Amèrica del Nord es reuneix amb l'Amèrica del Nord de l'espai

Clic per engrandir. La nebulosa d'Amèrica del Nord sota diferents llums. Crèdit: NASA/JPL-Caltech

Aquesta nova vista de la nebulosa d'Amèrica del Nord combina observacions en llum visible i infraroja, preses pel Digitized Sky Survey (Estudi digitalitzat del Cel) i el telescopi espacial Spitzer de la NASA, respectivament, en una imatge única i vívida.

La nebulosa deu el seu nom a la seva semblança amb el continent nord-americà en llum visible, que en aquesta imatge es representa en tons blaus. La llum infraroja, representada aquí en vermell i verd, pot penetrar profundament en la pols, revelant multitud d'estrelles ocultes i núvols polsosos. Només els núvols de pols més denses romanen opaques, com les bandes fosques que es veuen a la zona del "Golf de Mèxic".

A tota la imatge es poden trobar cúmuls d'estrelles joves (un milió d'anys). També hi ha estrelles una mica més velles, però encara molt joves (d'entre tres i cinc milions d'anys), disperses per tot el complex, amb concentracions a prop de la regió del cap de la nebulosa del Pelicà, situada a la dreta de la nebulosa Amèrica del Nord (part superior dreta, blavosa, d'aquesta imatge).

En aquesta vista combinada, la part visible de l'espectre del Digitized Sky Survey està representada en tons blaus i blau-verdosos. El component Spitzer conté dades de la càmera d'infrarojos. La llum amb una longitud d'ona de 3,6 micres s'ha pintat de color verd; la de 4,5 micres, en taronja; la de 5,8 i 8,0 micres, en vermell.

Ho he vist aquí.

El James Webb capta un preludi de supernova rarament vist

L'estrella lluminosa i calenta Wolf-Rayet 124 (WR 124) es destaca al centre de la imatge composta del telescopi espacial James Webb, que combina longituds d'ones de llum de l'infraroig proper i l'infraroig mitjà obtingudes per la càmera d'infraroig proper i l'instrument d'infraroig mitjà del Webb. Crèdit: NASA, ESA, CSA, STScI, Webb ERE Production Team.

Una vista poc comuna d'una estrella Wolf-Rayet —entre les estrelles més lluminoses, massives i més fugaçment detectables que es coneguin— va ser una de les primeres observacions fetes pel telescopi espacial James Webb de la NASA al juny del 2022. Amb els seus potents instruments per veure l'infraroig, Webb mostra l'estrella, anomenada WR 124, amb un detall sense precedents. L'estrella és a 15.000 anys llum de distància a la constel·lació de la Sageta.

Les estrelles massives passen amb molta rapidesa pels seus cicles de vida, i només algunes experimenten una breu fase de Wolf-Rayet abans de convertir-se en supernoves, cosa que fa que les detallades observacions d'aquesta excepcional fase obtingudes per Webb siguin valuoses per als astrònoms. Les estrelles Wolf-Rayet estan en procés de desprendre's de les seves capes externes, cosa que dóna com a resultat els seus característics halos de gas i pols. L'estrella WR 124 té 30 vegades la massa del Sol i, fins ara, ha desprès material equivalent a 10 sols. A mesura que el gas expulsat s'allunya de l'estrella i es refreda, es forma pols còsmica que brilla a la llum infraroja detectable pel Webb.

L'origen de la pols còsmica que pot sobreviure a l'explosió d'una supernova i contribuir al "pressupost de pols" total de l'univers és de gran interès pels astrònoms per diferents raons. La pols és part integral de com treballa l'univers: pot allotjar estrelles en formació, acumular-se per formar planetes i servir de plataforma perquè les molècules es formin i s'agrupin, incloent-hi els components bàsics de la vida a la Terra. Tot i les moltes funcions essencials que compleix la pols, encara hi ha més pols a l'univers del que poden explicar les teories actuals dels astrònoms sobre la seva formació. L'univers funciona amb un superàvit pressupostari de pols.

Clic per engrandir. Les estrelles Wolf-Rayet són conegudes per ser eficients productores de pols, i l'instrument d'infraroig mitjà del telescopi espacial James Webb de la NASA mostra això amb gran efecte. La pols còsmica més freda brilla a les longituds d'ona més llargues de l'infraroig mitjà, mostrant l'estructura de la nebulosa de WR 124. Crèdit: NASA, ESA, CSA, STScI, Webb ERE Production Team.

Webb obre noves possibilitats per estudiar els detalls de la pols còsmica, que s'observa millor en longituds d'ona de llum infraroja. La càmera d'infraroig proper de Webb (NIRCam, per les sigles en anglès) equilibra la brillantor del nucli estel·lar de WR 124 i els detalls nuosos al gas circumdant més tènue. L'instrument d'infraroig mitjà (MIRI, per les sigles en anglès) del telescopi revela l'estructura gruixuda de la nebulosa de gas i pols del material expulsat que ara envolta l'estrella. Abans de Webb, els astrònoms amants de la pols simplement no tenien prou informació detallada per examinar les preguntes sobre la producció de pols en entorns com WR 124, i si els grans de pols eren prou grans i abundants per sobreviure a la supernova i convertir-se en una contribució significativa al pressupost total de pols. Ara aquestes preguntes es poden investigar amb dades reals.

