En un esforç per descobrir el secret de l'energia fosca, un telescopi observa . . .

En un esforç per descobrir el secret de l'energia fosca, un telescopi observa els dracs lluitadors d'Ara OB1.

Clic a la imatge per engrandir. La nebulosa "Dracs lluitadors d'Ara" en un gran núvol molecular. Crèdit: Dark Energy Survey (Sondeig d'Energia Fosca), DOE, FNAL, DECam, CTIO, NOIRLab, NSF, AURA. Processament d'imatges: R. Colombari i M. Zamani (NOIRLab de NSF)

 

La nebulosa NGC 6188 s'ha observat durant gairebé dos segles amb telescopis cada cop més potents. Un d'aquests telescopis la va estudiar per primera vegada a la dècada del 2010 mentre buscava els secrets de l'energia i la matèria fosca davant l'Observatori Vera Rubin.
 

Primer pla del cúmul estel·lar NGC 6193 i la nebulosa NGC 6188  Aquest vídeo es va crear a partir d'una imatge capturada per la càmera OmegaCAM del telescopi VLT Sondeig de l'Observatori Paranal. Se centra en una secció de l'associació estel·lar Ara OB1. Al centre de la imatge hi ha el jove cúmul obert NGC 6193, i a la dreta hi ha la nebulosa d'emissió NGC 6188, il·luminada per la radiació ionitzant de les estrelles més brillants properes. Crèdit: ESO. Música: movetwo

Recentment s'ha parlat molt sobre la posada en marxa de l'Observatori Vera Rubin, explicant que el seu objectiu principal és intentar aclarir la naturalesa de l'energia fosca, que se suposa que explica l'acceleració de l'expansió del cosmos observable durant uns quants milers de milions d'anys, i la naturalesa de la matèria fosca, suposadament havia d'explicar l'existència de les galàxies. Però també havia d'explicar que la càmera que equipava aquest observatori permetia obtenir imatges precioses (essencialment en el visible) i descobrir petits cossos celestes del Sistema Solar.

Resulta que aquest va ser el cas en estudiar una part de la volta celeste a l'hemisferi sud com a part del Dark Energy Survey (DES), una campanya d'observació durant la dècada anterior, que també utilitzava imatges preses en l'ultraviolat proper, el visible i l'infraroig proper per mesurar l'expansió de l'Univers amb l'ajuda de supernoves tipus Ia, les oscil·lacions acústiques bariòniques han deixat les seves traces en la distribució de les galàxies.

El DES va ser possible gràcies a la Dark Energy Camera (DECam) muntada al telescopi Víctor M. Blanco, de quatre metres, situat a l'Observatori Interamericà de Cerro Tololo (CTIO) a Xile.

Podeu triar l'idioma de subtitulació a la configuració del vídeo. El Dark Energy Survey va dur a terme un estudi en profunditat del nostre Univers utilitzant la Dark Energy Camera de 570 megapíxels del telescopi Victor M. Blanco de 4 metres de la National Science Foundation. Crèdit: Fermilab.

Una nova mirada a una estrella descoberta per l'astrònom britànic John Herschel el 1836

Més recentment, el NSF NOIRLab (anteriorment anomenat National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory),  que és el centre nacional dels Estats Units per a l'astronomia de llum visible nocturna de terra, va publicar imatges preses amb la DECam, inclosa una d'espectacular nebulosa.

Oficialment designada com a NGC6188, "Els Dracs Lluitadors d'Ara" és una nebulosa d'emissió situada a uns 4.000 anys llum del Sistema Solar, prop del límit d'un gran núvol molecular en la constel·lació d'Ara (l'Altar).

Clic a la imatge per engrandir. Imatge sublim de la nebulosa "Dracs lluitadors d'Ara" revelada per la Dark Energy Camera  (DECam). Crèdit: Dark Energy Survey, DOE, FNAL, DECam, CTIO, NOIRLab, NSF, AURA. Processament d'imatges: R. Colombari i M. Zamani (NOIRLab de NSF)

La nebulosa deu el seu nom a la seva semblança amb dos "dracs" que emergeixen dels núvols de pols foscos i amenaçadors per enfrontar-se. La seva estructura està produïda pels vents estel·lar i la resplendor de joves estrelles nascudes fa uns quants milions d'anys com a màxim i que esculpeixen el núvol molecular on es van encendre.

La radiació de les estrelles també causa les emissions de la nebulosa excitant inicialment els àtoms i molècules que la componen, que absorbeixen aquesta radiació abans de produir-la des-excitant-la, tot segons processos quàntics.

Ho he vist aquí.

Sota el mar?

El 2020, el telescopi espacial Hubble de la NASA va publicar aquesta imatge, sobrenomenada “Cosmic Reef,” (Escull Còsmic en la nostra llengua), per celebrar els 30 anys a l'espai. Mostra una nebulosa vermella gegant i el seu veí blau més petit, que formen part d'una vasta regió de formació estel·lar al Gran Núvol de Magalhães, una galàxia satèl·lit de la Via Làctia, situada a 163.000 anys llum de distància. En aquesta imatge, podem veure com les estrelles joves, energètiques i massives il·luminen i esculpeixen el seu lloc de naixement amb vents potents i radiació ultraviolada abrasadora.

Al cor de la gran nebulosa vermella hi ha estrelles brillants, cadascuna de les quals és de 10 a 20 vegades més massiva que el nostre Sol. La radiació ultraviolada de les estrelles escalfa el gas dens circumdant. Les estrelles massives també desencadenen vents ferotges de partícules carregades que expulsen gas de menor densitat, formant les estructures semblants a bombolles que es veuen a la dreta, que s'assemblen al corall.

