Webb revela detalls intricats de les restes d'una estrella moribunda

Nota de l'editor: Aquest post destaca dades de la ciència en curs del Webb, que encara no ha passat pel procés de revisió per parells.

El telescopi espacial James Webb de la NASA va obtenir imatges de la nebulosa de l'Anell, un dels exemples més coneguts de nebulosa planetària. Com la nebulosa de l'Anell del Sud, una de les primeres imatges del Webb, la nebulosa de l'Anell mostra intricades estructures de les etapes finals d'una estrella moribunda. Roger Wesson, de la Universitat de Cardiff, ens explica més sobre aquesta fase del cicle de vida estel·lar d'una estrella similar al Sol i com les observacions del Webb li han proporcionat a ell i als seus col·legues valuosos coneixements sobre la formació i l'evolució d'aquests objectes, insinuant un paper clau per a les companyes binàries.

Clic a la imatge per engrandir. El telescopi espacial James Webb de la NASA ha observat la coneguda Nebulosa de l'Anell amb un detall sense precedents. Formada per una estrella que es desprèn de les capes exteriors en quedar-se sense combustible, la Nebulosa de l'Anell és una nebulosa planetària arquetípica. Aquesta nova imatge de la càmera NIRCam (Near-Infrared Camera) del Webb mostra detalls intricats de l'estructura de filaments de l'anell interior. A la nebulosa hi ha uns 20.000 glòbuls densos, rics en hidrogen molecular. En canvi, la regió interior mostra gas molt calent. L'embolcall principal conté un fi anell d'emissió realçada procedent de molècules basades en el carboni conegudes com a hidrocarburs aromàtics policíclics (HAP). Descarregueu aquí la versió a resolució completa del Space Telescope Science Institute. Crèdit: ESA/Webb, NASA, CSA, M. Barlow (University College London), N. Cox (ACRI-ST), R. Wesson (Cardiff University)

Abans es pensava que les nebuloses planetàries eren objectes simples i rodons amb una única estrella moribunda al centre. Rebien aquest nom pel seu aspecte borrós i planetari a través de petits telescopis. Fa només uns milers d'anys, aquesta estrella era encara una gegant vermella que estava perdent la major part de la seva massa. Com a últim adéu, el nucli calent ionitza ara, o escalfa, aquest gas expulsat, i la nebulosa respon amb una acolorida emissió de llum. No obstant això, les observacions modernes mostren que la majoria de les nebuloses planetàries presenten una complexitat sorprenent: cal preguntar-se com pot una estrella esfèrica crear estructures no esfèriques tan intricades i delicades.

 

La nebulosa de l'Anell és un objectiu ideal per desentranyar alguns dels misteris de les nebuloses planetàries. És a prop, a uns 2.200 anys llum, i és brillant: visible amb prismàtics en una nit clara d'estiu des de l'hemisferi nord i gran part del sud. El nostre equip, anomenat ESSENcE (Evolved Stars and their Nebulae in the JWST Era, sigles de Les estrelles evolucionades i les seves nebuloses a l'era del JWST), és un grup internacional d'experts en nebuloses planetàries i objectes relacionats. La nebulosa de l'Anell encaixa perfectament en el camp de visió dels instruments NIRCam (Near-Infrared Camera) i MIRI (Mid-Infrared Instrument) del Webb, cosa que ens permetria estudiar-la amb un detall espacial sense precedents. General d'Observadors (Programa 1558), i el Webb va capturar imatges de la Nebulosa de l'Anell tot just unes setmanes després que comencessin les operacions científiques, el 12 de juliol de 2022.

Quan vam veure les imatges per primera vegada, ens vam quedar sorpresos per la quantitat de detalls que contenien", diu Roger Wesson. "L'anell brillant que dóna nom a la nebulosa està compost per uns 20.000 grups individuals de gas hidrogen molecular dens, cadascun tan massiu com la Terra dins de l'anell, hi ha una estreta banda d'emissió d'hidrocarburs aromàtics policíclics, o HAP, molècules complexes que contenen carboni i que no esperaríem que es formessin a la nebulosa de l'anell. que apunten directament en direcció oposada a l'estrella central i que destaquen a l'infraroig, però que només eren visibles molt feblement a les imatges del telescopi espacial Hubble.  Creiem que això podria ser degut a molècules que es poden formar a les ombres de les parts més denses de l'anell, on estan protegides de la radiació directa i intensa de l'estrella central calenta.