Estrelles com WR 124 també serveixen com una analogia per ajudar els astrònoms a comprendre un període decisiu a la història dels començaments de l'univers. Estrelles moribundes similars van sembrar per primera vegada l'univers jove amb elements pesats forjats als seus nuclis, elements que ara són comuns a l'era actual, fins i tot a la Terra.

La imatge detallada de WR 124 obtinguda per Webb conserva per sempre un moment de transformació breu i turbulent, i promet descobriments futurs que revelaran misteris de la pols còsmica que han estat ocults durant molt de temps.

El telescopi espacial James Webb és el principal observatori de ciències espacials del món. Webb resoldrà els misteris del nostre sistema solar, veurà més enllà de mons distants al voltant d'altres estrelles i explorarà les misterioses estructures i els orígens del nostre univers i el nostre lloc. Webb és un programa internacional dirigit per la NASA amb els socis: l'Agència Espacial Europea (ESA) i l'Agència Espacial Canadenca (CSA-ASC).

Ho he vist aquí.

Les dades de la Magellan revelen activitat volcànica a Venus

Clic per engrandir. Aquest model 3D generat per ordinador de la superfície de Venus mostra el cim de Maat Mons, el volcà que presenta signes d'activitat. Segons un nou estudi, un dels respiradors de Maat Mons es va engrandir i va canviar de forma durant un període de vuit mesos el 1991, cosa que indica que es va produir un esdeveniment eruptiu. Crèdit: NASA/JPL-Caltech.

Per primera vegada, els científics han vist proves directes de vulcanisme actiu al bessó de la Terra, preparant el terreny perquè la missió VERITAS de l'agència nord-americana ho investigui.

Per primera vegada s'han observat proves geològiques directes d'activitat volcànica recent a la superfície de Venus. Els científics van fer el descobriment després d'analitzar imatges de radar de Venus preses fa més de 30 anys, a la dècada de 1990, per la missió Magellan de la NASA. Les imatges van mostrar una xemeneia volcànica que va canviar de forma i va augmentar considerablement de mida en menys d'un any.

Els científics estudien els volcans actius per comprendre com l'interior d'un planeta pot modelar-ne l'escorça, impulsar-ne l'evolució i afectar-ne l'habitabilitat. Una de les noves missions de la NASA a Venus farà precisament això. Dirigida pel Laboratori de Propulsió a Jet de l'agència al sud de Califòrnia, VERITAS - abreviatura de Venus Emissivity, Radio science, InSAR, Topography, And Spectroscopy (Emissivitat, Radiociència, InSAR, Topografia i Espectroscòpia de Venus) - es llançarà a aquesta dècada. L'orbitador estudiarà Venus des de la superfície fins al nucli per entendre com un planeta rocós de la mateixa mida que la Terra va prendre un camí molt diferent, convertint-se en un món cobert de planes volcàniques i terreny deformat ocult sota una atmosfera densa, calenta i tòxica.

"La selecció de la missió VERITAS per part de la NASA em va inspirar per buscar activitat volcànica recent a les dades de Magellan", va declarar Robert Herrick, professor d'investigació de la Universitat d'Alaska Fairbanks i membre de l'equip científic de VERITAS, que va dirigir la cerca de les dades del fitxer. "Realment no esperava tenir èxit, però després d'unes 200 hores de comparar manualment les imatges de diferents òrbites de Magellan, vaig veure dues imatges de la mateixa regió preses amb vuit mesos de diferència que mostraven canvis geològics reveladors causats per una erupció".

La cerca i les seves conclusions es descriuen en un nou estudi publicat a la revista Science. Herrick també va presentar els resultats a la 54a Conferència sobre Ciència Lunar i Planetària, celebrada a Woodlands (Texas) el 15 de març.

Clic per engrandir. A l'esquerra es mostren les dades d'alçada de la regió de Maat i Ozza Mons a la superfície de Venus, amb l'àrea d'estudi indicada pel requadre negre. A la dreta es mostren les observacions de Magellan abans (A) i després (B) del respirador expandit a Maat Mons, amb possibles nous fluxos de lava després d'un esdeveniment eruptiu. Crèdits: Robert Herrick/UAF

Modelar un volcà

Els canvis geològics descoberts per Herrick es van produir a Atla Regio, una vasta regió muntanyenca propera a l'equador de Venus que allotja dos dels majors volcans del planeta, Ozza Mons i Maat Mons. Durant molt de temps es va pensar que la regió era volcànicament activa, però no hi havia proves directes d'activitat recent. En escrutar les imatges del radar de Magellan, Herrick va identificar una fumarola volcànica associada a Maat Mons que va canviar significativament entre febrer i octubre de 1991.

A la imatge del febrer, el respirador semblava gairebé circular i cobria una àrea de menys de 2,2 quilòmetres quadrats. Tenia costats interiors costeruts i mostrava signes de lava escorreguda pels vessants exteriors, factors que donaven indicis d'activitat. En imatges de radar captades vuit mesos després, la mateixa xemeneia havia duplicat la mida i s'havia deformat. També semblava estar plena fins a la vora d'un llac de lava.