Per contra, la nebulosa blava aparentment aïllada a la part inferior esquerra va ser creada per una estrella mamut¹ solitària 200.000 vegades més brillant que el nostre Sol. El gas blau va ser expulsat per l'estrella a través d'una sèrie d'esdeveniments eruptius durant els quals va perdre part del seu embolcall exterior de matèria

Clic a la imatge per engrandir. A la part inferior esquerra de la imatge apareix un anell blau brillant, lleugerament esvaït en totes direccions, amb un petit punt blau al mig. Onades vermelles i taronges d'ondulació de gas, arc de dalt a dalt a la dreta. Un centre blau clar apareix fora del mar de vermell i diversos punts blancs brillants brillen. A la part superior dreta, el gas blau fosc emana de la foscor de l'espai. Crèdit: NASA, ESA, STScIL

¹ Les estrelles mamut es refereixen a les estrelles més grans que hem descobert, estrelles que són massives en massa o radi. La massa és simplement de quantes coses està feta l'estrella; El radi és fins a quin punt es troba la vora de l'estrella des del centre.

 

 

Ho he vist aquí.

Catàleg Caldwell del Hubble. Objecte C96

Caldwell 96 va ser enregistrat per primera vegada pel astrònom francès Nicolas-Louis de Lacaille el 1751 des del Cap de Bona Esperança a Àfrica.

Clic per engrandir. Caldwell C96. Crèdit: NASA, ESA, R. Griffiths (Carnegie Mellon University); S. Casertano (Space Telescope Science Institute), i J. MacKenty (Space Telescope Science Institute); Processament: Gladys Kober (NASA/Catholic University of America).

 

La imatge que menciones captura algunes de les estrelles brillants als marges del cúmul obert Caldwell 96, també conegut com NGC 2516 o l'Eixam del Sud (per la seva similitud amb el cúmul de ruscs de l'hemisferi nord). Aquest cúmul, que va ser registrat per primera vegada el 1751 pel astrònom francès Nicolas-Louis de Lacaille des del Cap de Bona Esperança, és un objectiu molt popular per als astrònoms a l'hemisferi sud. Situat a poc més de mil anys llum de la Terra a la constel·lació de Carina, Caldwell 96 té una magnitud aparent de 3,8, cosa que el fa visible a simple vista en cels foscos. Tot i que sembla una taca difusa a simple vista, amb binocles es poden distingir algunes de les seves aproximadament cent estrelles.

A més, aquest cúmul és especialment atractiu perquè alberga almenys tres estrelles dobles que es poden separar amb un telescopi petit. Aquestes estrelles dobles, que semblen molt properes des del nostre punt de vista, poden ser binàries (gravitacionalment vinculades) o simplement alineacions òptiques sense relació física. L'observació d'aquestes estrelles dobles és més fàcil per als observadors a l'hemisferi sud durant la fi de l'estiu.

La imatge anterior del Caldwell 96 està formada per observacions realitzades amb la Wide Field and Planetary Camera 2 (Càmera Planetària i de Gran Camp 2 ) del Hubble en longituds d'ona ultraviolada, visible i infraroja. Aquestes observacions van formar part d'un sondeig que va aprofitar la sensibilitat de la càmera del Hubble per aprendre més sobre les estructures de galàxies llunyanes i per entendre el moviment dels cúmuls d'estrelles.

Clic a la imatge per engrandir. La imatge de Caldwell 96 (NGC 2516) que es veu a dalt és una imatge obtinguda des de la terra, del Sondeig Digitalitzat del Cel (DSS). Les línies taronges i blaves en aquesta imatge indiquen les ubicacions de les observacions que va fer el telescopi Hubble de les estrelles a les vores del cúmul, amb la Wide Field and Planetary Camera 2 (WFPC2). La imatge del Hubble a l'esquerra va ser presa en llum visible i infraroja, mentre que la de la dreta inclou llum ultraviolada, visible i infraroja. Aquesta combinació de dades ajuda els astrònoms a entendre millor la composició i estructura del cúmul.

Clic a la imatge per engrandir. La Advanced Camera for Surveys (ACS) de Hubble va capturar la imatge a la part superior dreta, mostrant estrelles a Caldwell 96 (NGC 2516), així com un parell de galàxies de fons (que apareixen com a objectes estesos). A la part inferior esquerra, una imatge terrestre del Digitized Sky Survey (DSS) inclou un esquema que mostra quina part del clúster va ser observada pel Hubble. Crèdits: Imatge terrestre: Digitized Sky Survey; Imatges de Hubble: NASA, ESA i A. Saha (NOAO); Processament: Gladys Kober (NASA/Catholic University of America).

Clic a la imatge per engrandir. La imatge de la part superior dreta, presa amb un únic filtre infraroig per la Wide Field Camera 3 (WFC3) de Hubble, mostra estrelles prop del centre de Caldwell 96 (NGC 2516), juntament amb diverses galàxies de fons, que apareixen com a objectes difusos i estesos. Una imatge terrestre del Digitized Sky Survey (DSS), a la part inferior esquerra, inclou un contorn que mostra quina part del cúmul va ser observada pel Hubble. Crèdit: Imatge terrestre: Digitized Sky Survey; Imatges de Hubble: NASA, ESA i A. Saha (NOAO); Processament: Gladys Kober (NASA/Catholic University of America)

C96 a la web de la NASA
Índex del Catàleg Caldwell del Hubble del blog

Les glaceres de Mart són més pures i uniformes del que s’havia pensat abans

Clic a la imatge per engrandir. Aquest és un exemple d’una glacera coberta de runa a Mart. La nova investigació sobre aquestes característiques suggereix que són més pures del que es creia, amb implicacions per a entendre millor el pressupost d’aigua de Mart i la utilització de recursos en futures missions humanes. Crèdit: NASA/JPL-Caltech/Universitat d’Arizona

A les pendents de les muntanyes i cràters de Mart s’enganxa allò que sembla mel que flueix, coberta de pols i congelada en el temps. En realitat, aquestes característiques són glaceres increïblement lentes, i es pensava que el seu contingut era principalment roca envoltada d’alguna forma de gel.

