Estrelles, en la seves multituds.

Clic a l'imatge per engrandir. Aquesta foto del Hubble està dividida visualment en dues zones de la mateixa mida. A la dreta, un grapat de brillants estrelles blanques i blaves destaquen sobre el fons de l'espai. A la banda esquerra, núvols arremolinats de color taronja, vermell i negre formen una nebulosa gegantina, amb un circell arrodonit que sembla estendre's cap al camp estel·lar de la dreta. Aquesta imatge ha estat girada 90 graus en el sentit de les agulles del rellotge pel que fa a la seva orientació original. Crèdit: NASA, ESA i Jesús Maíz Apellániz (Institut d'Astrofísica d'Andalusia, Espanya).

El telescopi en òrbita Hubble de la NASA va capturar aquesta vista del cúmul estel·lar Pismis 24 el 2006. Forma part de la nebulosa NGC 6357, que aquí es veu en taronja-vermell. Els forts vents estel·lars procedents de les joves estrelles del cúmul estan empenyent els materials de la nebulosa.

El cor d'aquest cúmul acull un objecte inusual: Pismis 24-1, que al seu dia es va pensar que era una de les estrelles més grans de la nostra galàxia, amb una massa tan gran com 300 sols. Tot i això, posteriors observacions del Hubble van descobrir que Pismis 24-1 era en realitat dues estrelles separades, cadascuna d'unes 100 masses solars.

Ho he vist aquí.

Dues amigues passant l'estona.

Clic a l'imatge per engrandir. Dues galàxies distants observades pel telescopi Hubble de la NASA. A l'esquerra, una galàxia es troba en un angle de 90 graus respecte a la Terra al disc. L'angle de visió crea una línia inclinada prima a través de l'espai com un esquinçament en un llenç amb carrils d'estrelles més fosques i vermelloses que en siluetegen la forma. A la dreta de la imatge, una gran galàxia espiral estén llargues esteles d'estrelles i gas en tons blaus que es tornen grocs cap al centre galàctic. El fons de la imatge és la negror de l'espai esquitxada de punts brillants d'estrelles i galàxies llunyanes. Crèdit: NASA, ESA, i M. Mutchler (STScI)

Aquesta parella estrellades ofereixen una idea de com seria la nostra Via Làctia per a un observador extern. La galàxia de costat és NGC 4302, i la galàxia inclinada és NGC 4298. Ambdues galàxies són a uns 55 milions d'anys llum de distància, es troben a la constel·lació de Coma Berenices i van ser descobertes juntes el 1784 per l'astrònom William Herschel.

Encara que aquestes galàxies semblen força diferents entre si pel fet que les veiem des de diferents angles del cel, la seva estructura i contingut són molt similars. Ambdues galàxies són una mica bàsiques, pel que fa a les galàxies. Com que són galàxies espirals típiques, tenen braços d'estrelles joves que serpentegen cap a l'exterior des dels seus centres. Aquests braços brillants són regions de formació estel·lar intensa. Igual que altres galàxies espirals, tenen protuberàncies centrals envoltades per un tènue halo d'estrelles i barres que s'estenen des de les protuberàncies centrals fins als braços.

Ho he vist aquí.

Per primera vegada, els físics radiografien un sol àtom

Clic a l'imatge per engrandir. Investigadors de la Universitat d'Ohio (Estats Units) han desenvolupat una tècnica que permet radiografiar un sol àtom. Crèdit: k_e_n, Adobe Stock
 
Els microscopis més potents ja ens havien donat imatges d'àtoms individuals. Però sense permetre identificar-ne la naturalesa. Per a això, els físics havien de ser capaços de radiografiar-los, radia'ls amb raigs X. Ara és possible.

Els raigs X s'utilitzen als aeroports per escanejar l'equipatge. Però també als hospitals, per detectar ossos trencats. La NASA n'ha equipat el rover Curiosity per permetre'n analitzar la composició de les roques marcianes. És un dels usos més importants dels raigs X avui en dia. Un equip d'investigadors liderat per un físic de la Universitat d'Ohio (Estats Units) acaba de fer un avenç espectacular en aquest àmbit en aconseguir radiografiar un sol àtom.

Cal destacar que, fins ara, la sensibilitat dels instruments no permetia sondar mostres de menys d'un atograma, menys de 10^-18 grams. És petit. Però encara representa uns 10.000 àtoms. Entenem millor per què els científics parlen d'un "somni que es fa realitat".

