Clic per engrandir. Recreació artística de C/2014 UN271 (Bernardinelli-Bernstein). Aquesta il·lustració ens mostra el llunyà cometa tal com podria aparèixer al Sistema Solar extern. S'estima que el cometa Bernardinelli-Bernstein és al voltant de 1000 vegades més massiu que un cometa típic, el que el fa sens dubte, com el més gran cometa descobert a la època moderna. Crèdit: NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva
Què és un cometa? D’on provenen? Quants n'hi ha? El seu nom prové del grec komêtês que significa "pelut". Al Japó, se'ls apoden "estrelles d'escombra". Tants noms que fan referència a les seves fesomies molt diferents de les estrelles que brillen al cel. T'ho aclarim en aquest vídeo. Crèdit: geoenciclopedia.com
Detectat fa gairebé set anys però identificat recentment, l'objecte cometari, potser de la mida d’un planeta nan, envesteix cap al Sol. En una òrbita especialment excèntrica, aquest probable cometa gegant prové del mític núvol d'Oort, a la vora del sistema solar.
Aquest vídeo es forma a partir d'imatges de l'Observatori de la energia fosca (DES) que mostra el cometa Bernardinelli-Bernstein. Precisament al centre, s’estima que l’estrella ronda les 1000 vegades la massa d’un cometa típic, cosa que el converteix sens dubte, en el cometa més grandescobert en època moderna. Crèdit: Dark Energy Survey (DES) / DOE / FNAL / DECam / CTIO / NOIRLab / NSF / AURA / P. Bernardinelli i G. Bernstein (UPenn) / DESI Legacy Imaging Surveys. Música de Zero-project: Through the Looking Glass (zero-project.gr)
És la noticia del moment, un objecte cometari que potser recorda els centaures del sistema solar actualment es dirigeix cap al Sol i s’anomena 2014 UN271. Com el seu nom indica, en realitat es va descobrir el 2014, però la noosfera només va ser conscient d’aquest descobriment quan anys més tard van analitzar dades que en traïen l'existència. Els astrònoms Pedro Bernardinelli i Gary Bernstein van rebuscar en les observacions d'UN271 del 2014 de l'Observatori de la Energia Fosca (DES), l'objectiu principal del qual és ajudar a treure a la llum la naturalesa de l'energia fosca.
Clic per engrandir. Crèdit: Pedro Bernardinelli, Twitter
El DES ha permès, per cert, detectar diversos objectes transneptunians. Recordem que un objecte transneptunià, o TNO, és un cos congelat que sol residir al nostre sistema solar més enllà de l’òrbita de Neptú. 2014 UN271 és un TNO i es troba actualment del Sol a una distància de 20,2 unitats astronòmiques (UA), és a dir, 3.000 milions de quilòmetres. Els seus paràmetres orbitals s'han determinat i, per tant sabem que s'origina al núvol d'Oort, i que està en una òrbita el·líptica el periheli és de 10,9 UA del Sol, just fora de l'òrbita de Saturn. Hauria d'arribar al gener del 2031. El seu afeli anterior s'havia de situar a 40.000 UA, o aproximadament 0,6 anys llum, al núvol d'Oort, però després del seu pas més proper al Sol en 10 anys 2014, l'UN271 hauria de partir en direcció d’un altre afeli situat a uns 0,9 anys llum del Sol i que després tornarà a les vores dels planetes del Sistema Solar durant només 4,5 milions d’anys, segons els càlculs de la mecànica celeste.
Clic per engrandir. L'òrbita del UN271 del 2014 i una ubicació recent. Crèdit: 2014 UN271
Un diàmetre problemàtic, inferior a 100 km o gairebé 370 km?
D’altra banda, el que encara no sabem molt bé és la mida del 2014 UN271. Un cometa fa aproximadament deu quilòmetres. Però, en el cas del 2014 UN271, les mesures de la seva brillantor el 2014 suggereixen que la seva mida seria de l’ordre de cent quilòmetres, potser fins i tot de més de 300 quilòmetres!.
En aquesta última eventualitat, gairebé es podria parlar d’un planeta nan. Tot i això, ja s'han detectat signes d'activitat cometària i que probablement podem afirmar raonablement que en tots els casos, 2014 UN271, recentment rebatejat C/2014 UN271 (Bernardinelli-Bernstein), és un dels cometes gegants més grans observats des dels inicis dels seus estudis per part dels astrònoms moderns.
La desgasificació observada a una distància de més de tres mil milions de quilòmetres ha de ser el producte de molècules especialment volàtils com el CO i el CO2. Com que 2014 UN271 s’acostarà al mig de la distància entre Saturn i el Sol, la seva observació no hauria de ser possible a simple vista i només els astrònoms aficionats amb un telescopi de 200 mm podrien observar-la.