 

Però com que les dues observacions es van realitzar des d'angles de visió oposats, tenien perspectives diferents, cosa que en dificultava la comparació. La baixa resolució de les dades de fa tres dècades va complicar encara més la feina. 

Herrick va col·laborar amb Scott Hensley, del JPL, científic del projecte VERITAS i especialista en l'anàlisi de dades de radar com les de Magellan. Els dos investigadors van crear models informàtics del respirador en diferents configuracions per provar diferents escenaris d'esdeveniments geològics, com ara esllavissades de terra. A partir d'aquests models, van arribar a la conclusió que només una erupció podria haver causat el canvi.

"Només un parell de les simulacions coincidien amb les imatges, i l'escenari més probable és que es produís activitat volcànica a la superfície de Venus durant la missió de Magellan", va dir Hensley. "Encara que aquest és només un punt de dades per a tot un planeta, confirma que hi ha activitat geològica moderna".

Els científics comparen la mida del flux de lava generat per l'activitat de Maat Mons amb l'erupció del Kilauea el 2018 a l'Illa Gran de Hawaii.

 

Clic per engrandir. Aquest mapa global anotat i simulat per ordinador de la superfície de Venus està elaborat a partir de dades de les missions Magellan i Pioneer Venus Orbiter de la NASA. Maat Mons, el volcà que ha mostrat signes d'una erupció recent, és dins del quadrat negre a prop de l'equador del planeta. Crèdit: NASA/JPL-Caltech.

El llegat de la Magellan

Herrick, Hensley i la resta de l´equip VERITAS estan impacients per veure com el conjunt d´instruments científics avançats i les dades d´alta resolució de la missió complementaran l´extraordinari cabal d´imatges de radar de Magellan, que va transformar el coneixement de Venus per part de la humanitat.

"Venus és un món enigmàtic i Magellan ens va oferir moltes possibilitats", va declarar Jennifer Whitten, investigadora principal adjunta de VERITAS a la Universitat Tulane de Nova Orleans. "Ara que estem molt segurs que el planeta va experimentar una erupció volcànica fa només 30 anys, aquesta és una petita bestreta de les increïbles descobertes que farà VERITAS".

VERITAS utilitzarà un radar d'obertura sintètica d'última generació per crear mapes globals en 3D i un espectròmetre d'infraroig proper per esbrinar de què està feta la superfície. La nau mesurarà també el camp gravitatori del planeta per determinar l'estructura de l'interior de Venus. Junts, els instruments oferiran pistes sobre els processos geològics passats i presents del planeta.

I mentre que les dades de Magellan eren al principi enutjoses d'estudiar -Herrick va dir que als anys 90 depenien de caixes de CD amb dades de Venus recopilades per la NASA i lliurades per correu-, les dades de VERITAS estaran disponibles en línia per a la comunitat científica. Això permetrà als investigadors aplicar tècniques d'avantguarda, com l'aprenentatge automàtic, per analitzar el planeta i ajudar a desvetllar els seus secrets més íntims.

Aquests estudis es complementaran amb EnVision, una missió de l'ESA (l'Agència Espacial Europea) a Venus el llançament del qual està previst per a principis de la dècada de 2030. La nau portarà el seu propi radar d'obertura sintètica (anomenat VenSAR), que s'està desenvolupant al JPL, així com un espectròmetre similar al que portarà VERITAS. Tant Hensley com Herrick són membres clau de l'equip científic de VenSAR.

Ho he vist aquí.

Catàleg Caldwell del Hubble. Objecte C68

Clic per engrandir. Caldwell 68. Crèdit: NASA, ESA, i K. Stapelfeldt (Jet Propulsion Laboratory); Processament: Gladys Kober (NASA/Catholic University of America)

El Hubble va captar aquesta imatge de la nebulosa de reflexió Caldwell 68 utilitzant la seva Càmera de Camp Ample i Planetària 2. Les nebuloses de reflexió són núvols de gas i pols formats per estrelles que brillen amb l'energia emesa per una estrella propera calenta. Les nebuloses poden brillar en diverses longituds d'ona de llum, però aquesta imatge en particular va ser capturada al rang visible de l'espectre electromagnètic. L'estrella que il·lumina Caldwell 68 és una estrella T Tauri, un tipus d'estrella jove la lluentor de la qual fluctua amb el temps. Sovint, les estrelles T Tauri tenen discos circumestel·lars. Aquests discos de runa envolten algunes estrelles joves i podrien convertir-se en sistemes solars molt semblants al nostre. Les observacions utilitzades per crear aquesta imatge formaven part d'un estudi d'estrelles T Tauri properes a la recerca de discs circumstel·lars visibles.

Caldwell 68, també coneguda com a NGC 6729, es troba a uns 400 anys llum de distància, en la constel·lació de la Corona Austral, la qual cosa la converteix en una de les regions de formació estel·lar més properes a la Terra. És una petita part del Núvol Molecular de la Corona Austral. Va ser descoberta per l'astrònom alemany Johann Friedrich Julius Schmidt el 1861 i té una magnitud aparent de 9,5. La nebulosa en forma de ventall sembla estendre's des de l'estrella R Coronae Australis (a la dreta en aquesta imatge del Hubble) cap a l'estrella T Coronae Australis (a l'esquerra a la imatge). També apareix a prop d'altres nebuloses més grans conegudes com NGC 6726, NGC 6727 i IC 4812. La millor època per observar Caldwell 68 és a finals d'estiu a l'hemisferi nord i a finals d'hivern a l'hemisferi sud. Es pot observar amb un telescopi petit.