"Aquest descobriment transformarà el nostre món"

"Els àtoms poden veure's en imatges rutinàriament amb microscopis d'escaneig, però sense raigs X no es pot dir de què estan fets. Ara podem detectar exactament el tipus d'un àtom en particular, un àtom alhora, i mesurar simultàniament el seu estat químic", va dir el físic de la Universitat d'Ohio Saw Wai Hla en un comunicat. "Aquesta tecnologia podria revolucionar la investigació i donar lloc a noves tecnologies en àmbits com la informació quàntica i la detecció d'elements traça en la investigació mediambiental i mèdica, per citar-ne alguns", afegeix Tolulope Michael Ajayi, primer autor dels treballs. "És indiscutible, aquest descobriment transformarà el nostre món", afegeix Saw Wai Hla.

Clic a l'imatge per engrandir. Quan els raigs X, en blau, il·luminen un àtom de ferro, en vermell al centre de la molècula, els electrons del nivell central són excitats. Els electrons excitats pels raigs X son immediatament "tunel·litzats" cap a la punta del detector, en gris, mitjançant orbitals atòmics/moleculars superposats, proporcionant informació valuosa sobre l'àtom de ferro. Crèdit: Universitat d'Ohio

Aquesta informació extreta de la primera imatge de raigs X d'un àtom

No menys de dotze anys que el físic porta treballant en el desenvolupament d'aquesta tecnologia. El camí ha estat llarg. Entenem el seu entusiasme.

Els que finalment els investigadors van aconseguir identificar són un àtom de ferro (Fe) i un àtom de terbi (Tb) inserits a les molècules. Tot gràcies a una instal·lació especialment dissenyada per a aquesta òptica. Com que la radiació de raigs X d'un sol àtom és extremadament feble, els investigadors van millorar els detectors existents col·locant una punta metàl·lica molt a prop de la mostra. Per recollir de manera més eficient els electrons excitats pels raigs X. Els científics anomenen la tècnica de microscòpia de túnel d'exploració de sincrotró de raigs X (SX-STM).

Clic a l'imatge per engrandir. Ens emociona compartir la nostra darrera publicació! Us heu preguntat mai quina és la signatura de raigs X d'un sol àtom? Crèdit: Sarah Wiegholf, Nature.

La motivació principal dels investigadors de la Universitat d'Ohio va ser desenvolupar una manera d'entendre amb èxit les propietats químiques i físiques dels materials a nivell fonamental. Basat en un àtom individual. A més d'obtenir la signatura de raigs X d'un àtom, l'objectiu principal era, doncs, utilitzar aquesta tècnica per estudiar l'efecte del medi ambient en un sol àtom de terres rares. "També vam detectar els estats químics dels àtoms individuals", diu Saw Wai Hla. "I comparant els estats químics d'un àtom de ferro i un àtom de terbi dins d'hostes moleculars, trobem que el segon, un metall del grup de terres rares, està bastant aïllat i no canvia d'estat químic mentre que el primer interacciona fortament amb el seu entorn".
 

Ho he vist aquí.

La explosió còsmica més gran detectada en anys!

Clic a l'imatge per engrandir. Imatge de IA per a una explosió còsmica. Crèdit: DALL E

                   
N2016aps, la supernova més brillant mai vista. Quan arriba la seva última hora, les estrelles massives exploten com a supernoves en un gran malbaratament d'energia. Descoberta el 2016, SN2016aps apareix als ulls dels investigadors com la supernova més brillant, més energètica i més massiva mai observada.

No ho havíem vist des del descobriment dels quàsars. Una font de llum extraordinària es comporta una mica com una explosió de supernoves excepte que és més brillant que totes aquestes explosions observades, si se n'exceptuen alguns esclats gamma, i que dura molt més temps, en aquest cas des de fa tres anys sota la mirada dels telescopis.  La seva naturalesa continua sent objecte de debat.

Els astrònoms observen de tant en tant l'aparició de noves estrelles, o el que ho sembla, a la volta celeste. Només brillen uns mesos com a màxim abans de desaparèixer tan misteriosament com havien aparegut. Finalment, aquesta és la descripció de la perplexitat d'alguns bípedes carbonitzats (per reprendre l'expressió d'Arthur Clarke) a la Terra abans dels anys 1930, quan els astrofísics van descobrir la naturalesa de les supernoves, com la de Kepler o la de 1987 a un dels núvols de Magalhães.

