Infrared Survey Explorer (Explorador de Gran Angular d'Investigació en l'Infraroig). La missió de WISE consistia a explorar tot el cel en longituds d'ona infraroges, detectant asteroides, estrelles febles i algunes de les galàxies més febles visibles en l'espai profund. WISE va completar la seva missió principal quan va esgotar el seu refrigerant criogènic i va entrar en hibernació el febrer de 2011.
Al desembre del 2013, reactiven WISE i el rebategen com NEOWISE i li van donar una nova missió: identificar asteroides i cometes en el nostre sistema solar, amb especial atenció als que passen a prop de l'òrbita de la Terra. NEOWISE ha proporcionat una estimació de més de 1.850 objectes propers a la Terra, ajudant-nos a comprendre millor als nostres veïns més propers del sistema solar.
Avui han anunciat que NEOWISE ha rebut una pròrroga de dos anys per continuar la seva recerca d'asteroides i cometes fins al juny de 2023.
Clic per engrandir. Crèdit imatge: ESA/Hubble & NASA, R. Chandar
Una col·lisió còsmica cataclísmica és la protagonista d'aquesta imatge feta amb el telescopi espacial Hubble espacial de la NASA/ESA. La imatge mostra la parella de galàxies en interacció IC 1623, que es troba a uns 275 milions d’anys llum de distància a la constel·lació de la Balena. Les dues galàxies es troben a la fase final de la seva fusió i els astrònoms esperen que un potent flux de gas provoqui un esclat frenètic de formació estel·lar a la compacta galàxia resultant.
Aquest parell de galàxies que interactuen és una vista familiar; el Hubble va capturar IC 1623 al 2008 utilitzant dos filtres en longituds d'ona òptiques i infraroges amb la Càmera Avançada de Sondejos. Aquesta imatge incorpora dades de la Càmera Gran Angular 3, i combina observacions preses en vuit filtres que abasten des de l'infraroig fins a l'ultraviolat per revelar els detalls més fins de IC 1623. Les futures observacions del parell de galàxies amb el telescopi espacial James Webb de la NASA/ESA/CSA posaran més llum sobre els processos que impulsen la formació estel·lar extrema en entorns com IC 1623.
Aquesta imatge va ser considerada per la NASA el 25 de juny del 2021 com la seva imatge del dia.
El que es pot conèixer directament està acabat. La idea de l'infinit sorgeix tanmateix tan aviat com pensem. Però es pot trobar l’infinit a la natura i a la física que vol representar-la? Està present a l’Univers?.
Els partidaris d’un món finit es van trobar amb una dificultat fonamental: semblava essencial assignar un centre i una frontera a un món finit. No obstant això, la noció de "vora" de l'univers es va tornar ràpidament problemàtica.
"El cel infinit, amb els seus reptes, el seu rotllo, les seves innombrables paraules, només és una frase una mica més llarga, una mica més sense alè que les altres» René Char, Possessions extérieures.
Clic per engrandir. El nostre món és finit o infinit? Imatge superior; diagrama de la història de l'univers. Crèdit: Luis Fernández García, Wikimedia Commons, DP
El concepte de centre no representa gran part de la dificultat conceptual: només cal posar la Terra, com en els sistemes geocèntric de l'antiguitat (aparicions en aquesta direcció), o el Sol , tal com proposa al segle III a. C. Aristarc de Samos en el seu sistema heliocèntric. La noció de "vora" de l'univers és, d'altra banda, més problemàtica.
La paradoxa d’Arquites de Tàrent
Arquites de Tàrent, un pitagòric del segle V, proporciona la primera paradoxa per demostrar l'absurditat de la idea d'una vora material del món. El seu argument ha tingut un èxit considerable en tots els debats sobre l'espai: si estic al final del cel de les estrelles fixes, puc estendre la mà o un pal? És absurd pensar que no puc i, si puc, el que hi ha més enllà és un cos o un espai. Per tant, podem anar més enllà d’això, etc.
I si sempre hi ha un nou espai a on podem estirar el pal, això implica clarament una extensió sense límits. Per tant, ens fa pensar que allò que està més enllà del món, la substància o l’espai, sempre forma part del món. Tant és així que lògicament no es pot limitar el món sense que hi hagi una paradoxa.
