17 anells de pols al voltant d'una misteriosa estrella doble

El telescopi espacial James Webb examina 17 anells de pols al voltant d'una misteriosa estrella doble.

Aquestes estrelles van imprimir les seves empremtes dactilars al cel  Aquestes empremtes dactilars estan impreses en algun lloc a més de 5.000 anys llum de la nostra Terra.

 

Definitivament, el telescopi espacial James Webb continua delectant-nos. Tot i que proporciona als astrònoms dades valuoses per entendre millor el nostre Univers. Avui, a la imatge d'aquestes empremtes dactilars es recullen a més de 5.000 anys llum de la Terra. Al voltant d'un curiós sistema estel·lar.

Les podríem veure com empremtes dactilars al cel. O, com els anells de creixement d'un arbre... a més de 5.000 anys llum de la Terra. Els 17 anells de pols observats pel telescopi espacial James Webb (JWST) al voltant del sistema de dos estrelles batejat Wolf-Rayet 140. 17 anells on els telescopis al terra no podien distingir-ne més de dos!

Recordeu que el que permet al JWST observar objectes relativament freds del tipus anell de pols és la sensibilitat als infrarojos del seu instrument MIRI. I el seu espectròmetre fins i tot va revelar la composició d'aquests anells de pols. Estan formats principalment per matèria expulsada per un tipus d'estrella que els astrònoms coneixen com estrella Wolf-Rayet. Amb material ric en carboni.

Clic per engrandir. L'estrella doble Wolf-Rayet 140 i els seus anells de pols examinats pel telescopi James Webb. Crèdit: NASA, ESA, CSA, STScI, JPL-Caltech

Una estrella Wolf-Rayet és descendent d'una estrella de tipus espectral O o potser de tipus B. Comprèn, una estrella molt calenta i molt lluminosa, de color blau. I de qui la massa en néixer era almenys 25 vegades més gran que la del nostre Sol. Però una estrella que s'acosta al final de la seva curta vida i que "crema" més que en la seva joventut. Així una estrella Wolf-Rayet genera vents estel·lars poderosos que llencen grans quantitats de gas a l'espai. Els investigadors estimen que l'estrella Wolf-Rayet de la parella Wolf-Rayet 140, la seva companya és una estrella de tipus O, podria haver perdut com a resultat més de la meitat de la seva massa original.

Clic per engrandir. Una comparació entre el nostre Sol (a dalt a l'esquerra) i les dues estrelles que formen el sistema Wolf-Rayet 140: una estrella de tipus O d'unes 30 masses solars i una estrella de Wolf-Rayet unes deu vegades la massa de la nostra estrella. Crèdit: NASA, JPL-Caltech

Aprendre sobre la formació d'estrelles

Se sap que diversos altres sistemes Wolf-Rayet formen pols. Quan les dues estrelles que formen el sistema s'acosten a una distància de l'ordre de la que separa la nostra Terra del Sol, els seus vents estel·lars es troben. Els elements pesats d'aquests vents es refreden, es comprimeixen. Aleshores es forma pols. Els binaris Wolf-Rayet del qual les òrbites són gairebé circulars i poden produir pols gairebé contínuament.

Però aquest no és el cas de Wolf-Rayet 140, perquè l'òrbita de la seva estrella Wolf-Rayet és al contrari allargada. És aquesta peculiaritat la que condueix a la formació d'anells de pols. "Petxines", diuen els investigadors, perquè l'estructura és més gruixuda i més extensa del que suggereix la imatge del JWST. Això passa cada 8 anys, per a aquest sistema. Quan les estrelles s'acosten prou. D'aquí la comparació, tant amb una empremta digital com amb els anells d'un arbre. "Aquesta imatge mostra més d'un segle de producció de pols en aquest sistema estel·lar", va dir l'astrònom del NOIRLab, Ryan Lau en un comunicat de la NASA.

Això interessa als investigadors perquè saben que quan una estrella de Wolf-Rayet neteja una regió de l'espai, la matèria arrossegada pels seus vents pot acumular-se encara més i esdevenir prou dens per formar noves estrelles. Algunes proves també mostren que el nostre Sol va néixer d'aquesta manera. I l'observació d'aquestes petxines de pols ben conservades, n'hi podria haver d'altres segons els astrònoms, invisibles fins i tot per al JWST, demostra que poden continuar proporcionant material per a les estrelles i planetes futurs. El Telescopi espacial James Webb doncs, hauria de continuar aportant noves pistes sobre el paper de les estrelles de Wolf-Rayet en la formació de noves estrelles a la Via Làctia.