Gairebé un segle després, com mostra un article publicat a Monthly Notices of the Royal Astronomical Society i en lliure accés arXiv, un equip d'astrònoms dirigit per investigadors britànics de la Universitat de Southampton anuncia que han descobert la explosió còsmica més gran mai vista i els astrofísics no estan segurs de quina és la causa, encara que tenen algunes idees sobre això.

El fenomen, batejat AT2021lwx, és deu vegades més brillant que en el cas de les supernoves que s'havien observat abans i tres vegades més brillant que el d'un Tidal disruption event (o TDE), cosa que es pot traduir en «esdeveniment de disrupció de marea» que acompanya la formació de les famoses creps estel·lars de Jean-Pierre Luminet i Brandon Carter. En aquest cas, s'observa una estrella que ha passat massa a prop d'un forat negre supermassiu i que en pateix les conseqüències sota l'efecte de les forces de marea associades a aquest tipus de behemoth còsmic.

Podeu triar l'idioma de subtitulació a la configuració del vídeo. Una presentació del TDE designat per ASASSN-19bt observat per TESS i SWIFT. ASASSN-19bt (els dos últims dígits indiquen l'any, després les lletres l'ordre dels descobriments) va ser detectat el 29 de gener de 2019 en el marc de l'All Sky Automated Survey for supernovae (estudi automatitzat per tot el cel de supernoves), abreujat ASAS-SN (pronunciat assassí en francés). Equipat amb telescopis robòtics a tots dos hemisferis, nord i sud, caça noves supernoves cobrint tota la volta celeste cada dos dies. Crèdit: NASA Goddard

Un nucli actiu de galàxia?

AT2021lwx no té el rècord de brillantor, es coneixen esclats gamma més brillants, com GRB 221009A. Però en aquests casos, l'alliberament d'energia es fa en molt poc temps, només unes deu hores, mentre que AT2021lwx brilla encara des de fa tres anys!

La quantitat d'energia alliberada és doncs prodigiosa, molt més que en el cas de les supernoves ordinàries també, ja que no duren més que alguns mesos. No sense recordar què passa amb els quàsars que també alliberen quantitats d'energia que semblaven inversemblants. Quan aquests nuclis actius de galàxies van ser identificats a la dècada de 1960, els astrofísics del nivell d'Igor Novikov i Yuval Ne'Eman estaven tan perplexos davant d'ells que van proposar que els quàsars eren en realitat forats blancs. És a dir, regions de l'univers l'expansió de les quals en el moment del Big Bang s'havia endarrerit (hipòtesi dels lagging core), o l'altre extrem dels forats de cuc que expulsaven la matèria que havien absorbit en forma de forats negres en una altra part del cosmos, fins i tot en un altre univers.

No obstant això, malgrat ser de brillantor variable, els quàsars no s'encenen com a AT2021lwx i de moment no existeix cap rastre d'un astre que es podria associar amb ell abans del seu descobriment per primera vegada el 2020, en el marc del programa d'observació Zwicky Transient Facility (ZTF). Aquest programa utilitza des del 2018 el telescopi Samuel-Oschin de l'observatori Palomar a Califòrnia, Estats Units.

Una variant d'un TDE?

El ZTF va ser dissenyat per detectar objectes transitoris que canvien ràpidament de brillantor, com supernoves, esclats de raigs gamma i col·lisions entre dues estrelles de neutrons, així com petits cossos del Sistema Solar com estels i asteroides.

El que sí que sabem amb AT2021lwx és que ho estem veient tal com va passar fa uns 8.000 milions d'anys. L'equip que va fer el seu descobriment continua intentant descobrir el misteri de la seva naturalesa amb diversos telescopis diferents: el Neil Gehrels Swift Telescope (una col·laboració entre la NASA, el Regne Unit i Itàlia), el New Technology Telescope (operat per l'Observatori Europeu Austral) a Xile, i el Gran Telescopi de Canàries (Gran TeCan) a l'illa de La Palma, Espanya.