Els treballs dels últims 20 anys han demostrat que almenys algunes d’aquestes glaceres són principalment gel pur amb només una capa fina de roca i pols, però segons un nou article publicat a Icarus, les glaceres de tot el planeta en realitat contenen més del 80% de gel d’aigua, un descobriment important. En definitiva, això significa que els dipòsits de gel glacial de Mart són gairebé purs a tot el món, proporcionant una comprensió més clara de la història climàtica de Mart i un recurs potencial per a futures utilitzacions.

L’article va ser liderat per Yuval Steinberg, un recent graduat de l’Institut de Ciència Weizmann, amb seu a Israel. Els dos coautors, Oded Aharonson i Isaac Smith, són científics principals del Planetary Science Institute, amb seu a Tucson, i tenen càrrecs docents a l’Institut de Ciència Weizmann i a la Universitat de York, respectivament.

“Aquest estudi destaca com els programes de la NASA estan avançant la ciència no només als Estats Units, sinó també arribant a estudiants de tot el món,” va dir Aharonson.

Clic a la imatge per engrandir. Els cinc llocs que l’equip va investigar per avaluar la puresa de les glaceres. El fet que aquests llocs dispersos continguessin una proporció similar de gel i roca implica que Mart va experimentar o una glaciació generalitzada o múltiples glaciacions amb propietats similars, segons l’equip. Crèdit: Steinberg et al.

Observant sota el vel cobert de pols

Mentre revisaven investigacions passades, l’equip va adonar-se ràpidament que, en quant a l’anàlisi de glaceres cobertes de runa, tot era un territori desconegut.

“Diferents tècniques havien estat aplicades pels investigadors a diversos llocs, i els resultats no es podien comparar fàcilment,” va dir Smith. “Un dels llocs del nostre estudi mai havia estat estudiat, i en dos dels cinc llocs que vam utilitzar, només s’havia completat una anàlisi parcial abans”.

Per això, l’equip va decidir estandarditzar com s’analitzen aquestes glaceres cobertes de runa. Es van centrar en mesurar la seva propietat dielèctrica (una mesura de com de ràpid es mouen les ones de radar a través d’un material) i el seu tangent de pèrdua (una mesura de com de ràpid es dissipa l’energia de l’ona de radar en un material). A partir d’això, els investigadors poden inferir la proporció de roca i gel dins d’una glacera. Això no es pot veure només amb l’observació visual de les superfícies cobertes de pols i roca.

També van identificar una altra àrea a Mart on el SHARAD, que significa SHAllow RADar, l’instrument de radar superficial a bord de l’Orbitador de Reconeixament de Mart (Mars Reconnaissance Orbiter) podria fer aquestes anàlisis. Això els va permetre estudiar un total de cinc llocs repartits per tot el planeta vermell, facilitant una comparació global.

Es van sorprendre al descobrir que totes les glaceres, fins i tot en hemisferis oposats, tenen gairebé les mateixes propietats.

“Això és important perquè ens diu que els mecanismes de formació i preservació són probablement els mateixos a tot arreu" va dir Smith. “A partir d'això, podem concloure que Mart va experimentar una glaciació generalitzada o múltiples glaciacions que tenien propietats similars. I, en reunir per primera vegada aquests llocs i tècniques, vam poder unificar la nostra comprensió d'aquest tipus de glaceres”.

Conèixer la puresa mínima d'aquestes glaceres beneficia la comprensió científica dels processos que les formen i les conserven. A més, ajuda a l'hora de planificar una futura exploració humana de Mart, quan l'ús de recursos locals, com l'aigua, esdevé crític per a la missió.

A continuació, l'equip buscarà glaceres addicionals per afegir la seva comparació global i consolidar la seva comprensió d'aquests misteris coberts de pols.

Ho he vist aquí.

James Webb troba un possible forat negre de col·lapse directe

Nota de l'editor: Aquesta publicació destaca una combinació de resultats revisats per parells o experts i dades en curs de ciència del Webb, que encara no han passat per revisió per experts.

A mesura que les dades del Telescopi Espacial Webb de la NASA es fan públiques, els investigadors busquen en els seus arxius anomalies còsmiques que poden haver passat desapercebudes. Mentre examinaven imatges de l’enquesta COSMOS-Web, dos investigadors, Pieter van Dokkum de la Universitat de Yale i Gabriel Brammer de la Universitat de Copenhaguen, van descobrir un objecte inusual que van anomenar la Galàxia de l'Infinit.

La galàxia mostra una forma molt poc habitual, amb dos nuclis molt compactes i vermells, cadascun envoltat per un anell, que li donen la forma de símbol d’infinit. L’equip creu que es va formar per la col·lisió frontal de dues galàxies en disc. Observacions de seguiment van mostrar que la Galàxia de l'Infinit allotja un forat negre supermassiu actiu. El que és molt inusual és que aquest forat negre es troba entre els dos nuclis, dins d’una amplia extensió de gas. L’equip proposa que el forat negre es va formar allà mitjançant el col·lapse directe d’un núvol de gas, un procés que podria explicar alguns dels forats negres extremadament massius que Webb ha trobat a l’univers primitiu.

La Galàxia Infinita, resultat de la col·lisió de dues galàxies en espiral, està composta per dos anells d’estrelles (vistos com ovalades a la part superior dreta i inferior esquerra). Els dos nuclis de les galàxies en espiral són representats en groc dins dels anells. Hidrogen brillant, que ha estat desposseït dels seus electrons, apareix en verd entre les dues galàxies. Els astrònoms han detectat un forat negre de milions de masses solars que sembla estar embegut dins d’aquest ampli tram de gas ionitzat. Suggereixen que aquest forat negre podria haver-se format allà mitjançant un procés conegut com a col·lapse directe. Aquesta imatge, capturada amb la càmera d’infraroig proper (NIRCam) del Telescopi Webb de la NASA, mostra la llum en diferents longituds d’ona: 0,9 micròmetres en blau (F090W), 1,15 i 1,5 micròmetres en verd (F115W+F150W), i 2,0 micròmetres en vermell (F200W). Crèdit: NASA, ESA, CSA, STScI, P. van Dokkum (Universitat de Yale).