Caldwell 68 al web de la NASA
Índex del Catàleg Caldwell del blog

Braços en espiral en formació al voltant d'una estrella gegant

Clic per engrandir. Aquesta és la primera vegada que els astrònoms observen la formació de braços espirals al voltant d'una protoestrella. Crèdit: Oleg, Adobe Stock

El 2019, els astrònoms van descobrir una protoestrella gràcies a les emissions de microones del seu disc d'acreció. Quatre anys després, el mateix equip va aconseguir definir els patrons d'aquest disc: s'hi han format braços espirals!

La vida i la mort d'una estrella i els seus planetes Aquest vídeo amb animacions recorre les principals etapes del naixement i la vida d'una estrella semblant al Sol, envoltada d'una processó planetària fins a la seva mort, en reprendre el cas del sistema solar. Podem distingir set etapes ja cobertes o que resten per cobrir en el seu cas, com mostren les imatges sintètiques amb comentaris en anglès.

Quatre anys abans, estranyes emissions van detectar màsers, procedents de la protoestrella a 22.000 anys llum de distància. Corresponent a la radiació provocada per l'emissió estimulada com passa amb els làsers, aquests màsers es troben al rang de microones i són testimonis dels esdeveniments astrofísics particulars. Aquesta vegada, l'origen es va identificar gràcies a la longitud d'ona de l'emissió màser corresponent a la molècula d'etanol, que és característic de les regions de formació estel·lar.

Aquestes emissions són rares, perquè els núvols moleculars que envolten les estrelles nadons absorbeixen la majoria dels raigs de llum i impedeixen l'observació del procés. Així, els astrònoms van poder caracteritzar la protoestrella el 2020, i després mirar-hi enrere fins avui, quan s'acaba de publicar un nou estudi a Nature Astronomy. Un equip internacional d'investigadors demostra un descobriment inesperat, basat en observacions fetes amb 25 radiotelescopis a 10 països: el disc d'acreció de l'estrella amb forma de quatre braços espirals!

Clic per engrandir. Les protoestrelles es formen en núvols moleculars densos i freds. Aquí, L1527, representat en aquesta imatge de la càmera d'infraroig proper amb l'instrument NIRCam del telescopi espacial James Webb de la NASA, es veu incrustat en un núvol de matèria que alimenta el seu creixement. Crèdit: NASA, ESA, ASC i STScl, J. DePasquale, A. Pagan i A. Koekemoer (STScI)

Els braços espirals s'estenen fins a 900 UA des de l'estrella

Anomenada G358.93-0.03-MM1, la protoestrella ja ha arribat a les vuit masses solars i encara no ha completat la seva fase d'acreció de matèria. Això és el que explica les emissions màser, subratlla l'estudi. En efecte, en el cas de masses elevades, es produeixen brots de creixement molt curts i intensos, anomenats arrencades d'acreció. Un procés molt energètic, que després pot donar lloc a impulsos tèrmics, que exciten els màsers.

Durant el mapejat aquestes ones de calor que els investigadors van identificar una estructura en espiral; quatre braços que s'estenen entre 50 UA i 900 UA (una Unitat Astronòmica equival a la distància Terra-Sol, o 150 milions de quilòmetres). Segons els investigadors, es deuen a inestabilitats gravitatòries, causades per l'alta massa de la protoestrella. Poden provocar la fragmentació del disc d'acreció i la formació de braços espirals. "Sempre hem suposat que els braços espirals hi eren, però mai no hi ha hagut un enfocament observacional capaç de revelar-los fins ara", explica RA Burns en un article per a Physics World, primer autor de l'estudi.

Clic per engrandir. Els 4 braços espirals identificats pels investigadors al voltant de la protoestrella G358-MM1. Crèdit: RA Burns et al. 2023, Nature Astronomy

Sabem més sobre la formació d'estrelles massives

Segons els investigadors, aquests braços espirals també podrien explicar alguns misteris no resolts al voltant de la formació d'estrelles massives; aquests representen menys del 1% de les estrelles, mentre que les més comuns són les nanes vermelles, amb menys d'una massa solar. Però sense saber per què. "Hi ha hagut una escola de pensament que la formació d'estrelles de massa elevada ha de ser totalment diferent de la de les estrelles amb poca massa", diu RA Burns. "Però el que generalment trobem amb el temps és que no hi ha molta diferència".

"La principal diferència és que les estrelles de massa elevada produeixen molta més radiació, són molt més calentes, de manera que generalment empenyen contra l'acreció", continua. De fet, la pressió de radiació dins de l'estrella podria superar les forces d'acreció i bloquejar el procés d'acumulació de matèria. Però la protoestrella amb braços espirals demostra així que el fenomen segueix sent possible!

Ho he vist aquí.

Hi ha un estel nou al costat del forat negre del centre de la Via Làctia

Què hi fa allà? Els astrònoms es sorprenen amb aquesta jove estrella al costat del forat negre gegant de la Via Làctia.