Clic per engrandir. Cels concèntrics a l’edat mitjana. Fins a principis de segle, semblava que un món finit havia de tenir avantatge. Però, llavors, què hi havia més enllà d’aquesta vora? Les matemàtiques i la física actuals han eliminat aquesta paradoxa: és possible preveure, sense cap contradicció, un espai finit però sense fronteres, així com un espai infinit. Imatge gravat en color de Blandine Lemoine. Crèdit: Explorer, 1993, original al Deutsches Museum, Munic, col·l. Carmen.
Univers finit vs univers infinit
Els atomistes, com Lucretia, que dóna la imatge d’una llança llançada des de la vora de l’univers i, posteriorment, tots els partidaris d’un univers infinit com Nicolau de Cusa i Giordano Bruno, reprendran el raonament. És clar que, si es concep l’Univers com un espai tancat en un embolcall (per exemple, la superfície de l’esfera de les estrelles fixes tal com imaginaven Plató i Aristòtil), la paradoxa és insoluble. Però, al llarg dels segles, els defensors de l’univers finit intentaran trobar explicacions satisfactòries.
Un d’ells, resultant de la doctrina aristotèlica revisada per l’edat mitjana cristiana, ofereix un avantatge gradual: el món físic, el domini dels elements corruptibles, es transforma gradualment en un món espiritual, de naturalesa insubornable. Aquesta solució resol la paradoxa de dues maneres: o la llança, formada per elements terrestres, torna al seu lloc natural que és la Terra, o bé travessa la frontera, però es transmuta en un element eteri. Una altra explicació menys enrevessada, defensada pels estoics, és la vora mòbil: el món material és finit, però està envoltat d’un buit infinit. Llançar la llança més enllà de la vora simplement augmenta el cosmos, fent retrocedir la vora.
Fins al desenvolupament de geometries no euclidianes al segle XIX per resoldre satisfactòriament la controvèrsia. Aquestes noves geometries permeten dissenyar espais amb propietats diferents de les que aprenem a l’escola: la suma dels angles d’un triangle no sempre és igual a 180°; per un punt fora d’una línia, no sempre passa un paral·lel i només un etc... Sobretot, aquests espais poden ser d’extensió finita sense tenir una vora, igual que, en dues dimensions, la superfície d’una esfera. A més, la investigació moderna sobre la topologia global dels espais (siguin euclidians o no) també condueix a solucions de volum finit però sense fronteres.
Un univers finit sense fronteres?
Si inicialment aquests espais semblaven posseir propietats "monstruoses", els matemàtics els van reconèixer ràpidament com a perfectament fundats. I els físics al seu torn van considerar que oferien millors representacions de l’espai real. Aplicades a la cosmologia, totes aquestes noves geometries permeten considerar sense cap contradicció un univers finit sense fronteres.
Tot i això, aquestes nocions són poc intuïtives. Encara avui, en la ment de moltes persones, és més aviat la concepció estoica la que preval.
Qualsevol que, sobre els models del Big Bang que ofereix la cosmologia moderna, es pregunti en què s’expandeix l’univers, té aquesta imatge mental d’un cosmos de bombolles amb vores en moviment, que s’infla en un espai buit i infinit. Tanmateix, cal abandonar aquesta imatge. Els models cosmològics relativistes identifiquen l'univers amb l'espai, precisament, amb una entitat física i geomètrica més general, l'espai-temps-matèria. Així doncs, l’univers, ja sigui finit o infinit, no pot inflar-se en res, ja que no hi ha espai fora d’ell mateix!
De la mateixa manera que el concepte de centre còsmic és eliminat pel "principi cosmològic" (en virtut del qual l'univers, homogeni, és igual a tot arreu), la noció de la vora de l'univers s'elimina pel "principi de contingut": L'univers físic conté tot allò que és físic i res més. Aquesta afirmació sembla trivial, però és més profunda del que sembla. Diu en particular que l'univers no és un objecte físic com els altres. Tots els objectes tenen una vora, encara que no estigui clar, com en el cas del Sol o d’una galàxia. No obstant això, l'univers no té cap avantatge. L’espai i el temps no són receptacles buits on es pot col·locar el món material, com un objecte. Són una part integral de l’univers. Utilitzar l'expressió feliç de Nicolau de Cusa: "El teixit del món té el seu centre a tot arreu i la seva circumferència enlloc".