On és la frontera del sistema solar? Podeu triar l'idioma de subtitulació a la configuració del vídeo. Crèdit: NASAeClips
Clic per engrandir. Crèdit: NASA, ESA, i A. Hajian (University of Waterloo)
Caldwell 22, també catalogada com NGC 7662 i sobrenomenada nebulosa Bola de Neu o nebulosa Bola de Neu Blava, és una nebulosa planetària situada a uns 2.500 anys llum de la Terra. Les nebuloses d'aquest tipus representen una etapa de l'evolució que pateixen les estrelles com el nostre Sol quan se'ls hi acaba el combustible. Les estrelles són forns nuclears que passen la major part de la seva vida fusionant hidrogen en heli. Les estrelles massives tenen una destinació ardent, explotant com a supernoves, però les estrelles de massa mitjana com el Sol s'inflen fins convertir-se en gegants vermelles quan esgoten el seu combustible.
El procés comença quan, després de milers de milions d'anys de fusió nuclear, l'estrella comença a apagar-se. La gravetat (que ja no s'equilibra amb la pressió exterior creada per la fusió nuclear) comprimeix el nucli estel·lar. Les capes exteriors de gas de l'estrella es desprenen cap a l'espai, creant una nebulosa planetària (anomenada així perquè aquests objectes solen semblar-se a orbes planetaris quan s'observen a través d'un petit telescopi). Al centre es troben les restes del nucli comprimit de l'estrella original, una petita nana blanca. Un dia el nostre sol anirà cap a una sort similar, però té prou combustible per durar 6.000 milions d'anys aproximadament.
Aquesta imatge va ser presa amb la Càmera Planetària de Gran Angular 2 del Hubble l'any 2000. Els astrònoms van comparar aquesta imatge amb altres anteriors del Hubble de Caldwell 22 per estudiar com la nebulosa es va expandint i canviant.
Caldwell 22 va ser descoberta per l'astrònom William Herschel el 1784. Es troba a la constel·lació d'Andròmeda i té una magnitud de 8,3. La nebulosa està ben situada per a la seva observació en els cels nocturns de tardor de l'hemisferi nord. A l'hemisferi sud, cerqueu en els cels de nord a la primavera. La nebulosa es pot veure amb telescopis de totes les mides, però es podria confondre amb una estrella a baix augment. Amb majors augments es distingeix millor la nebulosa. Un telescopi de mida mitjana mostra bé Caldwell 22, però l'estrella central de la nebulosa romandrà oculta en tots els telescopis, excepte en els més grans.
Per a més informació sobre les observacions de Caldwell 22 realitzades pel Hubble, vegeu també:
Investigadors australians han sintetitzat un material amb la màxima estabilitat tèrmica de la història. Un descobriment que podria trobar aplicacions en coets espacials, motors d'avions o implants mèdics, entre d'altres.
Científics australians acaben de crear el material tèrmicament més estable mai descobert. Format per escandi, alumini, tungstè i oxigen, el seu volum es manté gairebé idèntic de 4 a 1.400 graus Kelvin (-269 a +1.126 °C), una amplitud de gairebé 1.400 °C.
La gran majoria dels materials augmenten de volum amb la calor, a causa de l’agitació tèrmica dels àtoms. Penseu, per exemple, en el líquid que puja en un termòmetre. Així, cada material té un coeficient d’expansió tèrmica, calculat en Kelvins. Una peça d'alumini d'1 cm3 , per exemple, "s'inflarà" 0,075 mm3 per a un augment de 100 °C, mentre que 1 cm3 d'aigua prendrà 0,21 cm3 quan s'escalfi a 100 °C (la expansió tèrmica a causa de l’escalfament global també és la principal causa de l’augment dels oceans).
Coets que han de suportar variacions extremes de temperatura
Tot això és molt problemàtic en determinades aplicacions on els materials estan sotmesos a variacions de temperatura molt fortes. Els coets estan exposats, per exemple, a un fred intens a l’espai i a un escalfament extrem durant l’enlairament i l’aterratge. De la mateixa manera, es va saber que l'avió espia Lockheed SR-71 Blackbird va ruixar abundantment la pista amb combustible a la terra, ja que els tancs de combustible no estaven perfectament segellats fins que es van escalfar durant el vol. També es poden esmentar implants mèdics que, fins i tot sotmesos a amplituds tèrmiques més baixes, no han de variar absolutament de volum. En general, l’estrès tèrmic eventualment danya els materials i pot causar molts problemes.