Segons Pieter van Dokkum, autor principal d’un article revisat per parells i investigador principal de les observacions de seguiment amb Webb, aquest objecte podria ser la millor evidència fins ara d’una manera nova de formar forats negres.
 
Ell explica que tot a aquesta galàxia és molt inusual. No només té una forma molt estranya, sinó que també té un forat negre supermassiu que està atraient molta matèria. La sorpresa més gran és que aquest forat negre no està dins dels nuclis de les dues galàxies que s’han col·lapsat, sinó al mig, en un espai ampli de gas. Ens vam preguntar: com podem entendre això?

Van Dokkum diu que, en general, trobar un forat negre fora del nucli d’una galàxia massiva ja és estrany, però encara ho és més pensar com hi ha arribat. Ells creuen que aquest forat negre no només ha arribat allà, sinó que s’ha format directament en aquest lloc, i que això podria ser una observació de la formació d’un forat negre supermassiu, cosa que mai s’havia vist abans.

Com es van formar els forats negres supermassius és una qüestió de llarga durada, explica que hi ha dues teories principals sobre com es formen els forats negres supermassius: la de les “llavors lleugeres” i la de les “llavors pesades”. La primera proposa que comencen com petits forats negres que es formen quan una estrella col·lapsa i explota com a supernova, i que després es fusionen per formar-ne de més grans. Però Webb ha trobat forats negres molt massius molt aviat en l’univers, cosa que fa difícil que aquesta teoria ho pugui explicar.

La segona teoria parla de “llavor pesada”, on un gran núvol de gas es col·lapsa directament en un forat negre molt gran, fins a un milió de vegades la massa del Sol. Això passaria molt més ràpid, però el problema és que els núvols de gas tendeixen a formar estrelles abans que un forat negre, així que caldria alguna manera d’evitar-ho, cosa que no està clara que pugui passar en la pràctica.

Mirant les dades de la Galàxia de l'Infinit, creiem que hem reunit una història de com això podria haver passat aquí. Dues galàxies de disc xoquen, formant les estructures d’anells de les estrelles que veiem. Durant la col·lisió, el gas dins d'aquestes dues galàxies s'altera i es comprimeix. Aquesta compressió podria ser suficient per formar un nus dens, que després es va col·lapsar en un forat negre.

Hi ha una mica d'evidència circumstancial d'això. Observem una gran franja de gas ionitzat, concretament hidrogen que ha estat despullat dels seus electrons, que es troba just al mig entre els dos nuclis, envoltant el forat negre supermassiu. També sabem que el forat negre està creixent activament –, veiem proves d'això en els raigs X de l'Observatori de raigs X Chandra de la NASA i la ràdio del Very Large Array. Però la pregunta és: es va formar allà?

Una parella de galàxies llunyanes que formen la forma aproximada d’un símbol d’infinit vist en un angle d’uns 45 graus. Dos cercles difusos i sobreposats amb taques blaves més brillants a la part superior dreta i inferior esquerra. Al centre de cada cercle hi ha una taca groga brillant, que és el nucli. On els dos cercles es superposen a l’esquerra, hi ha una zona de gas verd brillant, amb un aspecte irregular, situada a mig camí entre els dos nuclis grocs. Està lleugerament desplaçada cap a l’esquerra.

Clic a la imatge per engrandir. Aquesta imatge de la Galàxia de l’Infinit del Telescopi Webb de la NASA, capturada amb la càmera NIRCam (Càmera d’Infraroig Proper), està sobreposada amb un mapa de contorns de dades de la Very Large Array, un telescopi de ràdio. El punt central de l’emissió de ràdio encaixa perfectament amb el centre del gas brillant detectat en infraroig entre els dos nuclis de les galàxies. La detecció d’emissió de ràdio dels forats negres supermassius informa els investigadors sobre l’energia de l’objecte, específicament com està atraient el material que l’envolta. Crèdit: NASA, ESA, CSA, STScI, VLA, P. van Dokkum (Universitat de Yale).

Hi ha dues altres possibilitats que ens venen al cap. Primer, que podria ser un forat negre fugit (errant) que va ser expulsat d’una galàxia i que simplement està passant per allà. Segon, que podria ser un forat negre al centre d’una tercera galàxia en la mateixa ubicació al cel. Si fos en una tercera galàxia, esperaríem veure la galàxia que l’envolta, llevat que fos una galàxia nana molt feble. Però, normalment, les galàxies nanes no allotgen forats negres tan grans.

Si el forat negre fos un errant, o si fos en una galàxia no relacionada, esperaríem que tingués una velocitat molt diferent de la del gas a la Galàxia de l’Infinit. Ens vam adonar que aquesta seria la nostra prova – mesurar la velocitat del gas i la velocitat del forat negre, i comparar-les. Si les velocitats són properes, dins de potser 50 quilòmetres per segon, llavors és difícil argumentar que el forat negre no s’ha format a partir d’aquest gas.

Vam sol·licitar i vam rebre temps discrecional del director per fer un seguiment amb Webb, i els nostres resultats preliminars són emocionants. Primer, es confirma la presència d’una distribució extensa de gas ionitzat entre els dos nuclis. Segon, el forat negre està perfectament al centre de la distribució de velocitat d’aquest gas envoltant, com era d’esperar si s’hagués format allà. Aquest és el resultat clau que buscàvem!

En tercer lloc, com a una sorpresa inesperada, resulta que els dos nuclis de la galàxia també tenen un forat negre supermassiu actiu. Així, aquest sistema té tres forats negres actius confirmats: dos molt grans en cadascun dels nuclis i un altre al mig que podria haver-se format allà mateix.

No podem dir amb certesa que hàgim trobat un forat negre de col·lapse directe. Però sí que podem afirmar que aquestes noves dades enforteixen la hipòtesi que estem veient un forat negre recent de naixement, mentre que eliminen algunes de les explicacions alternatives. Continuarem revisant les dades i investigant aquestes possibilitats.

Ho he vist aquí.