La clau per entendre les erupcions solars. El març del 2016 es va produir una llacuna inusual a la superfície del nostre Sol. Hauria d’oferir pistes als astrònoms per entendre les misterioses explosions de la nostra estrella. Els investigadors anomenen aquest esdeveniment la "pedra de Rosetta" de les erupcions solars. De fet, seria la clau per entendre tot tipus d'erupcions solars. Erupcions que poden tenir conseqüències a la nostra Terra. Podeu triar l'idioma de subtitulació a la configuració del vídeo. Crèdit: NASA Goddard
Fa segles que els astrònoms observen el nostre Sol. I l’observació, al març del 2016, d’un únic esdeveniment que va aparèixer a la seva superfície els podria permetre desvelar finalment el misteri de les erupcions solars. Un esdeveniment que com una pedra de Rosetta els ajudaria a predir millor el temps espacial.
Al març del 2016, investigadors de la NASA i de l’Agència Espacial Europea (ESA) van trobar quelcom completament inesperat a la superfície del nostre sol. Una erupció com mai no havien vist. "Aquest esdeveniment és el nexe que ens permet comprendre com neixen les erupcions solars", va dir Emily Mason, astrònoma solar del Goddard Space Flight Center, en un comunicat de la NASA.
Per entendre aquest entusiasme, recordeu que fins ara els investigadors havien identificat tres tipus principals d'erupcions solars: les ejeccions de massa coronal (CME), els dolls i les erupcions parcials. La majoria de les quals tornen a caure sobre el Sol, per manca d’energia. Els CME i els dolls es corresponen a erupcions explosives. Projecten partícules a l’espai. En el cas dels primers, en forma d’enormes bombolles que s’expandeixen sota l’efecte dels camps magnètics. En el dels segons, més aviat en forma de columnes de matèria.
Al març del 2016, els astrònoms van observar l’expulsió de matèria de la capa calenta per sobre d’una regió activa del Sol. Una expulsió massa gran per igualar un doll, però massa estreta per encabir-la al quadre CME. Menys de mitja hora després, una capa més fresca va esclatar al mateix lloc abans de tornar a caure a la superfície del Sol. Els tres principals tipus d’erupcions es van combinar en un sol esdeveniment.
Millorar les previsions meteorològiques espacials
"És una mena de pedra de Rosetta", expliquen els astrònoms. "Això ens fa entendre que les erupcions solars són causades per un mateix mecanisme, però a escales diferents". Modelant aquest esdeveniment "pedra de Rosetta" i d'altres com ell, descoberts des de llavors, els investigadors esperen entendre quin és el mecanisme i determinar-ne les característiques.
Ja podran aplicar el que saben sobre els dolls a les CME. I l'observació també mostra que s'ha de produir un fenomen limitador encara desconegut per restringir l'energia implicada en les erupcions parcials.
Trobar el desencadenant de les erupcions solars podria ajudar els astrònoms a predir, amb almenys unes hores d’antelació, quan una gran erupció podria amenaçar la nostra Terra. Perquè no oblidem que aquest tipus d'esdeveniments i els núvols de partícules d'alta energia que alliberen al sistema solar poden ser perillosos, en particular per als astronautes en missió, però també per als nostres satèl·lits i altres xarxes elèctriques.