Ho he vist aquí.

Catàleg Caldwell del Hubble. Objecte C67

Clic per engrandir. Caldwell C67. Crèdit: ESA/Hubble & NASA; Agraïments: E. Sturdivant

A uns 45 milions d'anys llum de distància, en una altra regió del cosmos, hi ha la galàxia espiral Caldwell 67. Aquesta imatge del Hubble fa zoom cap al nucli, detallant una "barra" d'estrelles i pols que s'estén des del brillant centre cap a la part inferior esquerra i superior dreta. Els vastos braços espirals de la galàxia s'estenen molt més enllà d'aquesta vista, a més de 100.000 anys llum mentre escombren silenciosament l'espai.

Combinant observacions en llum visible i infraroja captades per la Càmera Avançada de Sondejos (ACS), aquesta imatge detalla un brillant anell d'estrelles al voltant del centre de la galàxia espiral barrada. En aquest anell sorgeixen nous estels que es formen a partir de l'afluència de material que es canalitza cap al nucli galàctic.

Al centre de l'anell, al cor mateix d'aquesta galàxia, s'hi amaga un forat negre 100 milions de vegades més massiu que el Sol. El forat negre supermassiu devora voraçment la matèria que l'envolta. Aquesta matèria allibera una radiació potent en ser atreta cap al forat negre, fent que el centre de la galàxia, ple d'estrelles, sigui encara més brillant.

Caldwell 67 és especialment interessant tant per als científics professionals com per als astrònoms aficionats. És un objectiu popular per als caçadors de supernoves des que la galàxia va experimentar tres supernoves en una successió relativament ràpida, totes elles aparegudes entre 1992 i 2003. Els científics estan intrigats pels satèl·lits de la galàxia: galàxies "nanes" més petites que orbiten Caldwell 67 com a llunes. L'estudi d'aquestes galàxies podria revelar nova informació sobre com interactuen els membres d'un grup galàctic d'aquest tipus entre ells i co-evolucionen.

Aquesta centellejant galàxia espiral barrada va ser descoberta per William Herschel el 1790 i posteriorment catalogada com a NGC 1097. Originalment es va classificar com a nebulosa perquè abans del segle XX ningú sabia de l'existència d'altres galàxies.

La galàxia es troba a la constel·lació del Forn i es veu millor a principis d'estiu des de l'hemisferi sud o principis d'hivern des de l'hemisferi nord. Tot i que aquesta imatge del Hubble proporciona una vista espectacular de Caldwell 67, la galàxia és més difícil de veure amb telescopis terrestres més petits. Encara que el nucli de la galàxia és brillant, cal un gran telescopi per distingir els seus braços espirals, més tènues. Tot i així, aquesta galàxia de magnitud 9,2 ofereix l'oportunitat de veure una galàxia espiral frontalment i, qui sap, pots veure una supernova!

Per a més informació sobre les observacions de Caldwell 67 realitzades pel Hubble, vegeu:
Un rodamón ballant la dansa de les estrelles i l'espai.

Caldwell 67 al web de la NASA
Índex del Catàleg Caldwell del blog

Un pàl·lid punt blau

Clic per engrandir. Aquesta versió actualitzada utilitza moderns programes i tècniques de tractament d'imatges per revisar la coneguda vista de Voyager, alhora que intenta respectar les dades originals i la intenció dels que van planificar les imatges. La Terra continua apareixent com un petit punt brillant, però el fons de l'espai apareix com un degradat blau, que va des del blau marí a la part superior dreta al pàl·lid blau cel a la part inferior esquerra. Crèdit: NASA/JPL-Caltech

Aquest “pàl·lid punt blau” captat per la nau espacial Voyager 1 mostra la nostra llar, el Planeta Terra, a uns 6.000 milions de km de distància. Presa avui fa 33 anys, va ser una de les darreres imatges de la Voyager 1; pocs minuts després, les càmeres de la nau es van desactivar per estalviar energia.