Per això, des de fa diversos anys, els científics han estat buscant "materials d'expansió tèrmica zero" (expansió tèrmica zero, ZTE), a on el volum no varia amb la temperatura. Zerodur, un compost ceràmic que té un coeficient d’expansió gairebé nul en un rang tèrmic entre 20 i 320°C, s’utilitza per exemple en miralls de telescopis com els del VLT a Xile.
Un coeficient d’expansió tèrmica extraordinàriament baix
Tot i així, va ser per casualitat que l'equip de Neeraj Sharma de la Universitat de Nova Gal·les del Sud va descobrir el seu nou material ZTE, descrit a la revista Chemistry of Materials. "Vam dur a terme experiments per a investigacions basades en bateries i ens va sorprendre veure la propietat tèrmica d'aquesta composició en particular", diu l'investigador. El material, de fórmula exacta Sc1,5Al0,5W3O12, té un coeficient d’expansió tèrmica de αv = −6×10-8K-1. Això vol dir que una peça de 1 cm3 disminuirà el volum només 0,003 mm3 per a un augment de temperatura de 100°C!. Aquest coeficient extraordinàriament baix es podria mesurar amb molta precisió mitjançant el difractòmetre de pols de la Australian Nuclear Science and Technology Organization (ANSTO), que permet detectar desviacions molt petites.
Reordenació òptima dels enllaços atòmics
Però, com explicar aquesta increïble estabilitat tèrmica?. "Les longituds d'enllaç, els angles i la posició dels àtoms d'oxigen canvien de forma conjunta per preservar el volum global", suggereix Neeraj Sharma. En altres paraules, la variació de temperatura genera canvis a nivell molecular però que no afecta la mida de la mostra global. El paper d'altres compostos és menys clar i requerirà més investigacions.
"El Sc1,5Al0,5W3O12 es pot sintetitzar fàcilment a gran escala", diu Neeraj Sharma. "I els seus components com l’òxid de tungstè i l’alúmina són relativament econòmics. Per tant, es podria fabricar a gran escala i a un cost inferior”.
Clic per engrandir. Recreació artística de Betelgeuse mig enfosquida. Betelgeuse hauria perdut la seva lluminositat a causa d'immensos núvols de pols que van bloquejar fins a un 40% de la seva llum en el visible. Crèdit: MPIA graphics department.
Per què l'estrella Betelgeuse canvia la brillantor? Betelgeuse, una estrella generalment molt brillant a la constel·lació d’Orió. Per què la seva brillantor ha continuat baixant des de la tardor del 2019? Què li passat?
L’assumpte durava des del 2019, durant uns mesos, la gegant vermella Betelgeuse, gairebé mil milions de vegades més gran que el Sol, havia vist caure la seva lluminositat aproximadament un 35%. Va ser això un presagi de la seva explosió de supernova?. No hi ha una explicació prosaica, ara s'ha pogut confirmar mitjançant observacions d’astrònoms utilitzant els instruments del VLT d’ESO.
La humanitat fa temps que coneix l’estrella Betelgeuse perquè és una de les estrelles més brillants de la constel·lació d’Orió. Però només al segle XX es va poder conèixer la seva mida i fins i tot va ser la primera estrella de la que es va determinar el seu diàmetre. De fet el 1921, els astrònoms Michelson i Pease van utilitzar la tècnica de la síntesi d'obertura, ideada per Hippolyte Fizeau, per determinar el diàmetre aparent de les estrelles mitjançant mètodes interferomètrics. Aleshores va queda clar que estàvem en presència d’una supergegant vermella gairebé mil vegades més ampla en radi que el Sol. i, donada la seva temperatura superficial, aproximadament cent mil vegades més brillant.
L’enlluernador progrés, després de la Segona Guerra Mundial, en la teoria de l’estructura i l’evolució estel·lar, gràcies al desenvolupament de l’astrofísica nuclear, va fer que Betelgeuse fos de gran interès per als astrofísics perquè és probable que ens doni claus per entendre amb més precisió com aquestes estrelles, molt massives (Betelgeuse conté unes 15-20 masses solars), acaben la seva vida al cap d’uns pocs milions d’anys.
De fet, sabem des de fa dècades que hi ha una relació entre la massa d’una estrella, la seva lluminositat i la seva vida útil. Com més massiva sigui la estrella, més alta serà la temperatura al nucli. Com a resultat, són possibles certes reaccions de fusió termonuclear, alliberant les enormes quantitats d'energia necessàries per produir una pressió de radiació capaç d'oposar-se a la que resulta de la pròpia gravetat de l'estrella, en aquest cas a les estrelles de cicle CNO.