Clic a la imatge per engrandir. Aquesta nova imatge de la Nebulosa de l'Anell obtinguda amb l'instrument MIRI (Mid-InfraRed Instrument) del Webb revela detalls particulars a les característiques concèntriques de les regions exteriors de l'anell de la nebulosa. Són uns deu arcs concèntrics situats just més enllà de la vora exterior de l'anell principal. Es creu que els arcs s'originen per la interacció de l'estrella central amb una companya de baixa massa que orbita a una distància comparable a la que hi ha entre la Terra i Plutó. Descarregueu aquí la versió a resolució completa del Space Telescope Science Institute. Crèdits: ESA/Webb, NASA, CSA, M. Barlow (University College London), N. Cox (ACRI-ST), R. Wesson (Cardiff University).

 

Segons Roger Wesson "les nostres imatges MIRI ens van proporcionar la visió més nítida i clara fins ara del tènue halo molecular situat fora de l'anell brillant. Una revelació sorprenent va ser la presència de fins a deu característiques concèntriques espaiades regularment dins aquest feble halo. anys, aproximadament, quan l'estrella central es desprenia de les seves capes externes, quan una estrella evoluciona fins a convertir-se en una nebulosa planetària, no hi ha cap procés que coneguem que tingui aquest període de temps. estrella companya al sistema, orbitant més o menys tan lluny de l'estrella central com Plutó del nostre Sol. Mentre l'estrella moribunda desprenia la seva atmosfera, l'estrella companya va donar forma al flux de sortida i ho va esculpir.Cap telescopi anterior tenia la sensibilitat i la resolució espacial necessàries per descobrir aquest subtil efecte".
 

Llavors, com va formar una estrella esfèrica una nebulosa tan estructurada i complicada com la Nebulosa de l'Anell? Una petita ajuda d'una companya binària podria ser part de la resposta.

Ho he vist aquí.

Perquè un Arc de Sant Martí de 360º?

Avui parlarem del Arc de Sant Martí sencer (cercle sencer). Sci-Bit ja en va fer un apunt en aquest article. Un fenomen meteorològic difícil de veure per què intervenen diferents condicionants que s'han de donar tots alhora, i no tots tindrem l'oportunitat  de veure'ls.

I fent un volt per la xarxa ens hem trobat amb una piulada interessant, i volem aprofitar l'avinentesa de la piulada de l'amic @MeteoBarrufet per ampliar la informació sobre aquest fenomen.

Clic a la imatge per engrandir. Captura de la piulada de @meteobarrufet. Crèdit: Barrufet del Temps, X.

 

Per poder veure un arc de Sant Martí complet s'han de donar una serie de factors: Estar en un lloc elevat, ha de ploure al davant nostre, a dalt i a baix, i tenir el Sol darrera nostre. Un altre condició es tenir una bona il·luminació a la pantalla de precipitació, que ha de ser prou ample, i tenir un bon horitzó sense cap element que ens talli la visió. Això fa que l'arc principal sigui molt intens i es pugui observar amb el secundari amb un cercle complet.

Clic a la imatge per engrandir. Un altre exemple. Crèdit: @HdAnchiano

Un altre efecte es produeix si a més de totes aquests requisits hi ha un segon punt de llum, per exemple el reflex del Sol a l'aigua. Llavors a més tenim un arc de reflexió. Us deixem uns exemples de com es formen 2 arcs diferents, un directament per la llum de Sol i l'altre pel seu reflex a l'aigua, es degut a 2 punts de llum lleugerament desplaçats creant així 4 arcs de Sant Martí.

Feu un clic sobre cada imatge per engrandir-la.

 

 

La llum d'Earendel, la nostra estrella més estimada

Descoberta pel telescopi Hubble de la NASA, Earendel (veure segona imatge) és l'estrella més llunyana que s'ha detectat mai. Va existir durant els primers mil milions d'anys després del Big Bang! El telescopi James Webb ens mostra ara que és una estrella massiva de tipus B, més del doble de calent que el nostre Sol i aproximadament un milió de vegades més lluminosa.

Clic a la imatge per engrandir. Un fons negre està esquitxat de centenars de petites galàxies de diferents formes i colors. Algunes galàxies estan distorsionades. Una mica per sobre del centre, hi ha una font brillant de llum, una estrella amb 8 pics de difracció brillants que s'estenen fora. Sota l'estrella hi ha diverses galàxies blanques molt difuses que semblen boles de cotó. Formen part d'un cúmul de galàxies. A la part inferior dreta de l'estel hi ha una línia llarga, vermella i prima que s'estén des de la una fins a les set, delineada en un requadre blanc. Aquesta és la galàxia de l'Arc de l'Albada. Crèdits: NASA, ESA, CSA, Dan Coe (STScI/AURA per a ESA, JHU), Brian Welch (NASA-GSFC, UMD), amb processament d'imatges de Zolt G. Levay.