El nom popular d'aquesta imatge procedeix de l'astrònom Carl Sagan, que va tenir la idea d'utilitzar les càmeres de les Voyager per fotografiar la llunyana Terra i altres planetes, exercint un paper fonamental en la possibilitat de prendre les imatges de "retrat de família" dels germans solars.

Ho he vist aquí.

El cel blau de Plutó

Des del seu descobriment -avui fa 93 anys-, el planeta nan Plutó encara no ha realitzat una òrbita completa al voltant del Sol. La llunyana òrbita el·líptica i inclinada de Plutó el porta fins a 49 vegades la distància de la Terra al Sol, una mesura de distància coneguda com a unitat astronòmica. De mitjana, Plutó es troba a 39 UA o 5.900 milions de quilòmetres del centre del nostre sistema solar. Igual que Venus i Urà, Plutó gira de forma retrògrada, i un dia a Plutó dura 153 hores.

Clic per engrandir. La capa de boirina de Plutó mostra el seu color blau en aquesta imatge presa per la càmera Ralph/Multispectral Visible Imaging Camera (MVIC) de la New Horizons. Es creu que la boirina de gran altitud és de naturalesa similar a l'observada a Tità, la lluna de Saturn. L'origen d'ambdues boires es troba probablement en les reaccions químiques del nitrogen i el metà iniciades per la llum solar, que donen lloc a partícules relativament petites similars al sutge (anomenades tolins) que creixen a mesura que es dipositen a la superfície. Aquesta imatge va ser generada per un programa informàtic que combina informació d'imatges blaves, vermelles i infraroges properes per reproduir tan fidelment com sigui possible el color que percebria l'ull humà. Crèdit: NASA/JHUAPL/SwRI

La complexa superfície del planeta nan està coberta de cràters, muntanyes, planes i valls, que jeuen sota una fina atmosfera que s'expandeix quan Plutó s'acosta al Sol i es col·lapsa quan s'allunya, contribuint a les temperatures gèlides que oscil·len entre -226 i -240 graus Celsius.

La nau espacial New Horizons va captar aquesta imatge a una distància de 200.000 quilòmetres de Plutó, captant el planeta nan amb la Càmera de Reconeixement de Llarg Abast (LORRI) i la Ralph/Multispectral Visible Imaging Camera (MVIC). El 2022, la missió de la nau es va prorrogar dos anys més, per estudiar els confins del nostre sistema solar.

Els científics creuen que l'espectacular boirina blava és una boira fotoquímica resultant de l'acció de la llum solar sobre el metà i altres molècules de l'atmosfera de Plutó. Aquests hidrocarburs s'acumulen en petites partícules que dispersen la llum blava del Sol, el mateix procés que fa que la boira sembli blavosa a la Terra.

Ho he vist aquí i aquí.

D'on provenen els misteriosos raigs verds al cel hawaià?

Aquests misteriosos raigs s'afegeixen als diversos albiraments que han tingut lloc aquests darrers dies.

Clic per engrandir. D'on precedeixen els raigs verds que es van veure al cel de Hawaii el 28 de gener de 2023?. Crèdit: Adobe Stock, Taiga

Es van veure, fotografiar i filmar uns raigs verds intensos al cel de l'arxipèlag hawaià el 28 de gener. Encara no s'ha donat cap explicació oficial, però sembla que es tracta d'un satèl·lit estranger que utilitza nova tecnologia per analitzar el medi ambient.

Quants satèl·lits giren al voltant de la Terra?  2.787 satèl·lits estaven operatius el 31 de desembre de 2020 segons l'associació UCS (Union of Concnull).

Aquests raigs, situats a altituds molt elevades, només eren visibles des de les muntanyes més altes de Hawaii. Després d'especular sobre molts possibles orígens, com les naus extraterrestres, un fenomen meteorològic relacionat amb les llums de les ciutats conegudes com a "pilars de llum", o fins i tot un experiment secret de la NASA, una altra conclusió amb la qual tothom estava d'acord: aquests raigs provenen en realitat d'un satèl·lit.