Dossier: Criptografia. 9 El joc de l'adversari

Fer que els codis secrets siguin irrompibles és el somni de tota la vida dels professionals de la seguretat. Des de l'antiguitat, els humans van inventar sistemes manuals i després mecànics abans de la revolució electrònica. Descobreix la criptologia i els seus usos, des del xifratge tradicional fins al xifratge RSA i la informàtica.

El joc criptogràfic implica un oponent amb qui cal tenir en compte. El seu objectiu és el desxifratge de missatges, és a dir, un desxifratge sense la clau. Aquesta delicada tasca és essencial per garantir la robustesa d'un procés. Com ja va assenyalar Charles Babbage en un intercanvi al Journal of the Society of Arts, només es pot proposar un xifratge segur si s'han desxifrat xifratges molt difícils.

Clic a la imatge per engrandir. Part de la màquina diferencial de Charles Babbage. Crèdit: Andrew Dunn, Wikimedia Commons, CC 2.0

Actualment s'accepta que les substitucions simples incompleixen ràpidament l'anàlisi de freqüències. La tècnica utilitzada va ser exposada per primera vegada pel filòsof i matemàtic àrab Al-Kindi en el seu tractat sobre l'extracció de l'obscur ja al segle IX. El treball de desxifrat consta de dues fases:

• una, quantitativa, consisteix a comptar les aparicions de cada caràcter del text del qual volem trobar el significat;
• la segona, qualitativa, consisteix a utilitzar el coneixement del llenguatge i la intuïció.

Clic a la imatge per engrandir. Retrat del matemàtic àrab Abu Yusuf Yaqub ibn Ishaq al-Kindi (801–873). Crèdit: Dubsahara

L'escarabat d'or, un conte d'Edgar Allan Poe publicat el 1843, descriu detalladament la pacient tasca del desxifrador de codis. El mètode segueix gairebé paraula per paraula un article de David A. Conradus; Cryptographia Denudata, publicat a la revista Gentleman's Magazine el 1842.

Charles Babbage, Friedrich Kasiski i els seus mètodes de desxifrat

Les substitucions polialfabètiques han resistit l'anàlisi durant més temps. No va ser fins al segle XIX amb l'obra de Charles Babbage i després Friedrich Kasiski que va sorgir un mètode analític de desxifrat. El pas crucial és la determinació de la longitud de la clau. Es determina identificant repeticions en el criptograma. Aquest mètode va ser refinat per William Friedman a principis del segle XX, que va utilitzar l'índex de coincidència, definit com la probabilitat que un símbol xoqui en el criptograma. Aquesta quantitat, que és significativa de la informació que porten les lletres d'un text, es coneix avui dia com a "entropia de Rényi". Permet distingir els caràcters d'un llenguatge natural d'una seqüència purament aleatòria.

Sempre se suposa que l'adversari coneix els detalls del procés de xifratge. Aquest principi va ser enunciat pel lingüista Auguste Kerckhoffs el 1882, que defensava mètodes que no s'haurien de basar en el secret del procés, sinó només en el d'una clau fàcilment modificable. La seva tesi es basa en el principi que Jean-Robert du Carlet va posar com a lema al capdavant del seu treball sobre la criptografia:  Ars ipsi secreta magistro, «un art amagat al mateix mestre», la qual cosa significa que un xifratge només és bo si roman indesxifrable pel seu propi inventor.

Clic a la imatge per engrandir. Portada d'Ars ipsi secreta magistro de Jean-Robert du Carlet, publicat el 1644 a Tolosa. Crèdit: Tolosana.

A més del coneixement del procés, el joc criptogràfic ara proporciona a l'adversari un dispositiu que realitza l'operació de desxifrat. Pot observar-lo, realitzar mesures físiques i provocar errors operatius per tal d'extreure els secrets. De fet, no seria desitjable que un lector de targetes bancàries pogués extreure els secrets simplement observant el seu consum d'energia o el temps dedicat als càlculs.

Clic a la imatge per engrandir. Un banc de mesura per analitzar el consum d'energia d'una targeta intel·ligent durant càlculs criptogràfics: el consum d'energia del dispositiu es mesura i emmagatzema per a l'anàlisi estadística. Un banc similar pot mesurar amb precisió el temps d'execució. Crèdit: P. Guillot.

Per exemple, observar el consum d'una targeta intel·ligent pot revelar l'exponent privat utilitzat per al desxifratge RSA. Afortunadament, els fabricants de targetes han trobat maneres de resistir aquests atacs.

Clic a la imatge per engrandir. Anàlisi de consum en un dispositiu que realitza un càlcul RSA. La corba de consum ens permet discernir clarament les multiplicacions m a partir del quadrat de c. Això revela directament els dígits binaris de l'exponent privat. Crèdit: P. Guillot.

Ho he vist aquí.

Missió Curie: Per què la NASA investiga les misterioses ones de ràdio que emanen del Sol?

La NASA es prepara per desxifrar els misteris del Sol amb una missió innovadora. Dos petits satèl·lits escanejaran les ones de ràdio que emanen de la nostra estrella, obrint el camí per a una millor comprensió de les tempestes solars. Quins secrets podrien revelar aquests senyals enigmàtics sobre el nostre planeta?

Clic a la imatge per engrandir. La nova missió de la NASA se centra en aquestes misterioses ones de ràdio solars. Esquerra, pulsació solar, Crèdit: Wenlian LI; Dreta, Crèdit: Canva Pro.

El Sol, la font de la vida i la llum, encara amaga molts secrets. Entre ells, les intrigants ones de ràdio emeses durant les ejeccions de massa coronal (CME) han intrigat els científics durant anys. Per desentranyar aquest misteri, la NASA està llançant una missió espacial única anomenada Curie, acrònim en anglès de CubeSat Radio Interferometry Experiment (Experiment d'interferometria de ràdio CubeSat). Aquesta ambiciosa iniciativa pretén estudiar aquests senyals difícils d'aconseguir i comprendre millor la influència de la nostra estrella al nostre planeta.