Clic per engrandir. L'estrella que van detectar els investigadors no hi hauria de ser. Segons l'estudi, va néixer a un altre lloc i després va emigrar a causa de les interaccions. Crèdit: Anes Dreams, Adobe Stock

És ben sabut que els forats negres s'empassen tota la matèria que s'hi acosta. És per això que els astrònoms es van sorprendre molt al descobrir una estrella molt jove als voltants de Sagitari A* (Sgr A*), el forat negre supermassiu al centre de la Via Làctia. De moment, cap escenari aconsegueix explicar la seva presència.

Al cor del nostre galàxia, là Via Làctia, hi ha un forat negre supermassiu anomenat Sagitari A*, amb una massa equivalent a 4 milions de vegades la del Sol, es va fotografiar per primera vegada el 12 de maig de 2022, revelant la sorprenent estructura del seu disc d'acreció. Perquè, al seu voltant, la matèria escalfada a temperatures extremes gira a tota velocitat. Aquest tipus d'entorn és, per descomptat, hostil a la formació d'estrelles. 

I tanmateix... els investigadors informen en un estudi que acaben de publicar a The Astrophysical Journal l'observació d'una molt jove estrella a l'entorn de Sagitari A*. Es troba just al costat del clúster 13 de l'IRS, situat a 0,13 parsec del forat negre supermassiu anomenat X3a, pertany a la classe dels gegants, amb un diàmetre 10 vegades més gran que el del Sol, i una massa 15 vegades més gran. Només tindria 10.000 anys!

Clic per engrandir. Vistes detallades de l'entorn proper de Sgr A*, el forat negre central de la nostra galàxia. Podem veure l'estrella X3a detallada pels investigadors. Si X3a és realment una estrella jove en procés de formació, X3b i X3c corresponen a bombolles de gas calent. The Astrophysical Journal (2023). Doi: 10.3847/1538-4357/ACA977

Per garantir la seva presència, i especialment les seves característiques, els investigadors van utilitzar dades recollides per quatre telescopis diferents entre 1995 i 2020, en diferents longituds d'ona. Així, van establir que només la font de llum X3a era una estrella jove, mentre que X3, X3b i X3c només serien ("gotes calentes" a l'estudi), que poden interactuar amb X3a.

"Amb la seva gran massa d'unes deu vegades la massa solar, X3a és un gegant entre les estrelles, i aquests gegants estan madurant molt ràpidament. Vam tenir la sort de veure l'estrella massiva al mig de l'embolcall circumstel·lar semblant a un cometa. Posteriorment, vam identificar característiques clau associades a una edat jove, com ara l'embolcall circumstel·lar compacte que gira al seu voltant", va desenvolupar el coautor de l'estudi Michal Zajaček.

La "paradoxa de la joventut" o per què les estrelles neixen prop dels centres galàctics.

La formació estel·lar  comença en un núvol molecular que es col·lapsa sobre si mateix quan arriba a un cert nivell de densitat. Aleshores comença la primera etapa de formació estel·lar. Però, perquè comenci el procés, les condicions de la temperatura i pressió ho han de permetre: baixa temperatura i alta pressió. No obstant això, "la temperatura dels filaments gasosos i polsosos al centre galàctic (GC) supera una temperatura de gas d'uns 6.000 K i una temperatura de la pols d'uns 250 K", detalla la publicació. 

A més, l'entorn directe d'un forat negre també és hostil a causa dels efectes de marea exercit sobre tots els cossos dels voltants. Tant és així que anteriorment es suposava que només les estrelles particularment massives podrien arribar al centre galàctic sense ser esquinçades prèviament. Però fa 20 anys, es van descobrir estrelles de poca massa molt a prop de Sgr A*, sense que ningú ho pogués explicar. Així va néixer la "paradoxa de la joventut", descrita en diversos estudis: estrelles amb signatures d'estrelles joves i estrelles velles, properes als centres galàctics.

Clic per engrandir. La primera imatge de Sagitari A*, el forat negre central de la Via Làctia. És en el seu entorn immediat on es troba el sistema X3, amb la naixent estrella X3a. Crèdit: Col·laboració EHT

Un esdeveniment va traslladar X3a fora del seu lloc d'origen

L'estudi dels investigadors podria resoldre aquesta paradoxa, gràcies a l'exemple de X3a. En efecte, “resulta que hi ha una regió a uns quants anys llum del forat negre que compleix les condicions per a la formació d'estrelles. Aquesta regió, un anell de gas i pols, és prou fred i protegit de la radiació destructiva", va dir el primer autor de l'estudi, Florian Peißker. Així, l'estrella hauria nascut en un disc allunyat del forat negre, protegit de la radiació i les temperatures extremes. Aleshores, les interaccions núvol-núvol haurien provocat la seva migració a Sgr A*.

Segons l'estudi, el cúmul IRS 13 podria ser el bressol de moltes estrelles massives. Aleshores, els dos sistemes X3 i IRS 13 haurien estat separats per forces de marea del forat negre, sumat a les forces d'expulsió causades per X3a. De fet, el fenomen d'acreció de matèria per part d'una estrella naixent s'acompanya de fases d'ejecció de matèria a molt alta velocitat, creant de vegades bombolles de buit! Però aquesta hipòtesi no explica els fluxos bipolars detectats en un estudi anterior, explica la publicació.