Clic per engrandir. Recreació artística de C/2014 UN271 (Bernardinelli-Bernstein). Aquesta il·lustració ens mostra el llunyà cometa tal com podria aparèixer al Sistema Solar extern. S'estima que el cometa Bernardinelli-Bernstein és al voltant de 1000 vegades més massiu que un cometa típic, el que el fa sens dubte, com el més gran cometa descobert a la època moderna. Crèdit: NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva
Què és un cometa? D’on provenen? Quants n'hi ha? El seu nom prové del grec komêtês que significa "pelut". Al Japó, se'ls apoden "estrelles d'escombra". Tants noms que fan referència a les seves fesomies molt diferents de les estrelles que brillen al cel. T'ho aclarim en aquest vídeo. Crèdit: geoenciclopedia.com
Detectat fa gairebé set anys però identificat recentment, l'objecte cometari, potser de la mida d’un planeta nan, envesteix cap al Sol. En una òrbita especialment excèntrica, aquest probable cometa gegant prové del mític núvol d'Oort, a la vora del sistema solar.
Aquest vídeo es forma a partir d'imatges de l'Observatori de la energia fosca (DES) que mostra el cometa Bernardinelli-Bernstein. Precisament al centre, s’estima que l’estrella ronda les 1000 vegades la massa d’un cometa típic, cosa que el converteix sens dubte, en el cometa més grandescobert en època moderna. Crèdit: Dark Energy Survey (DES) / DOE / FNAL / DECam / CTIO / NOIRLab / NSF / AURA / P. Bernardinelli i G. Bernstein (UPenn) / DESI Legacy Imaging Surveys. Música de Zero-project: Through the Looking Glass (zero-project.gr)
És la noticia del moment, un objecte cometari que potser recorda els centaures del sistema solar actualment es dirigeix cap al Sol i s’anomena 2014 UN271. Com el seu nom indica, en realitat es va descobrir el 2014, però la noosfera només va ser conscient d’aquest descobriment quan anys més tard van analitzar dades que en traïen l'existència. Els astrònoms Pedro Bernardinelli i Gary Bernstein van rebuscar en les observacions d'UN271 del 2014 de l'Observatori de la Energia Fosca (DES), l'objectiu principal del qual és ajudar a treure a la llum la naturalesa de l'energia fosca.
Clic per engrandir. Crèdit: Pedro Bernardinelli, Twitter
El DES ha permès, per cert, detectar diversos objectes transneptunians. Recordem que un objecte transneptunià, o TNO, és un cos congelat que sol residir al nostre sistema solar més enllà de l’òrbita de Neptú. 2014 UN271 és un TNO i es troba actualment del Sol a una distància de 20,2 unitats astronòmiques (UA), és a dir, 3.000 milions de quilòmetres. Els seus paràmetres orbitals s'han determinat i, per tant sabem que s'origina al núvol d'Oort, i que està en una òrbita el·líptica el periheli és de 10,9 UA del Sol, just fora de l'òrbita de Saturn. Hauria d'arribar al gener del 2031. El seu afeli anterior s'havia de situar a 40.000 UA, o aproximadament 0,6 anys llum, al núvol d'Oort, però després del seu pas més proper al Sol en 10 anys 2014, l'UN271 hauria de partir en direcció d’un altre afeli situat a uns 0,9 anys llum del Sol i que després tornarà a les vores dels planetes del Sistema Solar durant només 4,5 milions d’anys, segons els càlculs de la mecànica celeste.
Clic per engrandir. L'òrbita del UN271 del 2014 i una ubicació recent. Crèdit: 2014 UN271
Un diàmetre problemàtic, inferior a 100 km o gairebé 370 km?
D’altra banda, el que encara no sabem molt bé és la mida del 2014 UN271. Un cometa fa aproximadament deu quilòmetres. Però, en el cas del 2014 UN271, les mesures de la seva brillantor el 2014 suggereixen que la seva mida seria de l’ordre de cent quilòmetres, potser fins i tot de més de 300 quilòmetres!.
En aquesta última eventualitat, gairebé es podria parlar d’un planeta nan. Tot i això, ja s'han detectat signes d'activitat cometària i que probablement podem afirmar raonablement que en tots els casos, 2014 UN271, recentment rebatejat C/2014 UN271 (Bernardinelli-Bernstein), és un dels cometes gegants més grans observats des dels inicis dels seus estudis per part dels astrònoms moderns.
La desgasificació observada a una distància de més de tres mil milions de quilòmetres ha de ser el producte de molècules especialment volàtils com el CO i el CO2. Com que 2014 UN271 s’acostarà al mig de la distància entre Saturn i el Sol, la seva observació no hauria de ser possible a simple vista i només els astrònoms aficionats amb un telescopi de 200 mm podrien observar-la.