S'amaga la clau de la vida a la Terra en les tempestes solars?  En la seva adolescència, el nostre Sol va ser sacsejat per nombroses i violentes erupcions. Aquestes eren diferents de tot el que veiem avui dia. I nous experiments mostren que aquestes tempestes poden haver proporcionat l'impuls necessari perquè aparegués vida a la Terra. Crèdit: NASA Goddard.

Tecnologia revolucionària per sondejar el Sol

La missió Curie es basa en una innovació tecnològica important: l'ús de dos microsatèl·lits CubeSat. Aquestes naus espacials, poc més grans que una caixa de sabates, es van llançar amb èxit el 9 de juliol de 2024 a bord del coet Ariane 6 de l'Agència Espacial Europea. Situats a 580 quilòmetres sobre la Terra, formen un interferòmetre de ràdio espacial, per primera vegada en la història de l'exploració espacial.

Els avantatges d'aquesta configuració són múltiples:

• captura d'ones de ràdio entre 0,1 i 19 megahertzs, impossibles de detectar des de la Terra;
• major precisió en la localització de la font dels senyals;
• flexibilitat i baix cost en comparació amb les missions espacials tradicionals.

David Sundqvist, cap del programa Curie i astrofísic la Universitat de Califòrnia, Berkeley, emfatitza la importància d'aquesta missió: "Aquesta és una missió molt ambiciosa i molt emocionant. És la primera vegada que un interferòmetre de ràdio vola a l'espai de manera controlada i, per tant, la missió és una precursora de la radioastronomia en general".

Clic a la imatge per engrandir. La NASA llança una nova missió per estudiar aquestes misterioses ones de ràdio que emanen del Sol. Crèdit: Canva Pro.

A la recerca de misterioses ones de ràdio

Les expulsions de massa coronals (CME) són explosions gegantines a la superfície del Sol, que projecten milers de milions de tones de plasma i partícules carregades a l'espai. És al cor d'aquests fenòmens espectaculars que els científics han detectat estranys senyals de ràdio, l'origen precís dels quals roman fins avui desconegut.

La missió Curie pretén respondre diverses preguntes crucials:

• D'on provenen exactament aquestes ones de ràdio?
• Quin mecanisme físic els genera?
• Quina és la seva relació amb les ejeccions de massa coronal?
• Com evolucionen aquests senyals al llarg del temps i l'espai?

Per aconseguir-ho, els dos CubeSats treballaran junts, mesurant les petites diferències horàries en les recepció d'ones. Aquesta tècnica d'interferometria permetrà triangular la font dels senyals amb una precisió sense precedents.

Impacte a la Terra: comprensió i anticipació de les tempestes solars

Efectes positius:

• Aurores boreals espectaculars
• Observacions científiques úniques
• Estimulació de la investigació espacial

Efectes negatius:

• Interrupcions a les xarxes elèctriques
• Interferències amb les comunicacions per satèl·lit   
• Riscos per als astronautes en una missió

Si milloréssim la nostra comprensió d'aquests fenòmens solars, la missió Curie ens podria ajudar a predir i anticipar millor les tempestes solars . Això ajudaria a protegir la nostra infraestructura crítica i a garantir la seguretat de les missions espacials tripulades.

 

Clic a la imatge per engrandir. Els membres de l'equip CURIE treballen per integrar els satèl·lits al desplegador CubeSat. Crèdit: ExoLaunch

Mentre els CubeSats de la NASA comencen la seva dansa orbital al voltant de la Terra, s'està escrivint un nou capítol en l'exploració espacial. Les misterioses ones de ràdio del Sol aviat podrien revelar els seus secrets, obrint el camí a una millor comprensió de la nostra estrella i la seva influència en el nostre Planeta Blau.

Ho he vist aquí.

La NASA descobreix un estel interestel·lar

 La NASA descobreix un estel interestel·lar que es desplaça pel sistema solar.

Feu clic a la imatge per ampliar-la. Aquest diagrama mostra la trajectòria del cometa interestel·lar 3I/ATLAS al seu pas pel sistema solar. Arribarà a la màxima aproximació al Sol a l'octubre. Crèdit: NASA/JPL-Caltech

L'1 de juliol, el telescopi d'observació ATLAS sigles en anglès d'Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System, (Sistema d'última alerta d'impacte terrestre d'asteroides), finançat per la NASA i situat a Rio Hurtado, Xile, va informar per primera vegada de les observacions d'un estel procedent de l'espai interestel·lar. Procedent de la constel·lació de Sagitari, el cometa interestel·lar ha estat batejat oficialment com a 3I/ATLAS. Actualment és a uns 670 milions de quilòmetres de distància.

Des d'aquest primer informe, s'han recopilat observacions anteriors al descobriment dels arxius de tres telescopis ATLAS diferents a tot el món i de la Zwicky Transient Facility de l'Observatori Palomar, al comtat de San Diego, Califòrnia. Aquestes observacions «prèvies al descobriment» es remunten al 14 de juny. Nombrosos telescopis han informat d'observacions addicionals des que es va informar per primer cop sobre l'objecte.

El cometa no suposa cap amenaça per a la Terra i romandrà a una distància d'almenys 1,6 unitats astronòmiques (uns 240 milions de quilòmetres). Actualment es troba a unes 4,5 AU (uns 670 milions de km) del Sol. 3I/ATLAS assolirà la màxima aproximació al Sol al voltant del 30 d'octubre, a una distància d'1,4 au (uns 210 milions de km), just dins de l'òrbita de Mart.

Clic a la imatge per engrandir. Primera imatge de 3I/ATLAS Crèdit: David Rankin/Catalina Sky Survey

Astrònoms de tot el món estan investigant la mida i les propietats físiques d'aquest estel interestel·lar. Es preveu que 3I/ATLAS segueixi sent visible per als telescopis terrestres fins al setembre, i després passarà massa a prop del Sol com per poder observar-lo. S'espera que reaparegui a l'altra banda del Sol a principis de desembre, cosa que permetrà reprendre les observacions.

Ho he vist aquí.