En fer-ho, consumeix el seu combustible termonuclear a un ritme tan ràpid que la seva vida útil es compta en milions d’anys en lloc de milers de milions d’anys, com és el cas del Sol. Com que es calcula que la gegant vermella es va originar fa uns 8 milions d’anys, hi ha una bona raó per creure que en pocs milers o centenars de milers d’anys és probable que Betelgeuse exploti en una supernova. Com que es troba a uns 600 anys llum de distància (queden incerteses sobre la seva distància exacta), l'explosió produirà un espectacle impressionant a la Terra, visible a plena llum del dia.
Aquesta animació combina quatre imatges reals de l'estrella supergegant vermella Betelgeuse, la primera presa al gener de 2019 i les altres preses al desembre de 2019, gener de 2020 i març de 2020, durant el declivi sense precedents de l'estrella. Totes les imatges, que permeten visualitzar la superfície de l'estrella, van ser preses amb l'instrument Sphere del Very Large Telescope d'ESO. Crèdit: ESO/M. Montargès et al. ,/L. Calçada
Un caprici d’una estrella variable o un núvol de pols?
Per tant, Betelgeuse està molt estudiada i, quan les observacions de finals del 2019 i principis del 2020 van començar a demostrar que l’estrella es tornava molt menys lluminosa, la notícia va ser molt publicitada mentre els astrofísics s’ho pensaven. Hem de témer la imminència de l'explosió de la gegant vermella? De tota manera, com es pot explicar aquesta caiguda de la brillantor?
A Sci-Bit ja li havíem dedicat algun article a aquesta qüestió. L’astrofísica Sylvie Vauclair ens va recordar en particular que la supergegant vermella és una estrella variable i que, per aquest motiu, ens trobàvem potser, i fins i tot probablement, només davant d’un dels seus múltiples cicles de variacions als inicis de la seva explosió.
Sylvie Vauclair va avançar una altra explicació, menys probable, segons ella: "Betelgeuse, que emet constantment forts vents estel·lars, hauria emès una bafarada de gas i pols especialment significativa, que la amagaria parcialment abans d'evaporar-se completament".
Aquesta hipòtesi també va ser considerada per l'astrònom Miguel Montargès, de l'Observatori de París, a França, i de la KU Leuven, a Bèlgica. Amb el seu equip, havia utilitzat els instruments del VLT situat a la part superior del Cerro Paranal, a Xile, per estudiar Betelgeuse. En un comunicat de premsa del ESO, explicava que treballava "actualment en dos escenaris: un es basa en el refredament superficial generat per una activitat estel·lar excepcional, l'altre en l'expulsió de pols al llarg de la línia de visió. Per descomptat, el nostre coneixement sobre les supergegants vermelles continua sent incomplet avui en dia. Els estudis estan en marxa, de manera que és probable que sempre sorgeixi una sorpresa”.
Explicacions molt completes sobre les observacions sobre Betelgeuse realitzades pels astrònoms Miguel Montargès i Éric Lagadec el 2020. Podeu triar l'idioma de subtitulació a la configuració del vídeo. Crèdit: Guillaume Doyen
La producció en directe de llavors presolars
Miguel Montargès i l’astrofísica Emily Cannon de KU Leuven, tornen avui a l’enigma de la disminució de la lluminositat de Betelgeuse en un altre comunicat de premsa d’ESO on van fer saber que probablement ells i els seus col·legues pensen que han resolt l’enigma. La solució completa s’exposa en un article publicat a la famosa revista Nature i, sense fer que el suspens duri més, es tractaria de la formació ràpida d’un núvol de pols, a partir d’una bombolla de gas calent, refrigerada i condensada, produïda per l’extraordinari estat convectiu de Betelgeuse i que va ser expulsada per l’estrella poc abans de la seva aparent disminució de lluminositat.
Aquest resultat és el producte de les observacions realitzades al continuar monitoritzant l’estrella des del 2019 amb el VLT mitjançant l’instrument Sphere, sigles de Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (REcerca d'Exoplanetes per Espectre-Polarimetría d'Alt contrast) per obtenir una imatge directa de la superfície de Betelgeuse, així com amb les dades del instrument Gravity de l’interferòmetre del VLT (VLTI) per tal de controlar Betelgeuse a mesura que disminuïa la seva lluminositat; aquestes observacions també van continuar després de l'abril de 2020, quan l'estrella havia recuperat la seva lluminositat normal. La interpretació d’aquestes observacions va en la mateixa direcció que l'extreta de les dades recollides per Hubble i que Futura ja va informar.