Els raigs verds vists a Hawaii a finals de gener. Crèdit: 管理人_SubaruTel_StarCamAdmin

Sí, però quin satèl·lit? Fins ara, encara no hi ha una resposta oficial a la pregunta. No és un objecte nord-americà, com va anunciar per primera vegada l'Observatori Astronòmic Nacional del Japó (NAOJ), que havia pensat en el satèl·lit ICESat-2 de la NASA. Però el 6 de febrer, aquest mateix observatori finalment va anunciar que no podia ser aquest satèl·lit donada la seva trajectòria.

Làsers per sondejar la contaminació de l'atmosfera

Aleshores, els científics de la NASA van fer càlculs en relació als satèl·lits presents a sobre de Hawaii i la hipòtesi més probable seria de fet un satèl·lit xinès, Daqi-1/AEMS. Aquest satèl·lit es va llançar el passat mes d'abril i té com a objectiu estudiar el medi ambient, en particular els nivells de contaminació, com el del diòxid de carboni, ozó o partícules PM 2,5. Inclou una mena de sonar anomenat Lidar que sondeja les molècules presents en l'atmosfera mitjançant raigs làser.

També hauríem d'esperar veure cada cop més raigs estranys al cel, ja que la Xina té previst llançar diversos satèl·lits amb la mateixa tecnologia.

Ho he vist aquí.

Tots els meus colors preferits

 

Clic per engrandir. La llum oculta del Sol. El Sol apareix com una bola vermella arremolinada, travessada per franges verdes i algunes taques blaves brillants. Una boirina vermella i verda envolta la vora de l'estrella. Crèdit: NASA/JPL-Caltech/JAXA.

El vermell, el verd i el blau no són els colors que solem associar amb el Sol. Malgrat això, en aquesta imatge composta, aquests tons revelen un secret: la llum oculta del Sol.

Aquesta nova visió de la llum solar procedeix del nostre Conjunt de Telescopis Espectroscòpics Nuclears (NuSTAR), el nostre Observatori de Dinàmica Solar (SDO) i la missió Hinode de l'Agència d'Exploració Aeroespacial del Japó (JAXA), amb cada tipus de dades representat a un color diferent: blau per als raigs X d'alta energia de NuSTAR, vermell per a la llum ultraviolada de SDO i verd per als raigs X de menor energia de Hinode.

Imatges com aquesta podrien ajudar-nos a comprendre perquè l'atmosfera exterior del Sol -la corona- és almenys 100 vegades més calenta que la seva superfície. Aquest fenomen ha desconcertat els científics perquè la calor del Sol s'origina al nucli i viatja cap a l'exterior, però les observacions de Hinode podrien dir-nos més.

Clic per engrandir. El Sol té un aspecte diferent segons qui s'ho miri. Des de l'esquerra, el NuSTAR de la NASA capta rajos X d'alta energia; la missió Hinode de l'Agència Japonesa d'Exploració Aeroespacial capta raigs X de menor energia; i l'Observatori de Dinàmica Solar de la NASA capta la llum ultraviolada. Crèdit: NASA/JPL-Caltech/JAXA.

Una font potencial de la calor de la corona podrien ser les petites erupcions a l'atmosfera del Sol anomenades nanoflamarades. Les nanoflamarades són esclats de calor, llum i partícules que es produeixen amb més freqüència que les erupcions, possiblement amb la freqüència suficient per escalfar la corona.

Ho he vist aquí.

Dossier. La matèria fosca; 5 Les galàxies

Dossier. La matèria fosca; 5 Les galàxies 

En aquest dossier es presenten les diferents pistes que porten a la hipòtesi de la matèria fosca, així com diverses propostes que s'han fet per intentar dilucidar-ne la naturalesa.

Les estrelles de galàxies espirals no són estàtiques però tenen moviment circular al voltant del centre. La força centrifuga a causa d'aquesta rotació compensa la força de gravitació, que és la que evita que les estrelles s'enfonsin cap al cor de les galàxies.

Clic per engrandir. Il·lustració d'una galàxia espiral. Crèdit: Peter Jurik, Adobe Stock

A una distància determinada del centre de la galàxia, la velocitat de rotació està doncs relacionada amb l'atracció gravitatòria en aquest lloc, i per tant també amb la distribució de massa a la galàxia. És anàleg al que passa al sistema solar: la velocitat de rotació dels planetes està fixada per la massa del Sol i la distància entre ells.

Clic per engrandir. Galàxia espiral, vista frontal.