On és la frontera del sistema solar? Podeu triar l'idioma de subtitulació a la configuració del vídeo. Crèdit: NASAeClips
Clic per engrandir. Crèdit: NASA, ESA, i A. Hajian (University of Waterloo)
Caldwell 22, també catalogada com NGC 7662 i sobrenomenada nebulosa Bola de Neu o nebulosa Bola de Neu Blava, és una nebulosa planetària situada a uns 2.500 anys llum de la Terra. Les nebuloses d'aquest tipus representen una etapa de l'evolució que pateixen les estrelles com el nostre Sol quan se'ls hi acaba el combustible. Les estrelles són forns nuclears que passen la major part de la seva vida fusionant hidrogen en heli. Les estrelles massives tenen una destinació ardent, explotant com a supernoves, però les estrelles de massa mitjana com el Sol s'inflen fins convertir-se en gegants vermelles quan esgoten el seu combustible.
El procés comença quan, després de milers de milions d'anys de fusió nuclear, l'estrella comença a apagar-se. La gravetat (que ja no s'equilibra amb la pressió exterior creada per la fusió nuclear) comprimeix el nucli estel·lar. Les capes exteriors de gas de l'estrella es desprenen cap a l'espai, creant una nebulosa planetària (anomenada així perquè aquests objectes solen semblar-se a orbes planetaris quan s'observen a través d'un petit telescopi). Al centre es troben les restes del nucli comprimit de l'estrella original, una petita nana blanca. Un dia el nostre sol anirà cap a una sort similar, però té prou combustible per durar 6.000 milions d'anys aproximadament.
Aquesta imatge va ser presa amb la Càmera Planetària de Gran Angular 2 del Hubble l'any 2000. Els astrònoms van comparar aquesta imatge amb altres anteriors del Hubble de Caldwell 22 per estudiar com la nebulosa es va expandint i canviant.
Caldwell 22 va ser descoberta per l'astrònom William Herschel el 1784. Es troba a la constel·lació d'Andròmeda i té una magnitud de 8,3. La nebulosa està ben situada per a la seva observació en els cels nocturns de tardor de l'hemisferi nord. A l'hemisferi sud, cerqueu en els cels de nord a la primavera. La nebulosa es pot veure amb telescopis de totes les mides, però es podria confondre amb una estrella a baix augment. Amb majors augments es distingeix millor la nebulosa. Un telescopi de mida mitjana mostra bé Caldwell 22, però l'estrella central de la nebulosa romandrà oculta en tots els telescopis, excepte en els més grans.
Per a més informació sobre les observacions de Caldwell 22 realitzades pel Hubble, vegeu també:
Investigadors australians han sintetitzat un material amb la màxima estabilitat tèrmica de la història. Un descobriment que podria trobar aplicacions en coets espacials, motors d'avions o implants mèdics, entre d'altres.
Científics australians acaben de crear el material tèrmicament més estable mai descobert. Format per escandi, alumini, tungstè i oxigen, el seu volum es manté gairebé idèntic de 4 a 1.400 graus Kelvin (-269 a +1.126 °C), una amplitud de gairebé 1.400 °C.
La gran majoria dels materials augmenten de volum amb la calor, a causa de l’agitació tèrmica dels àtoms. Penseu, per exemple, en el líquid que puja en un termòmetre. Així, cada material té un coeficient d’expansió tèrmica, calculat en Kelvins. Una peça d'alumini d'1 cm3 , per exemple, "s'inflarà" 0,075 mm3 per a un augment de 100 °C, mentre que 1 cm3 d'aigua prendrà 0,21 cm3 quan s'escalfi a 100 °C (la expansió tèrmica a causa de l’escalfament global també és la principal causa de l’augment dels oceans).