"Tot i així, vam assistir a la formació del que es coneix com a pols d'estrelles en viu", explica Miguel Montargès. Això no és trivial perquè, com també es va esmentar al comunicat de premsa d'ESO, Emily Cannon: "La pols expulsada de les estrelles fredes al final de la seva vida, com la que acabem de presenciar, podria constituir els blocs de construcció dels planetes terrestres i de la vida".
Quan Betelgeuse, una brillant estrella taronja de la constel·lació d’Orió, es va tornar notablement més fosca a finals del 2019 i principis del 2020, la comunitat astronòmica va quedar perplexa. Un equip d’astrònoms ha publicat ara una nova investigació feta amb l’interferòmetre del Very Large Telescope (VLTI) i el Very Large Telescope d’ESO que descobreix el misteri de la gradació de Betelgeuse. Podeu triat l'idioma de la subtitulació a la configuració del vídeo. Crèdit: European Southern Observatory (ESO)
Hi ha una teoria de la formació de grans de pols per condensació d’ejecció de matèria per part de les estrelles al final de la seva vida, i les observacions de Betelgeuse demostren que la formació de pols es pot produir molt ràpidament i aprop de la superfície d’una estrella tal com s’indica en el comunicat de premsa d'ESO. Millor! trobem aquests grans presolars a l’interior dels meteorits del Sistema Solar, cosa que ens va permetre especificar les seves composicions. Hi ha materials refractaris com el carbur de silici, minerals silicats de la família de l'oliví, piroxè i fins i tot diamants!.
Com a conclusió d’aquest descobriment, Miguel Montargès i Emily Cannon admeten que estan impacients per poder utilitzar el Telescopi Extremament Gran (ELT) en construcció al ESO. “Gràcies a la seva capacitat per aconseguir resolucions espacials inigualables, l'ELT ens permetrà fer una imatge directa de Betelgeuse amb un notable detall. També ampliarà significativament la mostra de supergegants vermelles que podrem estudiar mitjançant imatges directes, cosa que ens ajudarà a desvelar els misteris que hi ha darrere dels vents d’aquestes estrelles massives”, explica Emily Cannon.
Vídeo de presentació del Telescopi Extremadament Gran de ESO. Crèdit: ESO
Per obtenir més informació sobre la història de Betelgeuse, podeu llegir el text de Miguel Montargès sobre aquest tema en anglès, on també ret homenatge als membres de l’equip que hi ha darrere del treball publicat a Nature.
Una presentació de la investigació sobre grans presolars de Philipp Heck. Podeu triar l'idioma de subtitulació a la configuració del vídeo. Crèdit: Field Museum
Les temptadores vistes de Plutó suggereixen una superfície activa, però no les tornarem a veure fins d'aquí a 161 anys.
Els científics tenen més feina a fer, amb les observacions programades per ahir dissabte.
Clic per engrandir. La imatge de la New Horizons ens mostra l'extensió rica en gel a Sputnik Planitia. (Crèdit de la imatge: NASA/JHUAPL/SwRI)
Durant un breu moment al juliol del 2018, el sistema solar es va alinear per mostrar a la Terra el disc de Plutó totalment il·luminat pel Sol, una disposició que no tornarà a ocórrer en 161 anys.
La científica planetària Bonnie Buratti estava preparada: Portava una dècada esperant l'oportunitat de captar la rara visió amb l'esperança d'omplir un buit de coneixement que ni tan sols la acuradament planificada missió New Horizons va poder abordar. El resultat és una enigmàtica parcel·la il·luminada de Plutó i la seva lluna, Caront.
"Aprofitem aquesta oportunitat única a la vida -bé, un cop a més d'una vida, un cop gairebé cada dos segles- de veure a Plutó completament il·luminat", va dir Buratti, que treballa al Laboratori de Propulsió a Raig de la NASA a Califòrnia i és autor principal d'un nou article que presenta les observacions, a Space.com.
La professora de la BYU (Brigham Young University) Jani Radebaugh i un equip internacional van estudiar les imatges de la NASA procedents de la missió New Horizons i van descobrir que la superfície de Plutó té moltes característiques similars a les de la Terra, com una glacera amb forma de cor i dunes. Podeu triar l'idioma de subtitulació a la configuració del vídeo. Crèdit: Brigham Young University
Les observacions d'un cos del sistema solar en el punt de màxima il·luminació i el seu contorn permeten als científics mesurar el que denominen "onada d'oposició", un augment sobtat de la brillantor d'un objecte quan s'il·lumina per complet, desproporcionat respecte a la franja extra de superfície que s'il·lumina.