Finalment, cap escenari pot explicar totes les observacions realitzades. Així, els investigadors subratllen la necessitat de noves observacions més profundes. "En una perspectiva a mitjà termini, les observacions futures del centre galàctic amb el Telescopi espacial James Webb, utilitzant les dades MIRI IFU (unitat de camp integral), podria afegir informació valuosa sobre aquests escenaris".

Ho he vist aquí.

La humanitat va veure per primera vegada aquesta supernova el 1572

Aquest romanent de supernova es diu Tycho, en honor a l'astrònom danès Tycho Brahe, que va observar la brillant resplendor d'aquesta nova "estrella" a la constel·lació de Cassiopea fa 451 anys.

Clic per engrandir. Un gran romanent de supernova amb aspecte de cotó de sucre domina el centre de la imatge. Els tons porpra fosc i blanc revelen dades de raigs X de l'IXPE, mentre que els vermells i blaus presenten raigs X detectats per l'Observatori de Raigs X Chandra de la NASA. El fons de la imatge està esquitxat d'estrelles de blau, vermell, verd i groc, observades pel Digitized Sky Survey (Estudi digitalitzat del cel). Crèdits: Raigs X (IXPE: NASA/ASI/MSFC/INAF/R. Ferrazzoli, et al.), (Chandra: NASA/CXC/RIKEN & GSFC/T. Sato et al.) Òptic: DSS Processament d'imatges: NASA /CXC/SAO/K. Arcand, L.Frattare i N.Wolk

Les noves observacions del nostre Explorador de Polarimetria de Raigs X per Imatges (IXPE) s'han basat en dades anteriors recollides per l'Observatori de Raigs X Chandra de la NASA. Les troballes d'IXPE van revelar, per primer cop, la geometria dels camps magnètics propers a l'onada de xoc. Comprendre la geometria del camp magnètic permet als científics abordar algunes de les qüestions més importants de l'astrofísica, com ara com Tycho i altres objectes acceleren partícules més a prop de la velocitat de la llum que els acceleradors de partícules més potents de la Terra.

La mateixa explosió de la supernova Tycho va alliberar tanta energia com la que emetria el Sol durant 10.000 milions d'anys. Aquesta brillantor va fer que la supernova Tycho fos visible a simple vista aquí a la Terra el 1572, quan va ser vista per Brahe i altres observadors d'estrelles, entre els quals es podria trobar un William Shakespeare de 8 anys, que la descriuria en un dels primers passatges de Hamlet a finals del segle XVII.

Ho he vist aquí.

Es mesura per primera vegada la massa d'una “estrella morta” solitària

El innovador mesurament de la nana blanca LAWD 37 realitzada amb el Hubble ens dóna una pista de com serà el Sol al final de la seva vida.

Els astrònoms han mesurat per primera vegada la massa d'una estrella nana blanca solitària. Aquest tipus de romanent estel·lar fumejant es forma al final de la vida de les estrelles de baixa massa i serà el que deixi darrere seu el Sol quan mori d'aquí a uns 5.000 milions d'anys.

El telescopi espacial Hubble va mesurar la massa d'una nana blanca anomenada LAWD 37, que es va cremar fa més de mil milions d'anys. A la feina, els científics van utilitzar un fenomen predit per primera vegada el 1915 per Albert Einstein anomenat "lent gravitatòria", que consisteix en la curvatura de la llum per objectes de gran massa. L'equip va determinar que LAWD 37 té una massa propera al 56% de la del Sol. La troballa confirma les teories actuals sobre la formació i evolució d'aquestes restes estel·lars. Aquesta nana blanca s'ha estudiat bé perquè està relativament a prop de la Terra, a 15 anys llum, a la constel·lació de la Mosca.

"Com que aquesta nana blanca està relativament a prop nostre, tenim moltes dades sobre ella: tenim informació sobre el seu espectre de llum, però la peça que faltava al trencaclosques era mesurar la seva massa", afirma en un comunicat Peter McGill, astrònom de la Universitat de Califòrnia a Santa Cruz, que va dirigir la investigació.

Clic per engrandir. Imatge del telescopi espacial Hubble d'una estrella nana blanca anomenada LAWD 37. Crèdit: NASA, ESA, P. McGill (Univ. de Califòrnia, Santa Creu i Universitat de Cambridge), K. Sahu (STScI), J. Depasquale (STScI).

És la primera vegada que els astrònoms calculen la massa d'una nana blanca solitària, però ja havien fet mesures similars anteriorment per a nanes blanques en associacions binàries amb altres estrelles.

 

Per parelles, els astrònoms poden obtenir una mesura de la massa aplicant la teoria de la gravetat de Newton al moviment de dues estrelles que orbiten entre si. Això no obstant, pot ser un procés incert, especialment quan l'estrella companya té una òrbita llarga de centenars o milers d'anys.

Per mesurar la massa d'aquest estel únic, els investigadors van recórrer a la formulació de la gravetat d'Einstein, la seva teoria de la relativitat general.