Coets que han de suportar variacions extremes de temperatura
Tot això és molt problemàtic en determinades aplicacions on els materials estan sotmesos a variacions de temperatura molt fortes. Els coets estan exposats, per exemple, a un fred intens a l’espai i a un escalfament extrem durant l’enlairament i l’aterratge. De la mateixa manera, es va saber que l'avió espia Lockheed SR-71 Blackbird va ruixar abundantment la pista amb combustible a la terra, ja que els tancs de combustible no estaven perfectament segellats fins que es van escalfar durant el vol. També es poden esmentar implants mèdics que, fins i tot sotmesos a amplituds tèrmiques més baixes, no han de variar absolutament de volum. En general, l’estrès tèrmic eventualment danya els materials i pot causar molts problemes.
Per això, des de fa diversos anys, els científics han estat buscant "materials d'expansió tèrmica zero" (expansió tèrmica zero, ZTE), a on el volum no varia amb la temperatura. Zerodur, un compost ceràmic que té un coeficient d’expansió gairebé nul en un rang tèrmic entre 20 i 320°C, s’utilitza per exemple en miralls de telescopis com els del VLT a Xile.
Un coeficient d’expansió tèrmica extraordinàriament baix
Tot i així, va ser per casualitat que l'equip de Neeraj Sharma de la Universitat de Nova Gal·les del Sud va descobrir el seu nou material ZTE, descrit a la revista Chemistry of Materials. "Vam dur a terme experiments per a investigacions basades en bateries i ens va sorprendre veure la propietat tèrmica d'aquesta composició en particular", diu l'investigador. El material, de fórmula exacta Sc1,5Al0,5W3O12, té un coeficient d’expansió tèrmica de αv = −6×10-8K-1. Això vol dir que una peça de 1 cm3 disminuirà el volum només 0,003 mm3 per a un augment de temperatura de 100°C!. Aquest coeficient extraordinàriament baix es podria mesurar amb molta precisió mitjançant el difractòmetre de pols de la Australian Nuclear Science and Technology Organization (ANSTO), que permet detectar desviacions molt petites.
Reordenació òptima dels enllaços atòmics
Però, com explicar aquesta increïble estabilitat tèrmica?. "Les longituds d'enllaç, els angles i la posició dels àtoms d'oxigen canvien de forma conjunta per preservar el volum global", suggereix Neeraj Sharma. En altres paraules, la variació de temperatura genera canvis a nivell molecular però que no afecta la mida de la mostra global. El paper d'altres compostos és menys clar i requerirà més investigacions.
"El Sc1,5Al0,5W3O12 es pot sintetitzar fàcilment a gran escala", diu Neeraj Sharma. "I els seus components com l’òxid de tungstè i l’alúmina són relativament econòmics. Per tant, es podria fabricar a gran escala i a un cost inferior”.
Clic per engrandir. Recreació artística de Betelgeuse mig enfosquida. Betelgeuse hauria perdut la seva lluminositat a causa d'immensos núvols de pols que van bloquejar fins a un 40% de la seva llum en el visible. Crèdit: MPIA graphics department.
Per què l'estrella Betelgeuse canvia la brillantor? Betelgeuse, una estrella generalment molt brillant a la constel·lació d’Orió. Per què la seva brillantor ha continuat baixant des de la tardor del 2019? Què li passat?
L’assumpte durava des del 2019, durant uns mesos, la gegant vermella Betelgeuse, gairebé mil milions de vegades més gran que el Sol, havia vist caure la seva lluminositat aproximadament un 35%. Va ser això un presagi de la seva explosió de supernova?. No hi ha una explicació prosaica, ara s'ha pogut confirmar mitjançant observacions d’astrònoms utilitzant els instruments del VLT d’ESO.
La humanitat fa temps que coneix l’estrella Betelgeuse perquè és una de les estrelles més brillants de la constel·lació d’Orió. Però només al segle XX es va poder conèixer la seva mida i fins i tot va ser la primera estrella de la que es va determinar el seu diàmetre. De fet el 1921, els astrònoms Michelson i Pease van utilitzar la tècnica de la síntesi d'obertura, ideada per Hippolyte Fizeau, per determinar el diàmetre aparent de les estrelles mitjançant mètodes interferomètrics. Aleshores va queda clar que estàvem en presència d’una supergegant vermella gairebé mil vegades més ampla en radi que el Sol. i, donada la seva temperatura superficial, aproximadament cent mil vegades més brillant.