I l'onada d'oposició no és només un curiós fenomen òptic: Els científics creuen que el patró de l'onada està influenciat per la densitat del material a la superfície d'un món. "Observant com augmenta la brillantor d'un objecte quan s'il·lumina, es pot saber alguna cosa sobre la textura de la superfície i com és aquesta: És esponjosa? és nevada? és compacta?" afirma Buratti.
Per exemple, l'onada d'oposició de la lluna plena està causada per la regolita solta i polsegosa de la seva superfície, va dir. "Aquestes partícules projecten ombres i aquestes ombres desapareixen ràpidament quan la cara s'il·lumina per a l'observador".
Un Plutó completament il·luminat és difícil de captar des de la Terra a causa de la inclinació de l'òrbita del planeta nan en comparació amb la nostra. Els observadors del cel utilitzen el terme "oposició" per referir-se al punt de l'any terrestre en què un determinat objecte del sistema solar apareix oposat al Sol en els nostres cels. No obstant això, un cos celeste no ha de aparèixer totalment il·luminat en aquest moment, especialment quelcom com Plutó, que sol estar per sobre o per sota del plànol de l'òrbita de la Terra al voltant del Sol.
D'aquí l'espera de 161 anys per a la propera oportunitat d'aquest tipus i la cura de Buratti per anotar l'oportunitat del 2018 amb tanta antelació. Ella i els seus companys se les van arreglar per utilitzar el telescopi Hale de 200 polzades a l'Observatori del Mount Palomar, prop de San Diego. El telescopi Hale està equipat amb un sistema òptic que pot separar a Plutó i Caront, en lloc de veure una taca dels dos mons.
Clic per engrandir. El telescopi Hale a l'observatori del Mount Palomar a San Diego. Crèdit: Observatory Mount Palomar.
I l'equip va aconseguir captar observacions superiluminades de Plutó el 12 de juliol de 2018, així com altres dies d'aquest mes i de juliol de 2019. Buratti i els seus col·legues tenien previstos més mesuraments per a l'estiu passat, però la pandèmia de COVID-19 va tancar l'observatori.
Els investigadors encara no poden utilitzar el telescopi en persona, però finalment, Buratti i els seus col·legues tenen de nou observacions en el calendari, que comencen dissabte (19 de juny). S'espera que aquestes mesures, més altres el mes que ve i a l'octubre, aclareixin com es produeix l'onada d'oposició de Plutó, proporcionant als científics els detalls que necessiten per entendre el que podria estar passant al terra degut als efectes òptics.
Buratti va dir que la seva sospita és que el fort augment de l'oposició està relacionat amb el dinamisme del món que la nau espacial New Horizons va descobrir durant el seu sobrevol del 2015. "Plutó és molt més actiu del que pensàvem", va dir. "Vam veure coses que mai havíem vist allà".
És el primer món de sistema solar més enllà de la Terra què se sap que té glaceres, per exemple. El gel es vaporitza i es torna a congelar, i de vegades es mou entre Plutó i Caront en el procés. "Podria haver-hi neu [a Plutó], hi ha molt gebre movent-se, podria tenir una superfície realment esponjosa i amb textura".
Encara que l'alineació relativament propera del sobrevol de la nau espacial i la il·luminació completa des de la Terra és una pura coincidència, Buratti va dir que la combinació d'observacions és un altre exemple de com la ciència planetària prospera millor quan s'utilitzen eines terrestres i espacials conjuntament.
New Horizons va veure vistes nocturnes i mig il·luminades de Plutó durant la seva maniobra, ha assenyalat, però no va poder veure el disc totalment il·luminat a causa de la trajectòria del seu breu sobrevol. "Si ho combines amb aquestes observacions en terra, tens el conjunt complet, tens el paquet complet", va dir. "Són totalment complementàries".
Clic per engrandir. Recreació artísticade lanauNewHorizonsambPlutói la seva majorlluna,Caront, al juliol de2015.Crèdits:NASA/JHUAPL/SwRI
I per Buratti, les noves observacions són un recordatori commovedor del seu propi treball durant el sobrevol de New Horizons, ja que és estrany que els científics arribin a utilitzar equips prou potents com per diferenciar Plutó i Caront quan observen el parell des de la Terra.
"Vam veure a Plutó i Caront per separat per primera vegada des de la trobada", va dir Buratti. "És una cosa emotiva per a mi ... Aquí hi ha una cosa que era només un punt de llum, i després en un dia o dos es converteix en aquest món geològic i et sents com si estiguessis allà. És una cosa íntima. Però després torna a ser un punt".