La hipòtesi més seriosament considerada pels astrofísics de moment seria la d'una variant del fenomen de TDE amb una estrella. Seria un enorme núvol de gas, potser amb milers de masses solars, que s'hauria acostat massa a un forat negre supermassiu. S'havia pensat que aquest escenari passaria amb el forat negre central de la Via Làctia, però no va ser així.

Probablement en sabrem molt més en uns anys... esperant que sigui només l'inici de fenòmens molt més exòtics.

Podeu triar l'idioma de subtitulació a la configuració del video. Fa anys, un núvol de gas anomenat G2 va passar a prop del forat negre central de la Via Làctia. Això és el que pensaven els investigadors sobre ell a principis del 2010. Crèdit: ESO, Martin Kornmesser i Luis Calçada.

 

Ho he vist aquí.

Saturn: els seus anells serien amb prou feines més antics que els dinosaures!

Clic a l'imatge per engrandir. Saturn i els seus anells vists per la IA. Crèdit: DALL·E

Cassini: 15 anys d'espectacle  L'any 2012, amb motiu del 15è aniversari del llançament de la missió Cassini-Huygens, la NASA va oferir una antologia d'imatges que mostraven els llacs de Tità, els guèisers d'Encèlad, la dansa de les llunes de Saturn així com el so de les ones de ràdio, emesa pels llamps a les tempestes de Saturn.

Els anells de Saturn són un somni i ens agradaria saber el seu origen, quan van néixer, per què... i si perduraran. Un nou gir torna a posar a l'ordre del dia, en consolidar-lo, una teoria proposada fa uns anys i basada en mesures de la sonda Cassini.

Una nova entrega de la saga de determinar l'edat de Saturn acaba d'arribar a la xarxa tal com mostra una publicació a Science Advances. Llegint un dels articles anteriors, podem comprovar que aquests són els treballs que ja realitzaven en aquell moment el físic Sascha Kempf, de la Universitat de Boulder a Colorado (EUA) i els seus col·legues, que tornen al capdavant de l'acció.

Segons els arguments esgrimits, els anells de Saturn s'haurien format com a molt fa només uns centenars de milions d'anys abans del naixement dels dinosaures a la Terra al final del Triàsic, fa d'uns 232 a 234 milions d'anys. L'article publicat el 14 de maig amb la nota de premsa de la Universitat de Boulder indica efectivament que els anells no serien més antics de 400 milions d'anys segons Kempf i els seus col·legues Nicolas Altobelli de l'Agència Espacial Europea, Jürgen Schmidt de la Freie Universität Berlin, Jeffrey Cuzzi i Paul Estrada del Centre de Recerca Ames de la NASA, i Ralf Srama de la Universität de Stuttgart.

Podeu triar l'idioma de subtitulació a la configuració del vídeo. Sabeu on sou? Al cor dels anells de Saturn. Estan formats per grans de gel molt petits, d'unes desenes de mil·límetres fins a uns quants metres, però és minúscul a l'escala del planeta. Crèdit: CNES.
                      
Recordem que les primeres observacions dels anells de Saturn daten de Galileu i que el primer a comprendre la seva naturalesa va ser el físic James Clerk Maxwell, a qui devem la constitució del sistema d'equacions per descriure els fenòmens electromagnètics a la física clàssica que impliquen l'existència d'ones que Maxwell va identificar com a ones de llum. "En certa manera, hem resolt una pregunta que va començar amb James Clerk Maxwell", explica Kempf, professor del Laboratori de Física Atmosfèrica i Espacial (LASP) de CU Boulder.

Capes de pols còsmica

Si és així, caldrà esperar que la noosfera adquireixi instruments que Galileu i Maxwell probablement no s'imaginaven, és a dir, d'una banda, la sonda Cassini, i d'altra banda l'analitzador de pols còsmic que va permetre Kempf i els seus col·legues per analitzar el corrent de micrometeorits que cauen sobre els anells de Saturn entre el 2004 i el 2017. En aquest corrent, 163 grans que no podrien haver vingut de les llunes del sistema saturnià s'han identificat, fet que ha estat decisiu per deduir l'edat dels anells.

De fet, avui sabem que la pols que constitueix aquests anells és gairebé gel d'aigua pura, la qual cosa els dóna una certa reflectivitat. Això s'ha de veure afectat per l'arribada de micrometeorits externs que s'instal·len sobre ells com la pols d'una habitació al llarg del temps.