La rotació de les galàxies

Es pot mesurar la velocitat de rotació (gràcies al desplaçament espectral anomenat efecte Doppler) per a cada distància des del centre de la galàxia; aleshores obtenim  una corba de rotació, que també ve determinada per la distribució de masses. Tanmateix, si calculem la corba de rotació deguda a l'atracció gravitatòria de tot el que observem a les galàxies: les estrelles, el gas interestel·lar, els núvols moleculars, pols, trobem que la velocitat de rotació calculada és inferior a la observada, en particular a les regions externes de les galàxies. Els càlculs indiquen que la corba de rotació hauria de disminuir a grans distàncies, mentre que s'observa que és constant a la majoria de les galàxies observades.

Clic per engrandir. Imatges d'una galàxia espiral en diverses longituds d'ona i corba de rotació obtinguda, a la part inferior dreta. Aquesta corba representa la velocitat de rotació en funció de la distància des del centre. (Feu un clic aquí per obtenir més detalls tècnics).

Aquest problema porta el nom de matèria fosca galàctica. Una possible solució és, de fet, que les galàxies contenen un component no detectat, l'atracció gravitatòria és responsable de la discrepància observada. De fet, els càlculs mostren que aquest component hauria de ser molt més gran que tots els components visibles, en un factor de 5 a 10. Aquest factor depèn de les suposicions fetes sobre la forma en què aquesta matèria fosca es distribuiria a la galàxia. Dues hipòtesis principals estan en competència des de fa temps: la del disc màxim, en què la matèria fosca es distribueix en un disc gruixut que se superposaria al disc estel·lar, i la del halo esfèric, en què la matèria fosca es distribueix en un gran halo amb simetria esfèrica. Ara s'afavoreix la segona hipòtesi, per motius relacionats amb la cosmologia que veurem més endavant.

Tingueu en compte que l'anàlisi de les corbes de rotació no ens permet resoldre aquesta qüestió i deduir inequívocament la distribució de la matèria total a les galàxies. Això es deu essencialment al fet que la corba de rotació només conté informació en un pla (el pla de rotació), que no permet traçar l'estructura tridimensional de la distribució de masses. Tenir en compte les observacions d'objectes situats fora del disc permet eliminar parcialment aquesta ambigüitat, tal com s'esmenta al final d'aquesta pàgina.

Moviments estel·lars perpendiculars al disc de la nostra galàxia

En el cas de la nostra galàxia, la situació és una mica especial. Estem a l'interior, i la nostra posició no és gaire favorable per mesurar la seva corba de rotació. D'altra banda, estem molt ben situats per mesurar el moviment de les estrelles a les proximitats del Sol. Això també és interessant, perquè les estrelles que s'allunyen del disc de la galàxia són atretes per la massa continguda en aquest disc i tendeixen a tornar-hi, després a creuar-lo per passar a l'altre costat. Això provoca una oscil·lació a banda i banda del disc. Per tant, l'anàlisi del moviment de les estrelles en la direcció perpendicular al pla del disc galàctic proporciona informació sobre la distribució de la massa en aquest disc. Els resultats d'aquest tipus d'anàlisi han estat durant molt de temps controvertits, però ara sembla establert que el disc en si conté poca matèria fosca. És probable que es distribueixi en un halo estès, amb més forma d'una esfera que d'un disc.

El futur: els moviments tridimensionals de totes les estrelles de la galàxia?

El satèl·lit  GAIA proposa mesurar amb una precisió molt alta la posició i la velocitat de mil milions d'estrelles a la nostra galàxia. Aquest projecte (missió de la ESA, llançat el 2013) permet provar la hipòtesi de la matèria fosca amb molta més profunditat, i si cal mesurar-ne la distribució espacial.

Els moviments dels satèl·lits llunyans de la nostra galàxia

Finalment, l'estudi del moviment d'objectes que no es troben al disc de la galàxia aporta informació addicional als anteriors. En particular, el moviment dels cúmuls globulars (conjunts de menys d'un milió d'estrelles lligades gravitacionalment, vegeu imatges a continuació) i galàxies nanes anomenades esferoïdals indica que l'halo de matèria fosca s'estén a una distància propera als 100.000 anys llum, mentre que el disc visible només s'estén al voltant d'uns 30.000 anys llum.