Les observacions es descriuen en un article publicat el 8 de juny a la revista "Geophysical Research Letters".
El que es pot conèixer directament està acabat. La idea de l'infinit sorgeix tanmateix tan aviat com pensem. Però es pot trobar l’infinit a la natura i a la física que vol representar-la? Està present a l’Univers?
L’infinit constitueix una dimensió efectiva i múltiple de la realitat? O resideix només en la nostra ment, una ficció necessària per al pensament a la que cap realitat física pot correspondre? Quina importància té en matemàtiques? i en física?
El caminant, en la successió dels seus passos (un pas, després un altre i un altre), s’adona que el seu passeig es pot repetir indefinidament. En principi, sempre pot fer un pas més.
Clic per engrandir. Què és l'infinit?. Imatge de la Via Làctia. Crèdit: FelixMittermeier, Pixabay, DP
L'infinit potencial
Aquesta repetició sense limitacions condueix a la primera intuïció d’un indefinit sense fi: és l’infinit potencial, la capacitat d’anar sempre una mica més enllà. Està naturalment lligat a la noció de successor d’un nombre natural: 1, 2, 3, etc. Un número sempre succeeix amb un altre i no hi ha cap darrer número, perquè aquest darrer número té un successor. És el principi de recurrència, un procés fonamental generador de l'infinit potencial.
Llavors aleshores, enunciar que el 2 ja prefigura l’infinit potencial. Com que 2 = 1 + 1, i no res impedeix escriure llavors 2 + 1 = 3, 3 + 1 = 4, ad infinitum. Un és la unitat; dos ja són els diversos, la multiplicitat. Si 2 ja implica infinit, vol dir això que la multiplicitat, la diversitat, són potencialment infinites?
Com veiem, el problema de l’infinit afecta tant la filosofia (i la teologia, l’art, l’ètica, etc.) com a les ciències naturals. També caldrà distingir entre les ciències de l’univers, les ciències de la matèria i les ciències del nombre, és a dir, les matemàtiques.
L’infinit i Aristòtil
A casa d' Aristòtil, la paraula "infinit" es va associar a l'expressió de la imperfecció. Al seu pas, els científics (i més encara els filòsofs i teòlegs) han demostrat, al llarg dels segles, una tossuda resistència a la idea de l’infinit real, més enllà de tota posició racional. Els primers pares de l’Església cristiana, els neoplatonistes i els escolàstics la consideraran en un principi com un atribut de Déu.
S'encaminarà de la teologia després cap a les matemàtiques i la filosofia natural, que parlen sobre la geometria de la perspectiva (segle XV), dels infinitament grans de la cosmologia (segle XVII) i de l'infinitesimal (segles XVII i XVIII). Els infinits esdevindran així concebibles abans de ser fundades i classificades adequadament, aquesta última etapa caurà sota les matemàtiques i la lògica i ocuparà els dos segles que ens precedeixen.
L'infinit en les matemàtiques
Mentre que el físic generalment busca deixar de banda l'infinit de les seves teories, totes les matemàtiques es basen en el concepte d'infinit. Això es relaciona de fet amb la noció de nombre i amb la del conjunt. Hi ha algun número que puguem associar a la noció d’infinit? Hi ha conjunts que contenen un nombre infinit d'elements? Aquí formulem aquestes preguntes d’una manera una mica ingènua perquè ningú és capaç de dir realment què significa “existir” en matemàtiques: existeixen els números fora de nosaltres, en un altre nivell de realitat? Tot i així, els infinits són una font de paradoxes que han impedit durant dos mil anys la constitució d’una teoria que en permeti la manipulació. Entre aquestes paradoxes, les més cridaneres van ser les dels indivisibles (sobre l'infinitament petit) i el de la reflexivitat (sobre l'infinitament gran). De fet, aquestes dues infinitats apareixen indissolublement lligades: a la part més petita d’una longitud, per exemple, sembla que es pot trobar un nombre infinitament gran de punts, de dimensió infinitament petita.
La omnipresència de l'infinit en matemàtiques és sorprenent, perquè l'home és un ésser finit, limitat, embarcat en un planeta limitat i finit. Tanmateix, aquest ésser finit examina l'infinit i juga amb ell, fins al punt que l'infinit és essencial perquè ell pugui captar el finit. Un exemple immediat és el càlcul del nombre π!!, la relació entre la circumferència d’un cercle i el seu diàmetre. Té una longitud finita, però la seva expressió és un nombre amb infinitat de decimals. Per calcular aquest nombre (Arquimedes ja ho havia provat), cal utilitzar un procés infinit.