Rentaplats: la ciència explica per què el plàstic s'asseca tan malament

El misteri dels estris de plàstic humits al rentaplats persisteix malgrat els cicles complets. Aquesta frustració diària sovint t'obliga a netejar-ho tot manualment. Per què els teus recipients de plàstic sempre romanen humits mentre que els teus plats de ceràmica i els coberts de metall estan perfectament secs?

Clic a la imatge per engrandir. Assecar els envasos de plàstic és un problema per al rentaplats. Crèdit: SaevichMikalai, iStock

Obre el rentaplats per descobrir que els estris de plàstic que hi ha a dins, encara estan humits és una experiència familiar per a molts de nosaltres. Aquest fenomen quotidià s'explica mitjançant principis científics fonamentals relacionats amb els materials i les seves interaccions amb l'aigua. La diferència de comportament entre el plàstic i altres materials com ara la ceràmica o el metall no es deu a l'atzar, sinó a propietats físiques específiques que influeixen directament en el procés d'assecat.

Capacitat tèrmica i comportament dels materials

El motiu principal pel qual els estris de plàstic surten humits del rentaplats és la seva capacitat tèrmica, també coneguda com a massa tèrmica. Materials com la ceràmica, el vidre i el metall tenen una alta capacitat tèrmica, la qual cosa significa que poden emmagatzemar més calor.

T'has adonat que els teus plats de porcellana encara estan calents quan obres el rentaplats? Aquesta calor residual juga un paper crucial en el procés d'assecat. Per tant, l'evaporació de l'aigua requereix energia, i aquesta calor emmagatzemada en materials ceràmics o metàl·lics proporciona precisament l'energia necessària.

Contràriament, els plàstics tenen una baixa capacitat calorífica i es refreden ràpidament després que el cicle s'hagi completat. Sense aquesta reserva de calor, l'aigua de la seva superfície no es pot evaporar de manera eficient. Aquest fenomen explica per què els recipients de plàstic romanen humits mentre que els plats estan perfectament secs.

Clic a la imatge per engrandir. Per què els envasos de plàstic sempre surten del rentaplats mullats? Per als fabricants, el problema d'assecar les superfícies hidrofòbiques és un autèntic maldecap. Crèdit: JulPo, iStock

Propietats superficials i tensió superficial

El segon factor que explica aquesta diferència en l'assecatge és el comportament de l'aigua en diferents superfícies. Els materials es poden classificar segons la seva afinitat per l'aigua:

• Superfícies hidròfiles (ceràmica, metall): l'aigua s'escampa fàcilment en una capa fina.
• Superfícies hidròfobes (plàstic): l'aigua forma gotes.
• Superfícies tractades amb agents especials: modifiquen el comportament natural.
  
  

En superfícies hidròfiles com la ceràmica, l'aigua es distribueix en una pel·lícula fina, proporcionant una superfície més gran de contacte amb l'aire, aquesta configuració facilita enormement l'evaporació. En canvi, en superfícies hidrofòbiques com el plàstic, l'aigua s'acumula en gotes que s'evaporen més lentament.

Aquest fenomen s'amplifica per l'acció del detergent. Durant el cicle de rentat, els tensioactius presents en el producte redueixen la tensió superficial de l'aigua, permetent que s'estengui millor per totes les superfícies. D'altra banda, durant l'esbandida final, aquests agents s'eliminen i l'aigua torna al seu comportament natural: s'estén sobre la ceràmica però forma gotes sobre el plàstic.

Solucions pràctiques per a estris perfectament secs

Davant d'aquest problema comú, hi ha diverses solucions efectives disponibles per millorar l'assecat dels vostres estris de plàstic:

• L'ús d'un abrillantador és la solució més eficaç. Aquests productes contenen tensioactius específics que redueixen la tensió superficial de l'aigua fins i tot després de l'esbandida final. Així, eviten la formació de gotes a les superfícies de plàstic i afavoreixen l'escolament de l'aigua, reduint significativament les ratlles i els residus humits.
  
  
• Un mètode senzill és obrir-lo a la meitat la porta del rentaplats tan bon punt s'hagi completat el cicle. (Probablement aquest mètode ja l'heu descobert per vosaltres mateixos, felicitats!) Aquesta tècnica permet que el vapor d'aigua s'escapi en lloc de condensar-se a les superfícies refredades. En evitar aquest fenomen de condensació, similar a la formació de rosada al matí, redueixes significativament la humitat residual dels teus estris.
  
  
• Per optimitzar l'assecatge, col·loqueu estratègicament els estris de plàstic al prestatge superior, inclinats per facilitar el drenatge de l'aigua. Aquesta senzilla disposició millora significativament l'eficiència de l'assecatge evitant zones de retenció d'aigua.

Avenços tecnològics en l'assecat

La recerca constant per millorar els rentaplats ha portat els fabricants a desenvolupar tecnologies específiques per abordar aquest problema persistent. Els models recents sovint incorporen sistemes d'assecat optimitzats que s'adrecen específicament als estris de plàstic.

Alguns electrodomèstics d'alta gamma ofereixen actualment cicles d'assecat prolongats a temperatures moderades, dissenyats específicament per a plàstics. Aquest mètode permet que l'aigua s'evapori gradualment sense distorsionar els materials sensibles a la calor. Altres models utilitzen sistemes de ventilació actius que fan circular l'aire calent per accelerar l'evaporació en totes les superfícies.

Comprendre la física que hi ha darrere d'aquest fenomen quotidià et permet adaptar els teus hàbits i optimitzar l'ús del rentaplats. Amb aquest coneixement i uns quants ajustos senzills, finalment pots dir adéu als estris de plàstic humits i a les sessions d'assecat manual després de cada cicle.

Ho he vist aquí.

El planeta amb massa similar a Saturn captat pel James Webb

El planeta amb massa similar a Saturn captat pel telescopi Webb de la NASA és el més lleuger mai observat.