Clic per engrandir. Cúmul globular Messier M55.

Entre aquests conjunts d'estrelles que orbiten al voltant de la nostra galàxia, algunes presenten una propietat molt interessant: els efectes de marea que pateixen els fan perdre estrelles al llarg de la seva trajectòria. Així, la galàxia nana esferoide de Sagitari deixa enrere un rastre d'estrelles que permet recórrer la seva trajectòria passada. Trobem que aquesta galàxia va passar prop del centre de la nostra galàxia fa uns quants milers de milions d'anys, en una trajectòria Rosseta. Aquesta trajectòria proporciona informació valuosa sobre l'halo de matèria fosca de la nostra galàxia. D'una banda, confirma la presència d'aquest halo, i de l'altra, permet entendre millor la seva forma, en particular el seu aplanament.

Finalment, tingueu en compte que el rastre deixat per la galàxia nana també hauria de ser força ric en matèria fosca. Tanmateix, com que el nostre Sistema Solar es troba en aquesta estela, és possible que ens trobem en un lloc molt privilegiat per detectar directament la matèria fosca, en una mena de pluja local de matèria fosca.

Clic per engrandir. La galàxia nana Sagitari (esquerra) i el flux de matèria que l'acompanya (al mig, recreació artística). També veiem un corrent per a la galàxia nana Ca Major (a la dreta, representació d'una simulació numèrica). Crèdit: NASA, ESA, Hubble Heritage

Aquest tipus d'estudi es pot estendre a altres galàxies, mitjançant l'observació dels seus cúmuls globulars i les seves galàxies nanes, però també estudiant el moviment dels núvols d'hidrogen que les envolten, com en les figures següents:

Clic per engrandir. Núvols de gas HI (en blau a l'esquerra i en vermell a la dreta) pel Compact Array. Aquests núvols s'estenen molt més enllà de les galàxies. Crèdit: B. Koribalski (ATNF), S. Gordon (UQld) i K. Jones (UQld), B. Koribalski (ATNF) i J. Dickey (UMinn).

La velocitat de les estrelles a les galàxies el·líptiques

L'anàlisi de les velocitats en les galàxies el·líptiques revela el mateix problema que a les galàxies espirals: les velocitats són massa altes. Estudis força semblants als que hem presentat a les galàxies espirals es fan per estudiar la forma dels halos de matèria fosca. Per exemple, l'estudi dels moviments dels objectes dels quals les òrbites s'estenen molt cap als halos és crucial, es tracta principalment de cúmuls globulars i nebuloses planetàries.

Clic per engrandir. Galàxia el·líptica M87. Crèdit: CFH

Veure:

Capítol anterior: 4 La matèria fosca; la Cosmologia
Capítol següent: 6 La matèria fosca: Propietats de la matèria fosca (en preparació).

Ho he vist aquí.

Vivim en un univers en rotació? Si ho féssim, podríem viatjar en el temps

Viure en un univers en rotació seria realment estrany.

Clic per engrandir. Gira l'univers? Crèdit: David Wall via Getty Images.

Sabem que els planetes giren, però i l'univers en conjunt? No, sembla que l'univers no rota; si ho fes, seria possible viatjar en el temps cap al passat.

Tot i que a l'Antiguitat s'afirmava que el cel girava arreu del món, el 1949 el matemàtic Kurt Gödel va ser el primer a formular un univers en rotació. Per això va utilitzar el llenguatge de la teoria de la relativitat general d'Albert Einstein, com una forma d'honrar el seu amic i veí de Princeton, el mateix Einstein.

Però aquest procés d'“homenatge” acadèmic va ser en una direcció diferent de la que es podria sospitar, perquè Gödel va utilitzar l'exemple d'un univers en rotació per demostrar que la relativitat general era incompleta.

El model de Gödel d'un univers en rotació era força artificial. A més de la rotació, el seu univers només contenia un ingredient: una cosmològica negativa constant que resistia la força centrífuga d'aquesta rotació per mantenir l'univers estàtic.

 

Però la naturalesa artificial d'aquest univers no preocupava Gödel. El seu argument principal era que la relativitat general permetia la possibilitat d'un univers en rotació. I Gödel va utilitzar el seu univers en rotació per demostrar que la relativitat general permetia viatjar en el temps cap al passat, cosa que hauria d'estar prohibida.