Com Einstein va ajudar a mesurar una estrella morta

La relativitat general suggereix que els objectes de gran massa "deformen" el teixit mateix de l'espai-temps. Com més gran és la massa, més gran és la "abonyegament" que causa a l'espai.

Quan la llum d'un objecte de fons passa per aquesta deformació, es desvia un efecte que pot amplificar la llum o fins i tot fer que l'objecte de fons aparegui a diversos llocs alhora. Tot i això, el més habitual és que la deformació provoqui un canvi en la posició aparent de l'objecte de fons.

La massa de l'objecte lent que causa l'efecte es pot obtenir mesurant la intensitat amb què es desvia la llum i, per tant, el desplaçament de la posició que provoca quan els astrònoms observen l'objecte de fons. Això és cert fins i tot si el desplaçament és petit, com passa en els casos de microlent com el d'aquesta nana blanca en particular.

A les noves observacions, LAWD 37 va actuar com una lent gravitatòria en primer pla, desviant lleugerament la llum procedent d'una estrella de fons que passava per davant i desplaçant la seva posició al cel. Aquest desplaçament va permetre a McGill i al seu equip mesurar la massa de LAWD 37. Els investigadors havien utilitzat un procés similar per trobar la massa d'una altra nana blanca el 2017, però aquest romanent estel·lar estava en un sistema binari, no era una estrella morta en solitari com LAWD 37.

Clic per engrandir. Un diagrama mostra com un objecte massiu, com una estrella nana blanca, pot deformar l'espai-temps, fent que una estrella de fons aparegui en un lloc diferent del que es troba en realitat. Crèdit: NASA, ESA, A. Feild. Infografia en català: Sci-Bit

McGill i els seus col·legues es van poder centrar a LAWD 37 gràcies a la missió GAIA de l'Agència Espacial Europea, que mesura amb precisió les posicions d'uns 2.000 milions d'estrelles. L'ús de múltiples imatges de Gaia permet als astrònoms seguir el moviment d'una estrella, per la qual cosa l'equip va poder predir que LAWD 37 passaria davant de l'estrella de fons el novembre del 2019.

Armats amb aquesta previsió, els científics van utilitzar el Hubble durant diversos anys per mesurar el canvi en la posició aparent de l'estrella de fons a mesura que la nana blanca passava davant seu.

"Aquests fenòmens són poc freqüents i els efectes són mínims", explica McGill. "Per exemple, la mida del nostre desplaçament mesurat és com mesurar la longitud d'un cotxe a la Lluna vist des de la Terra".

L'equip també va haver d'extreure la llum tènue de les estrelles de fons de la resplendor de LAWD 37, unes 400 vegades més brillant. Afortunadament, el Hubble és prou potent per fer aquest tipus d'observacions d'alt contrast en llum visible.

Leigh Smith, astrònom de la Universitat de Cambridge (Regne Unit) i coautor de la investigació, afirma al comunicat: "Fins i tot quan s'ha identificat un succés d'aquest tipus, únic en un milió, segueix sent extremadament difícil fer aquests mesuraments. La resplendor de la nana blanca pot causar ratlles en adreces impredictibles, cosa que significa que vam haver d'analitzar cadascuna de les observacions del Hubble amb extrema cura, i les seves limitacions, per modelar l'esdeveniment i estimar la massa de LAWD 37".

La investigació de l'equip es descriu en un article publicat el 6 de desembre a la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Ho he vist aquí.

El James Webb descobreix nous detalls del cúmul de Pandora

Els astrònoms han revelat la darrera imatge de camp profund del telescopi espacial James Webb de la NASA, que mostra detalls mai vistos en una regió de l'espai coneguda com a Cúmul de Pandora (Abell 2744). La imatge del Webb mostra tres cúmuls de galàxies, ja de per si massius, que s'uneixen per formar un megacúmul. La massa combinada dels cúmuls de galàxies crea una potent lent gravitatòria, un efecte d'augment natural de la gravetat, que permet observar galàxies molt més llunyanes de l'univers primitiu utilitzant el cúmul com una lupa.

Clic per engrandir. Els astrònoms estimen que 50.000 fonts de llum infraroja propera estan representades en aquesta imatge del telescopi espacial James Webb de la NASA. La llum ha recorregut distàncies variables per arribar als detectors del telescopi, representant la immensitat de l'espai en una sola imatge. Crèdits: NASA, ESA, CSA, I. Labbe (Swinburne University of Technology) i R. Bezanson (University of Pittsburgh). Processament de la imatge: Alyssa Pagan (STScI)

El Telescopi Espacial Hubble de la NASA només havia estudiat detalladament el nucli central de Pandora. Combinant els potents instruments infrarojos del Webb amb una àmplia vista en mosaic de les múltiples àrees de lents de la regió, els astrònoms pretenen assolir un equilibri d'amplitud i profunditat que obrirà una nova frontera en l'estudi de la cosmologia i l'evolució de les galàxies.

"L'antic mite de Pandora es refereix a la curiositat humana i als descobriments que separen el passat del futur, cosa que em sembla una connexió adequada amb els nous regnes de l'univers que Webb està obrint, inclosa aquesta imatge de camp profund del cúmul de Pandora", va declarar l'astrònoma Rachel Bezanson, de la Universitat de Pittsburgh (Pennsilvània), co-investigadora principal del projecte "Ultradeep NIRSpec i NIRCam ObserVations of Pandora's Cluster", i de "NIRCam ObserVations before the Epoch of Reionization". Programa UNCOVER per estudiar la regió.