Clic a la imatge per engrandir. Un primer pla del requadre que destaca l'Arc de l'Albada. Diversos punts brillants, alguns més gruixuts que altres, estan al llarg de la llarga línia vermella, amb un etiquetatge com a Earendel. Altres galàxies (taques, punts i discos en blanc o vermell) omplen el fons. Crèdits: NASA, ESA, CSA, Dan Coe (STScI/AURA per a ESA, JHU), Brian Welch (NASA-GSFC, UMD), amb processament d'imatges de Zolt G. Levay.

Earendel només és detectable gràcies a un cúmul de galàxies situat entre l'estrella i nosaltres. La gravetat del cúmul corba la llum, magnificant el que hi ha al darrere, en el cas d'Earendel, per un factor d'almenys 4000. Basant-se en els colors de la llum d'Earendel, els astrònoms creuen que pot tenir una estrella companya més freda.

Webb també és capaç de veure altres detalls a la galàxia amfitriona d'Earendel, l'Arc de l'Albada, la galàxia més magnificada detectada fins ara en els primers mil milions d'anys de l'univers. Presenta tant regions de formació estel·lar joves com cúmuls estel·lars més antics i consolidats de tan sols 10 anys llum de diàmetre.

Gràcies a la seva sensibilitat, Webb ha detectat altres estrelles molt distants, encara que no tant com Earendel. Els astrònoms tenen l'esperança que encara es pugui detectar la primera generació d'estrelles de l'univers. Més informació a l'enllaç de la nostra biografia.

Clic a la imatge per engrandir. Aquestes imatges són una composició d'exposicions separades adquirides pels instruments ACS/WFC i WFC3/IR del Telescopi Espacial Hubble. Es van utilitzar diversos filtres per mostrar rangs de longitud d'ona amplis i estrets. El color és assignar diferents matisos (colors) a cada imatge monocromàtica (escala de grisos) associada a un filtre individual. En aquest cas, els colors assignats són Blau: F814W Verd: F105W Vermell: F110W + F160W

Ho he vist aquí i aquí.

El telescopi James Webb revela secrets mai vists del titànic cúmul de galàxies "El Gordo"

El Hubble només podia endevinar-los. El telescopi espacial James Webb els acaba de treure a la llum. Una gran quantitat de galàxies llunyanes, un cúmul primitiu i fins i tot l'estrella gegant vermella més llunyana mai observada!

Clic a la imatge per engrandir. El telescopi espacial James Webb ha enviat una altra imatge impressionant, plena de lliçons per als científics. Una imatge del cúmul d'"El Gordo" com no havien vist mai abans. Crèdit: Jose Diego (Institut de Física de Cantabria), Brenda Frye, Patrick Kamieneski, Tim Carleton i Rogier Windhorst de l'Arizona State University, Alyssa Pagan (STScI), Jake Summers (Arizona State University), Jordan D'Silva i Aaron Robotham (University of Western Australia) i Anton Koekemoer (STScI), NASA, ESA, ASC.

Descobreix les primeres imatges enviades per la NASA del JWST, el telescopi espacial amb un rendiment inigualable.

En castellà, "El Gordo" significa "el gran". És per això que aquest sobrenom es va assignar al cúmul de galàxies ACT-CL J0102-4915. Perquè és senzillament el cúmul més gran conegut fins ara a l'univers llunyà. Comprèn, al nostre Univers tal com va aparèixer fa poc més de 6.000 milions d'anys. Això situa El Gordo a uns 7.000 milions d'anys llum de la nostra Terra.

I una nova imatge retornada pel telescopi espacial James Webb (JWST) mostra aquest cúmul de cent galàxies amb una nova llum. Amb les galàxies emergint clarament quan amb prou feines es podien endevinar a les millors imatges del telescopi espacial Hubble. Els astrònoms hi estan especialment interessats per l'efecte de lents gravitacionals que produeix i que poden aprofitar per descobrir objectes de fons.

Clic a la imatge per engrandir. Imatges en color de NIRCam dels quatre sistemes coneguts i un probable de z = 4,32 que mostren morfologies resoltes. Les barres d'escala es mostren en cada imatge, i l'orientació es Nord a dalt, Est esquerra. Els sistemes 8, 9, 10 i 11 van ser identificats per primera vegada per Caputi et al. (2021), en el seu estudi les imatges del Hubble (HST) no van poder detectar el component vermell del sistema 9. A NIRCam, les imatges de la galàxia es separen en múltiples components, on suggereix interaccions/fusions de galàxies en curs, així com canvis en la paritat de la imatge entre les esperades en cada creu de la corba crítica. El Sistema 39 ha estat descobert en aquest estudi pel seu desplaçament al vermell predit pel model, el seu desplaçament al vermell fotomètric i la seva morfologia.