Suposant una taxa de deposició de pols còsmica relativament constant durant milions d'anys, la reflectivitat mesurada dels anells de Saturn indica, per tant, la seva edat i per tant, seria molt inferior a la del planeta i que ha de ser la del sistema solar, uns 4.500 milions d'anys.

No obstant això, com afirma Kempf, "Sabem aproximadament l'edat dels anells, però això no resol cap dels nostres altres problemes. Encara no sabem en primer lloc com es van formar aquests anells".

Podeu triar l'idioma de subtitulació a la configuració del video. Sébastien Charnoz és professor de ciències planetàries a la Universitat de Paris Cité i a l'Institut de Physique du Globe de Paris. Sébastien Charnoz és un antic membre de la missió Cassini i especialista en formació planetària. La seva presentació recull les diferents hipòtesis sobre l'origen dels anells. Aborda la viva controvèrsia científica que va tenir lloc el 2018 després de la primera mesura de la massa dels anells i les seves possibles implicacions per a l'edat del sistema saturnià. Acaba explorant la possibilitat de l'existència d'exollunes i exoanells al voltant dels exoplanetes. Crèdit: Festival d'Astronomie de Fleurance.

Ho he vist aquí.

Ingenuity observa l'explorador de Mart, Perseverance

Aquestes imatges van ser preses per l'Ingenuity durant el 51è vol de l'helicòpter marcià el 22 d'abril del 2023, el 772è dia marcià, o sol, de la missió del rover. En el moment de la presa, l'helicòpter era a una altitud d'uns 12 metres.

Pots veure l'explorador de Mart?

Clic a l'imatge per engrandir. El rover es troba a la part superior esquerra de la imatge, estacionat en un aflorament rocós de tons clars. Les petjades del Perseverance s'estenen des de la ubicació fins a la part superior dreta de la imatge. L'ombra de l'helicòpter es pot veure just a la dreta i per sota del centre de la imatge. A la part inferior central de la imatge es pot veure un petit tros triangular de restes del sistema d'entrada, descens i aterratge del rover. Crèdit: NASA/JPL-Caltech⁣.

Clic a l'imatge per engrandir. Vista ampliada del Perseverance. La imatge és granulada en comparació amb la imatge completa, però es pot distingir la forma del rover a l'aflorament rocós. Crèdit: NASA/JPL-Caltech⁣.

Ho he vist aquí.

Deixa't arrossegar a la "Setmana del Forat Negre" (BlackHoleWeek)

Aquesta setmana celebrem els Forats Negres, que es troben al centre de la majoria de les galàxies -inclosa la nostra- o que de tant en tant els trobem voltant pel cosmos. Amb imatges com aquestes, creades utilitzant dades de raigs X del NuSTAR sigles en anglès de Nuclear Spectroscopic Telescope Array (Conjunt de telescopis espectroscòpics nuclears) i en llum visible del Hubble, els astrònoms estudien com interactuen els forats negres quan les seves galàxies col·lisionen. Aquí, el forat negre supermassiu de la galàxia de la dreta está consumint la galàxia de l'esquerra en un procés anomenat acreció.

Clic a l'imatge per engrandir. Dues galàxies en remolí apareixen en blau, blanc, taronja i marró mentre envolten un punt central a prop del centre de la imatge. Taques de color blau clar i blanc esquitxen les dues galàxies de forma ovalada, així com una petita taca per sobre i a la dreta de la parella. Algunes estrelles i galàxies es poden veure al voltant de les dues galàxies centrals, però estan distants i difuminades al fons. Crèdit: NASA/JPL-Caltech/GSFC⁣.

Els astrònoms divideixen els forats negres en tres categories, depenent de la seva massa, i els forats negres supermassius són els més grans. Els forats negres poden ser tan "petits" com unes poques vegades la massa del nostre Sol – o poden ser més massius que milers de milions dels nostres Sols junts.

Clic a l'imatge per engrandir. La mateixa imatge que la primera, però amb dades de NuSTAR superposades, mostrant blau, vermell i groc sobre el punt central de la imatge. Crèdit: NASA/JPL-Caltech/GSFC⁣.

Ho he vist aquí.