"Quan rebem les primeres imatges del cúmul de Pandora procedents del Webb, ens quedem impressionats", afirma Bezanson. "Hi havia tant detall en el primer pla del cúmul i tantes galàxies llunyanes amb lent que em vaig perdre a la imatge. Webb va superar les nostres expectatives". La nova imatge del cúmul de Pandora reuneix quatre instantànies del Webb en una imatge panoràmica que mostra unes 50.000 fonts de llum a l'infraroig proper.

A més de l'augment, les lents gravitacionals distorsionen l'aspecte de les galàxies llunyanes, de manera que es veuen molt diferents de les que estan en primer pla. La "lent" del cúmul de galàxies és tan massiva que deforma el propi teixit de l'espai, prou perquè la llum de les galàxies llunyanes que travessa aquest espai deformat també adopti un aspecte deformat.

L'astrònom Ivo Labbe, de la Universitat Tecnològica de Swinburne, a Melbourne (Austràlia), co-investigador principal del programa UNCOVER, va assenyalar que al nucli de lents situat a la part inferior dreta de la imatge del Webb, que mai havia estat fotografiat pel Hubble, el Webb va revelar centenars de galàxies llunyanes amb lents que apareixen com a tènues línies arquejades a la imatge. En acostar la imatge a la regió, n'apareixen cada cop més.

"El cúmul de Pandora, tal com ha estat fotografiat pel Webb, ens mostra una lent més forta, més ampla, més profunda i millor del que mai abans havíem vist", va afirmar Labbe. "La meva primera reacció davant la imatge va ser que era tan bella que semblava una simulació de formació de galàxies. Vam haver de recordar-nos nosaltres mateixos que es tractava de dades reals, i que ara estem treballant en una nova era de l'astronomia".

L'equip d'UNCOVER va utilitzar la càmera d'infraroig proper de Webb (NIRCam) per capturar el cúmul amb exposicions d'entre 4 i 6 hores de durada, fet que suposa un total d'unes 30 hores d'observació. El pas següent consistirà a analitzar meticulosament les dades de les imatges i seleccionar galàxies per fer observacions de seguiment amb l'espectrògraf d'infraroig proper (NIRSpec), que proporcionarà mesures precises de les distàncies, juntament amb una altra informació detallada sobre la composició de les galàxies amb lents, fet que aportarà nous coneixements sobre els inicis de l'assemblatge i l'evolució de les galàxies. L'equip d'UNCOVER espera fer aquestes observacions amb NIRSpec a l'estiu del 2023.

Mentrestant, totes les dades fotomètriques de NIRCam s'han fet públiques perquè altres astrònoms s'hi puguin familiaritzar i planificar els seus propis estudis científics amb els rics conjunts de dades del Webb. "Estem compromesos a ajudar la comunitat astronòmica a fer el millor ús possible del fantàstic recurs que tenim amb el Webb", va dir el coinvestigador d'UNCOVER Gabriel Brammer, del Cosmic Dawn Center de l'Institut Niels Bohr de la Universitat de Copenhaguen. "Això és només el principi de tota la sorprenent ciència del Webb que ha de venir".

Els mosaics d'imatges i el catàleg de fonts del Cúmul de Pandora (Abell 2744) proporcionats per l'equip UNCOVER combinen dades del Hubble disponibles públicament amb fotometria Webb de tres programes d'observació primerenca: JWST-GO-2561, JWST-DD-ERS- 1324, i JWST-DD-2756.

Ho he vist aquí.

Tots per a un i un per a tots

Aquest espectacular trio de galàxies en fusió a la constel·lació del Bover va ser capturat pel Telescopi Hubble de la NASA. Aquestes tres galàxies estan destinades a un futur dinàmic: en la seva trajectòria de col·lisió, acabaran fusionant-se en una única galàxia més gran, distorsionant i remodelant les seves formes en el procés.

Aquest trio és una combinació relativament rara de tres grans galàxies amb formació estel·lar situades a només 50.000 anys llum les unes de les altres. Tot i que pugui semblar una distància segura, per a les galàxies això les converteix en veïnes extremadament properes. 

Aquesta imatge es va fer mentre es buscaven les galàxies més brillants del cúmul (Brightest Cluster Galaxies, BCG) que, com el seu nom indica, són les galàxies més brillants d'un cúmul de galàxies. Els astrònoms sospiten que les BCG es formen per la fusió de grans galàxies riques de gas com les que es veuen aquí.

Clic per engrandir. Una galàxia no relacionada en primer pla sembla surar serenament a prop d'aquesta escena, i les formes borroses de galàxies molt més distants són visibles al fons negre profund de l'espai. Crèdit: SA/Hubble & NASA, M. Sun

Clic per engrandir. Tres galàxies blaves, roses i grogues ocupen el centre de l'escena quan semblen col·lisionar entre si. Cadascuna de les seves formes individuals està notablement pertorbada per les seves galàxies veïnes. Crèdit: SA/Hubble & NASA, M. Sun

 

 

Ho he vist aquí.