L’enlluernador progrés, després de la Segona Guerra Mundial, en la teoria de l’estructura i l’evolució estel·lar, gràcies al desenvolupament de l’astrofísica nuclear, va fer que Betelgeuse fos de gran interès per als astrofísics perquè és probable que ens doni claus per entendre amb més precisió com aquestes estrelles, molt massives (Betelgeuse conté unes 15-20 masses solars), acaben la seva vida al cap d’uns pocs milions d’anys.
De fet, sabem des de fa dècades que hi ha una relació entre la massa d’una estrella, la seva lluminositat i la seva vida útil. Com més massiva sigui la estrella, més alta serà la temperatura al nucli. Com a resultat, són possibles certes reaccions de fusió termonuclear, alliberant les enormes quantitats d'energia necessàries per produir una pressió de radiació capaç d'oposar-se a la que resulta de la pròpia gravetat de l'estrella, en aquest cas a les estrelles de cicle CNO.
En fer-ho, consumeix el seu combustible termonuclear a un ritme tan ràpid que la seva vida útil es compta en milions d’anys en lloc de milers de milions d’anys, com és el cas del Sol. Com que es calcula que la gegant vermella es va originar fa uns 8 milions d’anys, hi ha una bona raó per creure que en pocs milers o centenars de milers d’anys és probable que Betelgeuse exploti en una supernova. Com que es troba a uns 600 anys llum de distància (queden incerteses sobre la seva distància exacta), l'explosió produirà un espectacle impressionant a la Terra, visible a plena llum del dia.
Aquesta animació combina quatre imatges reals de l'estrella supergegant vermella Betelgeuse, la primera presa al gener de 2019 i les altres preses al desembre de 2019, gener de 2020 i març de 2020, durant el declivi sense precedents de l'estrella. Totes les imatges, que permeten visualitzar la superfície de l'estrella, van ser preses amb l'instrument Sphere del Very Large Telescope d'ESO. Crèdit: ESO/M. Montargès et al. ,/L. Calçada
Un caprici d’una estrella variable o un núvol de pols?
Per tant, Betelgeuse està molt estudiada i, quan les observacions de finals del 2019 i principis del 2020 van començar a demostrar que l’estrella es tornava molt menys lluminosa, la notícia va ser molt publicitada mentre els astrofísics s’ho pensaven. Hem de témer la imminència de l'explosió de la gegant vermella? De tota manera, com es pot explicar aquesta caiguda de la brillantor?
A Sci-Bit ja li havíem dedicat algun article a aquesta qüestió. L’astrofísica Sylvie Vauclair ens va recordar en particular que la supergegant vermella és una estrella variable i que, per aquest motiu, ens trobàvem potser, i fins i tot probablement, només davant d’un dels seus múltiples cicles de variacions als inicis de la seva explosió.
Sylvie Vauclair va avançar una altra explicació, menys probable, segons ella: "Betelgeuse, que emet constantment forts vents estel·lars, hauria emès una bafarada de gas i pols especialment significativa, que la amagaria parcialment abans d'evaporar-se completament".
Aquesta hipòtesi també va ser considerada per l'astrònom Miguel Montargès, de l'Observatori de París, a França, i de la KU Leuven, a Bèlgica. Amb el seu equip, havia utilitzat els instruments del VLT situat a la part superior del Cerro Paranal, a Xile, per estudiar Betelgeuse. En un comunicat de premsa del ESO, explicava que treballava "actualment en dos escenaris: un es basa en el refredament superficial generat per una activitat estel·lar excepcional, l'altre en l'expulsió de pols al llarg de la línia de visió. Per descomptat, el nostre coneixement sobre les supergegants vermelles continua sent incomplet avui en dia. Els estudis estan en marxa, de manera que és probable que sempre sorgeixi una sorpresa”.