Una galàxia amb un forat negre brilla en una imatge de Chandra i IXPE

 

Clic a l'imatge per engrandir. Galàxia Centaure A. Crèdits: X-ray: (IXPE) NASA/MSFC/IXPE/S. Ehlert et al.; (Chandra): NASA/CXC/SAO; Òptica: ESO/WFI; Processament d'imatge: NASA/CXC/SAO/J.Schmidt

La galàxia Centaure A (Cen A) brilla en aquesta imatge que combina dades de múltiples observatoris. Al centre d'aquesta galàxia hi ha un forat negre supermassiu que s'alimenta del gas i la pols que l'envolten, i del qual surten grans raigs de partícules d'alta energia i altres materials. El raig que apareix a la part superior esquerra d'aquesta imatge s'estén uns 13.000 anys llum des del forat negre. També s´aprecia una línia de pols que envolta el centre de la galàxia i que pot ser el resultat d´una col·lisió amb una galàxia més petita fa milions d´anys.

Els colors d'aquesta imatge han estat escollits per reflectir les fonts de dades. El blau mostra la llum de raigs X captada per l'Observatori de Raigs X Chandra de la NASA, el taronja representa els raigs X detectats pel satèl·lit IXPE, sigles d'Imaging X-ray Polarimetry Explorer (Visor de polarimetria de raigs X) de la NASA, i la llum òptica vista pel Observatori Europeu Austral a Xile està acolorida en blanc i gris.

Cen A ha estat objecte de nombrosos estudis des del llançament de Chandra el 1999. Amb IXPE, que es va llançar el 2021, els científics podran comprendre els misteris d'aquest objecte de manera nova. IXPE està especialitzat a observar una propietat de la llum de raigs X anomenada polarització, que està relacionada amb l'organització de les ones electromagnètiques. Aquest mesurament especialitzat està ajudant els científics a estudiar com les partícules s'acceleren a altes energies i velocitats -gairebé la velocitat de la llum- en objectes còsmics extrems com aquest.

A Cen A, els investigadors que utilitzen IXPE intenten comprendre què causa l'emissió de raigs X als dolls. Fins ara, els científics no han detectat polarització de raigs X a Cen A, cosa que indica que partícules molt més pesades que els electrons, com els protons, no estan produint els raigs X. A mesura que els científics analitzin les dades, aniran obtenint més informació.

Cen A es troba a 12 milions d'anys llum de la Terra, a la constel·lació del Centaure, i representa la cinquena galàxia més brillant del cel.

Sobre la missió Chandra:

El Centre Marshall de Vols Espacials de la NASA gestiona el programa Chandra. El Centre de Raigs X Chandra del Smithsonian Astrophysical Observatory controla les operacions científiques des de Cambridge, Massachusetts, i les operacions de vol des de Burlington, Massachusetts. Més informació de l'Observatori de raigs X Chandra de la NASA fent un clic aquí.

Quant a la missió IXPE:

Com una part de la sèrie de missions Small Explorer de la NASA, IXPE es va llançar en un coet Falcon 9 des del Centre Espacial Kennedy de la NASA a Florida el desembre de 2021. Ara orbita a 370 milles, o aproximadament 595 quilòmetres, sobre l'equador de la Terra. La missió és una associació entre la NASA i l'Agència Espacial Italiana, amb socis i col·laboradors científics de 13 països. Ball Aerospace, amb seu a Broomfield (Colorado), gestiona les operacions de la nau espacial. Més informació oficial sobre la missió IXPE fent un clic aquí.

 

Ho he vist aquí.

Un Sol tempestuós i actiu podria haver impulsat la vida a la Terra

 Clic a l'imatge per engrandir. Flamarada solar. Crèdit: NASA

Els primers components bàsics de la vida a la Terra es poden haver format gràcies a erupcions del nostre Sol, segons un nou estudi.

Una sèrie d'experiments químics mostra com les partícules solars, en xocar amb els gasos de l'atmosfera terrestre primitiva, poden formar aminoàcids i àcids carboxílics, els components bàsics de les proteïnes i la vida orgànica. Els resultats es publiquen a la revista Life.

Per comprendre els orígens de la vida, molts científics intenten explicar com es van formar els aminoàcids, la matèria primera a partir de la qual es formen les proteïnes i tota la vida cel·lular. La proposta més coneguda es va originar a finals del segle XIX, quan els científics van especular amb la possibilitat que la vida hagués començat en un "petit estany calent": Una sopa de substàncies químiques, energitzada per raigs, calor i altres fonts d'energia, que es va poder barrejar en quantitats concentrades per formar molècules orgàniques.