Va ser el matemàtic Bernard Bolzano que a principis del segle XIX va proposar per primera vegada a l’infinit un estat equivalent al del finit. A finals del mateix segle, l'obra de Georg Cantor, considerada avui l'origen de les matemàtiques modernes, va ser rebutjada amb terror pels científics; Georg Cantor va lluitar sol, fins que va perdre el cap.
Clic per engrandir. Imatge de la radiació gamma del cel (vista per Egret). Aquest mapa podria contenir informació sobre la presència d’antimatèria a la nostra galàxia. Crèdit: NASA, DP
L'infinit a la física
De rebot, ha calgut esperar fins a principis del segle XX per una rehabilitació (parcial) de l'infinit a la física. La teoria quàntica, la cosmologia relativista o els models de forats negres, per exemple, han donat lloc a nous infinits. Des de llavors, el finit i l'infinit s'han unit en els mateixos models.
Més enllà de la història (essencial, perquè ningú no pot entendre l’objecte d’una ciència si no en coneix la història), volem repensar “l’actualitat de l’infinit”, l’infinitament gran i el seu bessó l’infinitament petit, a la llum de teories modernes. Pretenem mostrar que la cosmologia relativista continua sent l'únic camp de la física del que no s'ha eliminat l'infinit "real" (infinit de l'espai, eternitat del temps), que reflecteix la seva particular posició epistemològica dins de les altres ciències. Pel que fa als desenvolupaments més recents en física (topologia de l’espai-temps, renormalització, buit quàntic, teoria de les supercordes, cosmologia quàntica), fan que l’infinit reneixi constantment de les seves cendres, com una esfinx enigmàtica amb moltes cares.
Clic per engrandir. Imatge de C21. Crèdit: NASA, ESA, i K. Stapelfeldt (Jet Propulsion Laboratory); Processament: Gladys Kober (NASA/Catholic University of America)
Tot i que la característica espiral a la part superior d'aquesta imatge del Hubble pot semblar el braç d'una galàxia o el cor d'una tempesta còsmica, en realitat és una petita porció de Caldwell 20 (NGC 7000), o la nebulosa d'Amèrica de Nord. Descoberta per William Herschel el 1786 i sobrenomenada així per la seva semblança amb el continent d'Amèrica de Nord, Caldwell 20 es troba a uns 1.800 anys llum de la Terra i ocupa un espai a la constel·lació del Cigne que sembla més de tres vegades més gran que la Lluna plena. No obstant això, malgrat una magnitud aparent de 5, la nebulosa no sembla molt brillant enfront de la Via Làctia estelada. Uns prismàtics o un petit telescopi la revelaran com una subtil lluentor contra el seu teló de fons galàctic. Els observadors de l'hemisferi nord haurien de buscar Caldwell 20 a la tardor, i els de l'hemisferi sud tindran la seu millor vista a la primavera.
Caldwell 20 és un impressionant exemple de nebulosa d'emissió. Els núvols de gas que componen la nebulosa estan sent ionitzades per un estel proper, el que fa que el gas brilli a l'emetre energia. Els colors emesos per les nebuloses d'emissió depenen de la composició química de la regió. El color vermellós, característic de l'hidrogen i dominant a Caldwell 20, pot ser captat per càmeres sensibles.
Clic per engrandir. La imatge terrestre de Caldwell 20 (NGC 7000) presa pel DSS, sigles en anglès de Digitized Sky Survey (Estudi Digitalitzat del Cel) a la part superior dreta copsa una vista àmplia de la nebulosa, il·lustrant per què l'objecte és conegut com la Nebulosa d'Amèrica de Nord. El contorn blanc mostra la ubicació de l'observació del Hubble presa amb la seva Càmera Planetària i de Gran Angular 2 (WFPC2), que capta una petita regió de la nebulosa situada aproximadament a on podria estar al nord-est de Texas. Crèdit: Imatge terrestre: Digitized Sky Survey; imatge del Hubble: NASA, ESA, i K. Stapelfeldt (Jet Propulsion Laboratory); Processament: Gladys Kober (NASA/Catholic University of America)
Aquesta imatge de Caldwell 20, presa amb la Càmera Planetària i de Gran Angular 2 del Hubble, forma part d'un estudi d'estrelles T Tauri en regions properes de formació estel·lar. Les estrelles T Tauri són estrelles joves que la lluentor els hi varia amb el temps. Una de les raons per les que aquest tipus d'estrelles és important per als astrònoms és perquè s'ha descobert que una gran part de les estrelles T Tauri alberguen discs circumestelars. Aquests discs de gas i pols poden convertir-se algun dia en sistemes solars complets.