Explicacions molt completes sobre les observacions sobre Betelgeuse realitzades pels astrònoms Miguel Montargès i Éric Lagadec el 2020. Podeu triar l'idioma de subtitulació a la configuració del vídeo. Crèdit: Guillaume Doyen
La producció en directe de llavors presolars
Miguel Montargès i l’astrofísica Emily Cannon de KU Leuven, tornen avui a l’enigma de la disminució de la lluminositat de Betelgeuse en un altre comunicat de premsa d’ESO on van fer saber que probablement ells i els seus col·legues pensen que han resolt l’enigma. La solució completa s’exposa en un article publicat a la famosa revista Nature i, sense fer que el suspens duri més, es tractaria de la formació ràpida d’un núvol de pols, a partir d’una bombolla de gas calent, refrigerada i condensada, produïda per l’extraordinari estat convectiu de Betelgeuse i que va ser expulsada per l’estrella poc abans de la seva aparent disminució de lluminositat.
Aquest resultat és el producte de les observacions realitzades al continuar monitoritzant l’estrella des del 2019 amb el VLT mitjançant l’instrument Sphere, sigles de Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (REcerca d'Exoplanetes per Espectre-Polarimetría d'Alt contrast) per obtenir una imatge directa de la superfície de Betelgeuse, així com amb les dades del instrument Gravity de l’interferòmetre del VLT (VLTI) per tal de controlar Betelgeuse a mesura que disminuïa la seva lluminositat; aquestes observacions també van continuar després de l'abril de 2020, quan l'estrella havia recuperat la seva lluminositat normal. La interpretació d’aquestes observacions va en la mateixa direcció que l'extreta de les dades recollides per Hubble i que Futura ja va informar.
"Tot i així, vam assistir a la formació del que es coneix com a pols d'estrelles en viu", explica Miguel Montargès. Això no és trivial perquè, com també es va esmentar al comunicat de premsa d'ESO, Emily Cannon: "La pols expulsada de les estrelles fredes al final de la seva vida, com la que acabem de presenciar, podria constituir els blocs de construcció dels planetes terrestres i de la vida".
Quan Betelgeuse, una brillant estrella taronja de la constel·lació d’Orió, es va tornar notablement més fosca a finals del 2019 i principis del 2020, la comunitat astronòmica va quedar perplexa. Un equip d’astrònoms ha publicat ara una nova investigació feta amb l’interferòmetre del Very Large Telescope (VLTI) i el Very Large Telescope d’ESO que descobreix el misteri de la gradació de Betelgeuse. Podeu triat l'idioma de la subtitulació a la configuració del vídeo. Crèdit: European Southern Observatory (ESO)
Hi ha una teoria de la formació de grans de pols per condensació d’ejecció de matèria per part de les estrelles al final de la seva vida, i les observacions de Betelgeuse demostren que la formació de pols es pot produir molt ràpidament i aprop de la superfície d’una estrella tal com s’indica en el comunicat de premsa d'ESO. Millor! trobem aquests grans presolars a l’interior dels meteorits del Sistema Solar, cosa que ens va permetre especificar les seves composicions. Hi ha materials refractaris com el carbur de silici, minerals silicats de la família de l'oliví, piroxè i fins i tot diamants!.
Com a conclusió d’aquest descobriment, Miguel Montargès i Emily Cannon admeten que estan impacients per poder utilitzar el Telescopi Extremament Gran (ELT) en construcció al ESO. “Gràcies a la seva capacitat per aconseguir resolucions espacials inigualables, l'ELT ens permetrà fer una imatge directa de Betelgeuse amb un notable detall. També ampliarà significativament la mostra de supergegants vermelles que podrem estudiar mitjançant imatges directes, cosa que ens ajudarà a desvelar els misteris que hi ha darrere dels vents d’aquestes estrelles massives”, explica Emily Cannon.
Vídeo de presentació del Telescopi Extremadament Gran de ESO. Crèdit: ESO
Per obtenir més informació sobre la història de Betelgeuse, podeu llegir el text de Miguel Montargès sobre aquest tema en anglès, on també ret homenatge als membres de l’equip que hi ha darrere del treball publicat a Nature.
Una presentació de la investigació sobre grans presolars de Philipp Heck. Podeu triar l'idioma de subtitulació a la configuració del vídeo. Crèdit: Field Museum