Al 1953, Stanley Miller, de la Universitat de Chicago, va intentar recrear aquestes condicions primigènies al laboratori. Miller va omplir una cambra tancada amb metà, amoníac, aigua i hidrogen molecular -gasos que es creu que predominaven a l'atmosfera primitiva de la Terra- i va encendre repetidament una espurna elèctrica per simular un llampec. Una setmana després, Miller i el seu assessor Harold Urey van analitzar el contingut de la càmera i van descobrir que s'havien format 20 aminoàcids diferents.

Clic a l'imatge per engrandir. Recreació artística de la Terra primitiva. Crèdit: NASA.

"Va ser una gran revelació", va dir Vladimir Airapetian, astrofísic estel·lar del Centre Goddard de Vols Espacials de la NASA a Greenbelt, Maryland, i coautor del nou treball. "A partir dels components bàsics de l´atmosfera terrestre primitiva, es poden sintetitzar aquestes complexes molècules orgàniques".

Però els darrers 70 anys han complicat aquesta interpretació. Els científics creuen ara que l'amoníac (NH₃) i el metà (CH₄) eren molt menys abundants; al seu lloc, l'aire de la Terra era ple de diòxid de carboni (CO₂) i nitrogen molecular (N₂), que requereixen més energia per descompondre's. Aquests gasos encara poden produir aminoàcids, però en quantitats molt reduïdes.

A la recerca de fonts d'energia alternatives, alguns científics van apuntar les ones de xoc dels meteorits. Altres van citar la radiació ultraviolada solar. Airapetian, fent servir dades de la missió Kepler de la NASA, va apuntar a una nova idea: les partícules energètiques del nostre Sol.

Kepler va observar estrelles llunyanes en diferents etapes del seu cicle vital, però les seves dades ofereixen pistes sobre el passat del nostre Sol. El 2016, Airapetian va publicar un estudi que suggereix que durant els primers 100 milions d'anys de la Terra, el Sol era un 30 % més feble. Però les "superflames" solars -potents erupcions que avui només veiem una vegada cada 100 anys aproximadament- haurien esclatat una vegada cada 3-10 dies. Aquestes superflames llancen partícules a una velocitat propera a la de la llum que xocarien regularment amb la nostra atmosfera, desencadenant reaccions químiques.

Podeu triar l'idioma de subtitulació a la configuració del vídeo. L'energia del nostre jove Sol -fa 4.000 milions d'anys- va ajudar a crear molècules a l'atmosfera de la Terra que van permetre que s'escalfés prou per incubar vida. Crèdit: Centre Goddard de Vols Espacials de la NASA/Genna Duberstein. Podeu descarregar aquest vídeo en format HD des de l'Estudi de Visualització Científica Goddard de la NASA, fent un clic aquí.

"Quan vaig publicar aquest article, l'equip de la Universitat Nacional de Yokohama (Japó) es va posar en contacte amb mi", explica Airapetian.

El Dr. Kobayashi, catedràtic de química de la universitat, havia passat els darrers 30 anys estudiant la química prebiòtica. Intentava comprendre com els raigs còsmics galàctics -partícules procedents de l'exterior del nostre sistema solar- podrien haver afectat l'atmosfera de la Terra primitiva. "La majoria dels investigadors ignoren els raigs còsmics galàctics perquè requereixen equips especialitzats, com ara acceleradors de partícules", explica Kobayashi. "Vaig tenir la sort de tenir accés a diversos a prop de les nostres instal·lacions". Uns petits retocs al muntatge experimental de Kobayashi podrien posar a prova les idees d'Airapetian.

Airapetian, Kobayashi i els seus col·laboradors van crear una barreja de gasos semblant a l'atmosfera de la Terra primitiva tal com la coneixem avui. Van combinar diòxid de carboni, nitrogen molecular, aigua i una quantitat variable de metà. (La proporció de metà a l'atmosfera primitiva de la Terra és incerta, però es creu que era baixa). Van disparar les barreges de gasos amb protons (simulant partícules solars) o les van encendre amb descàrregues d'espurnes (simulant llampecs), reproduint l'experiment de Miller-Urey per comparar.