Sortir a fer un tomb per l'univers

Viure en un univers en rotació seria realment estrany. D'una banda tots els observadors es considerarien el centre de rotació. Això vol dir que si un s'estacionés en algun lloc i s'assegurés estar absolutament quiet, veuria que l'univers gira al seu voltant. Però si s'aixequés i es traslladés a qualsevol altre lloc, fins i tot a una galàxia llunyana, sempre continuaria veient l'univers girant al voltant de la nova posició.

Això és increïblement difícil de visualitzar, però no és gaire diferent de la idea que en un univers en expansió, tots els observadors es veuen a si mateixos com el centre de la expansió.

Com més ens allunyem d'un observador, més gran és la velocitat de rotació. I no es tracta només d'una rotació de les coses, sinó del mateix espai-temps. Això vol dir que la llum, que sempre es veu obligada a seguir la curvatura de l'espai-temps, fa estranys viatges. Un feix de llum enviat des d'un observador es corbarà en ser arrossegat per la rotació de l'espai-temps. En algun punt llunyà, la rotació serà excessiva, i la llum girarà i tornarà a l'observador.

Això vol dir que hi ha un límit a la llunyania que pots veure en un univers en rotació, i més enllà d'això, tot el que observaràs són imatges duplicades del teu propi jo passat.

Aquest comportament estrany no s'aplica només a la llum. Si pugessis a un coet i sortissis disparat a través d'un univers en rotació, tu també quedaries atrapat a la rotació. I degut a aquesta rotació, el teu moviment es duplicaria sobre si mateix. Tot i això, quan tornessis al teu punt de partida, et trobaries arribant abans d'haver partit.

Per dir-ho així, un univers giratori seria capaç de fer girar el teu futur cap al teu propi passat, permetent viatjar enrere en el temps.

Romandre assegut

Aquesta era la principal objecció de Gödel a la relativitat general. Aquesta teoria, en ser la nostra comprensió definitiva de l'espai i el temps, no hauria de permetre el viatge en el temps cap enrere, perquè el viatge en el temps cap al passat viola les nostres nocions de causalitat i introdueix tota mena de paradoxes desagradables del viatge en el temps. El fet que la relativitat no impossibilités automàticament el viatge en el temps indicava a Gödel que la teoria d'Einstein era incompleta.

Afortunadament, no hi ha indicis que visquem en un univers en rotació. Si el cosmos estigués girant, la llum procedent d'adreces oposades del cel es desplaçaria cap al vermell en una direcció i cap al blau a l'altra. Els astrònoms han aplicat aquesta prova a estudis de galàxies llunyanes i fins i tot al fons còsmic de microones, que és la llum que queda de quan el cosmos tenia només 380.000 anys. La conclusió d'aquestes proves és que si l'univers gira ho fa a un ritme inferior a 10^-17 graus per segle.

Però l'objecció de Gödel segueix dempeus. Des de 1949, els físics han inventat altres formes que la relativitat general permeti els viatges en el temps enrere, els forats de cuc, el "motor warp" de velocitat superior a la de la llum (conegut com a motor d'Alcubierre) i les trajectòries especials al voltant de cilindres infinitament llargs. Però tots aquests artificis depenen d'algun tipus de física exòtica que trenca la nostra comprensió de com funciona l'univers, com ara la matèria amb massa negativa.

Clic per engrandir. Pont Einstein-Rosen, conegut també com a forat de cuc.

 

Però l'univers giratori de Gödel és simplement una qüestió de prova observacional, no pas una ruptura fonamental amb la física coneguda. Podríem haver-nos trobat en un univers en rotació amb la mateixa facilitat amb què ens trobem en un en expansió. No hi ha res en el nostre coneixement de la física que impedeixi que hi hagi aquest tipus d'univers, així que no hi ha res en el nostre coneixement de la física que impedeixi viatjar enrere en el temps.

Potser Gödel té raó, i tinguem més que aprendre sobre l'univers.

Ho he vist aquí.

Júpiter en blau

Observa els núvols de Júpiter en sorprenents tons blaus en aquesta nova imatge presa per la nau espacial Juno de la NASA.

Clic per engrandir. Crèdits: Imatge millorada per Gerald Eichstädt i Sean Doran (CC BY-NC-SA) basada en imatges proporcionades per cortesia de NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS.