Astrònoms que utilitzen el telescopi espacial James Webb de la NASA han captat proves convincents de l'existència d'un planeta amb una massa similar a la de Saturn que orbita al voltant de la jove estrella propera TWA 7. Si es confirma, aquest seria el primer descobriment directe d'un planeta per part del Webb i el planeta més lleuger mai observat amb aquesta tècnica fora del sistema solar.

L'equip internacional va detectar una feble font d'infrarojos al disc de runes que envolta TWA 7 utilitzant el MIRI (Mid-Infrared Instrument) del Webb. S'estima que la distància entre la font i la TWA 7 és aproximadament 50 vegades la distància de la Terra al Sol. Això coincideix amb la posició esperada d'un planeta que explicaria les característiques clau observades al disc de runes. Els resultats es van publicar el dimecres 25 de juny a la revista Nature.

Clic a la imatge per engrandir. Els astrònoms que utilitzen el telescopi espacial James Webb de la NASA han captat proves convincents de l'existència d'un planeta amb una massa similar a la de Saturn que orbita al voltant de la jove estrella pròxima TWA 7. En aquesta imatge, que combina dades terrestres del Very Large Telescope (VLT) de l'ESO i dades del MIRI (Mid-Infrared Instrument) del Webb, s'ha restat la llum de l'estrella TWA 7. La ubicació de l'estrella està marcada amb un cercle i un símbol d'estrella en el centre de la imatge. El color blau representa les dades de l'instrument SPHERE del VLT, que mostra la ubicació del disc que envolta a l'estrella amfitriona. Les dades del MIRI es mostren en taronja. El punt taronja brillant situat en la part superior dreta de l'estrella és la font identificada com TWA 7 b, dins del disc de runa i pols. El punt taronja més llunyà visible en la part esquerra de la imatge és una estrella de fons no relacionada. Crèdit: NASA, ESA, CSA, Anne-Marie Lagrange (CNRS, UGA), Mahdí Zamani (ESA/Webb)

Utilitzant el coronògraf de MIRI, els investigadors van suprimir acuradament la resplendor brillant de l'estrella amfitriona per revelar objectes propers tènues. Aquesta tècnica, anomenada imatge d'alt contrast, permet als astrònoms detectar directament planetes que, altrament, es perdrien en la llum aclaparadora de la seva estrella amfitriona. Després de restar la llum estel·lar residual mitjançant un avançat processament d'imatges, es va revelar una font infraroja tènue prop de TWA 7. L'equip va descartar un objecte del nostre sistema solar que es trobava casualment a la mateixa part del cel que la font. Tot i que hi ha una possibilitat molt remota que es tracti d'una galàxia de fons, les proves apunten clarament que la font és un planeta fins ara desconegut.

La font es troba en un espai d'un dels tres anells de pols que es van descobrir al voltant de TWA 7 en observacions terrestres anteriors. La brillantor, el color, la distància de l'estrella i la posició de l'objecte dins l'anell coincideixen amb les prediccions teòriques d'un planeta jove i fred, amb una massa semblant a la de Saturn, que s'espera que estigui esculpint el disc de runa que l'envolta.

"Les nostres observacions revelen un fort candidat a planeta que dóna forma a l'estructura del disc de runes TWA 7, i la seva posició és exactament on esperàvem trobar un planeta d'aquesta massa", va afirmar Anne-Marie Lagrange, investigadora del CNRS a l'Observatori de París-PSL i la Universitat Grenoble Alpes a França, autora principal de l'article.

"Aquest observatori ens permet capturar imatges de planetes amb masses similars a les del sistema solar, cosa que representa un emocionant avenç en la nostra comprensió dels sistemes planetaris, inclòs el nostre", va afegir la coautora Mathilde Malin, de la Universitat Johns Hopkins i l'Institut Científic del Telescopi Espacial a Baltimore.

L'anàlisi inicial suggereix que l'objecte, anomenat TWA 7 b, podria ser un planeta jove i fred amb una massa aproximada de 0,3 vegades la de Júpiter (unes 100 masses terrestres o una massa de Saturn) i una temperatura propera als 47 graus Celsius. La seva ubicació coincideix amb un forat al disc, cosa que suggereix una interacció dinàmica entre el planeta i el seu entorn.

Els discs de runa plens de pols i material rocós es troben al voltant d'estrelles joves i velles, encara que són més fàcils de detectar al voltant d'estrelles més joves perquè són més brillants. Sovint tenen anells o buits visibles, que es creu que són creats per planetes que s'han format al voltant de l'estrella, però encara no s'ha detectat cap planeta directament dins d'un disc de deixalles. Si fos cert, aquest descobriment seria la primera vegada que un planeta s'associa directament amb la formació d'un disc de deixalles, i podria proporcionar la primera pista d'observació a un disc troià, una col·lecció de pols atrapada a l'òrbita del planeta.

TWA 7, també coneguda com CE Antilae, és una jove estrella nana vermella (uns 6,4 milions d'anys) situada a 34 anys llum de distància a l'associació TW Hydrae. El seu disc gairebé frontal el va convertir en un objectiu ideal per a observacions d'alta sensibilitat a l'infraroig mitjà del Webb.

 

Les troballes posen de manifest la capacitat de Webb per explorar planetes de poca massa al voltant d'estrelles properes que no s'havien vist abans. Les observacions en curs i futures tindran com a objectiu delimitar millor les propietats del candidat, verificar la seva condició planetària i aprofundir en la nostra comprensió de la formació de planetes i l'evolució del disc en sistemes joves.

Aquestes observacions es van fer com a part del programa d'observació Webb 3662.

El Telescopi Espacial James Webb és l'observatori de ciència espacial més important del món. Webb està resolent misteris del nostre sistema solar, mirant més enllà, cap a mons llunyans al voltant d'altres estrelles i explorant les misterioses estructures i orígens del nostre univers i el nostre lloc en ell. Webb és un programa internacional liderat per la NASA amb els seus socis, l'Agència Espacial Europea (ESA) i l'Agència Espacial Canadenca (CSA-ASC).

Per a més informació sobre Webb, feu un clic aquí.

Ho he vist aquí.