Mentre la proporció de metà era superior al 0,5%, les barreges disparades per protons (partícules solars) produïen quantitats detectables d'aminoàcids i àcids carboxílics. Però les descàrregues d'espurnes (raigs) requerien una concentració de metà d'aproximadament del 15% abans que es formés cap aminoàcid.

"I fins i tot amb un 15% de metà, la taxa de producció d'aminoàcids pels raigs és un milió de vegades inferior a la dels protons", afegeix Airapetian. Els protons també tendien a produir més àcids carboxílics (un precursor dels aminoàcids) que els encesos per descàrregues d'espurnes.

Clic a l'imatge per engrandir. Primer pla d'una erupció solar, que inclou una flamarada solar, una ejecció de massa coronal (CME) i un esdeveniment de partícules energètiques solars. Crèdit: Centre Goddard de Vols Espacials de la NASA.

En igualtat de condicions, sembla que les partícules solars són una font d'energia més eficaç que els raigs. Però, segons Airapetian, no tota la resta era igual. Miller i Urey suposaven que els llampecs eren tan freqüents a l'època de l'"estany calent" com ho són avui. Però els llampecs, que procedeixen de núvols de tempesta formats per aire calent ascendent, haurien estat menys freqüents amb un Sol un 30% més feble.

"En condicions fredes mai no hi ha llampecs, i la Terra primitiva estava sota un Sol bastant tènue", explica Airapetian. "Això no vol dir que no pogués provenir d'un llamp, però ara els raigs semblen menys probables, i les partícules solars semblen més probables".

Aquests experiments suggereixen que el nostre jove i actiu Sol podria haver catalitzat els precursors de la vida més fàcilment, i potser abans, del que se suposava.

    Ho he vist aquí.

Catàleg Caldwell del Hubble. Objecte C70

 

Clic a l'imatge per engrandir. Caldwell C70. Crèdit: NASA, ESA, i el Hubble Heritage Team (AURA/STScI)

El que semblen grans de sorra en aquesta imatge del Hubble són en realitat estrelles individuals incrustades a les profunditats del cor de la propera galàxia espiral Caldwell 70. L'exquisida resolució del Hubble ens permet veure les estrelles de la galàxia com a diferents punts de llum, a tot i que la galàxia és a uns 6 milions d'anys llum de distància.

Caldwell 70 té braços espirals blaus amb una vigorosa formació estel·lar. Aquí es mostra la regió interior de la galàxia, una àrea que abasta uns 7.500 anys llum. Al centre hi ha el nucli brillant i dens de la galàxia, envoltat de circells de pols fosca que serpentegen entre les estrelles en el pla galàctic.

Tot i que Caldwell 70 és una de les galàxies veïnes més properes a la Via Làctia, és tan lluny que els telescopis terrestres només poden captar les estrelles més brillants. Amb una magnitud de 8,1, la galàxia es pot veure a través d'un telescopi petit, però no esperis veure una imatge com aquesta! Amb una resolució entre 10 i 20 vegades superior a la dels telescopis terrestres, la Càmera Avançada de Sondejos del Hubble resol moltes més estrelles en aquesta galàxia de les que es poden detectar des de terra. La capacitat única del Hubble per distingir tantes estrelles a Caldwell 70 va ajudar els astrònoms a provar una nova tècnica per mesurar distàncies a altres galàxies utilitzant estrelles supergegants blaves i a comparar aquesta tècnica amb mètodes de mesura més tradicionals.

També coneguda com a NGC 300, Caldwell 70 és membre d'una col·lecció propera de galàxies anomenada grup de l'Escultor, anomenada així per la constel·lació austral on es troben les galàxies. Descoberta des d'Austràlia per l'astrònom escocès James Dunlop el 1826, Caldwell 70 apareix baixa al cel de tardor a l'hemisferi nord, però s'observa millor a la primavera des de l'hemisferi sud. Caldwell 70 abasta gairebé la mateixa extensió de cel que la Lluna plena.

Per més informació sobre les observacions del Hubble de Caldwell 70, feu un clic aquí.

Aquest vídeo comença amb una àmplia vista des de terra de Caldwell 70 i s'acosta a la vista en primer pla del Hubble mostrant algunes de les estrelles individuals de la galàxia. Crèdit: NASA, Z. Levay i G. Bacon (STScI)

C70 al web de la NASA
Índex del Catàleg Caldwell del blog