La nau espacial Juno va captar aquesta imatge quan es trobava a només 18.906 quilòmetres del cim dels núvols de Júpiter, cosa que equival aproximadament a la distància entre Nova York (USA) i Perth (Austràlia). La imatge millorada en color, que capta un sistema de núvols a l'hemisferi nord de Júpiter, va ser presa el 24 d'octubre del 2017 a les 10:24 am. PDT (1:24 p.m. EDT) quan Juno estava a una latitud de 57,57 graus (gairebé tres cinquenes parts del camí des de l'equador de Júpiter fins al pol nord) i realitzant el seu novè sobrevol proper del planeta gegant gasós.

L´escala espacial d´aquesta imatge és de 12,5 quilòmetres/píxel.

Amb una atmosfera composta principalment d'hidrogen i heli, Júpiter –el cinquè planeta des del Sol– no té una veritable superfície, sinó que pot tenir un nucli ocult a les profunditats de les seves capes atmosfèriques. A les profunditats de l'atmosfera, la pressió redueix l'hidrogen gasós a líquid, donant al gegant gasós l'oceà més gran del nostre sistema solar. La nau espacial Juno ens està ajudant a estudiar la composició del planeta; els científics creuen que a profunditats properes a la meitat del centre del planeta, la pressió és tan intensa que esprem els electrons dels àtoms d'hidrogen, conduint elèctricament el gas com si fos metall.

Aquest comportament és més fàcilment observable a les regions més blanques de la imatge, però també en alguns punts aïllats de les zones inferior i dreta de la imatge.

Els científics Gerald Eichstädt i Seán Doran van processar aquesta imatge utilitzant dades de la càmera JunoCam.

Clic per engrandir. Localització de la JunoCam a la nau JUNO. Junocam està situada a un lateral de la nau espacial. En girar Juno, Junocam pot veure 360 graus al seu voltant. Crèdit: NASA / JPL / Eyes on the Solar System / Emily Lakdawalla.

Les imatges en brut de JunoCam estan disponibles perquè el públic les examini i processi en productes d'imatge fent un clic aquí. Més informació sobre la missió Juno fent un altre clic aquí o a aquí.

 

Ho he vist aquí.

Catàleg Caldwell del Hubble. Objecte C66

Clic per engrandir. Caldwell C66. Crèdit: NASA, ESA, G. Fahlman (Dominion Astrophysical Observatory), R. Ibata (Université de Strasbourg), i F. Ferraro (Università di Bologna); Processament: Gladys Kober (NASA/Catholic University of America)

Caldwell 66, també conegut com a NGC 5694, va ser descobert per William Herschel el 1784 i és un dels cúmuls globulars més antics i remots de la nostra galàxia. Situat a uns 100.000 anys llum de la Terra, a la constel·lació de l'Hidra, aquest conjunt d'estrelles apareix molt feble al cel, amb una magnitud aparent de 10,2. Cal un telescopi petit per observar aquest cúmul distant. Es pot veure millor des de llocs meridionals de l'hemisferi nord a finals de primavera i des de l'hemisferi sud a la tardor.

La majoria dels cúmuls globulars es troben a la perifèria d'una galàxia i hi estan lligats gravitatòriament. Això vol dir que els cúmuls romanen en òrbita al voltant del centre gravitatori de la galàxia. Tot i això, els astrònoms sospiten que Caldwell 66 es desplaça per una trajectòria hiperbòlica (o en forma d'U) al voltant de la nostra Via Làctia. El cúmul es troba prou lluny del centre de la galàxia perquè la gravetat no l'obligui a desplaçar-se gaire, i viatja per l'espai a tal velocitat que és probable que escapi de les urpes gravitatòries de la nostra galàxia.

Aquesta imatge de Caldwell 66 és un compost d'observacions realitzades en llum visible i ultraviolada per la Càmera de Camp Ample i Planetària 2 del Hubble. Les observacions es van fer per ajudar els astrònoms a comprendre millor l'evolució dels cúmuls globulars i determinar amb més precisió l'edat del cúmul. Una feble galàxia de fons apareix a prop de la vora dreta de la imatge.

Caldwell 66 al web de la NASA

Índex del Catàleg Caldwell del blog