Clic a la imatge per engrandir. A la imatge que retorna el telescopi espacial James Webb del cúmul El Gordo, “The slender” (el prim) al fotograma A i “The hook” (l'ham) al fotograma B. Crèdit: Jose Diego (Institut de Física de Cantabria), Brenda Frye, Patrick Kamieneski, Tim Carleton i Rogier Windhorst (Arizona State University), Alyssa Pagan (STScI), Jake Summers (Arizona State University), Jordan D' Silva i Aaron Robotham (University of Western Australia), Anton Koekemoer (STScI), NASA, ESA, ASC.

La primera estrella gegant vermella llunyana revelada pel telescopi espacial James Webb

Entre ells hi ha una galàxia (fotograma B, a dalt) d'uns 10.600 milions d'anys. Deformat per lents gravitacionals, rep el sobrenom de "l'ham". Deu el seu color vermell tant a la seva pols com a la distància extrema a la qual es troba de nosaltres. Corregida la distorsió, la galàxia sembla en forma de disc a només 26.000 anys llum de distància. Una quarta part de la nostra Via Làctia, o la distància actual que separa la Terra del forat negre gegant al centre de la nostra galàxia, Sagitari A*. I els astrònoms observen que ja comença a deixar de formar massa estrelles.

Una altra galàxia a uns 11.000 milions d'anys llum de distància apareix a la imatge: el marc A. Com una línia de llapis. D'aquí el seu sobrenom "El prim". I no gaire lluny d'allà, la primera estrella supergegant vermella que es va poder observar a més de mil milions d'anys llum de la nostra Terra. Gràcies a la sensibilitat infraroja del telescopi espacial James Webb.

Clic a la imatge per engrandir. La massa increïble del cúmul de galàxies "El Gordo" actua com una lent natural, permetent-nos veure objectes més llunyans darrere seu mitjançant un procés conegut com a lent gravitacional. Els nous estudis que utilitzen Chandra i el James Webb de  la NASA proporcionen noves idees: feu un clic aquí.

Dins dels secrets de les galàxies i els seus cúmuls

Els investigadors també assenyalen el que podria resultar ser un nou cúmul de galàxies en formació. Una mica més de mil milions d'anys després del Big Bang, ja podria estar format per 17 galàxies.

També es veuen a la imatge del James Webb les galàxies ultra-difuses més llunyanes observades mai. Galàxies que semblen presentar propietats lleugerament diferents de les actuals.

Ho he vist aquí.

Troba el teu camí entre les estrelles.

Visible a simple vista des de l'hemisferi sud, el Petit Núvol de Magalhães (SMC) deu el seu nom al navegant Fernão de Magalhães. Es troba a uns 200.000 anys llum de distància de la Terra.

Els colors són longituds d'ona d'un ampli espectre de llum captat per diverses naus espacials de la NASA. Els raigs X estan representats en porpra pel telescopi de raigs X Chandra de la NASA, les vistes infraroges del telescopi espacial Spitzer es mostren en vermell, i la llum visible del Hubble està en vermell, verd i blau.

Clic a la imatge per engrandir. Al centre de la imatge, un brillant cúmul estel·lar. A la cantonada inferior es veu una galàxia espiral. Una formació a "l'ala" del Petit Núvol de Magalhães envoltada de gas i pols. Estrelles roses, blaves i vermelles envolten tota la imatge. Crèdit: NASA/CXC/JPL-Caltech/STScI

Atès que el SMC és relativament a prop i és brillant, als astrònoms els resulta més fàcil observar-lo que a galàxies més llunyanes. S'han detectat emissions de raigs X d'estrelles joves semblants a la massa del nostre sol, segons les noves dades de Chandra. Les formacions estel·lars a prop de "l'ala" de la galàxia permeten als astrònoms examinar el cicle de vida de les estrelles i el gas.

Ho he vist aquí.

Portem a la Terra cap a un segon Venus?

El Juliol de 2023 va ser 1,18 °C superior a la mitjana de juliol de 1951-1980, segons el registre GISTEMP de la NASA. El registre es remunta al 1880, quan va ser possible portar un registre mundial coherent.

Aquest estiu rècord forma part d´un patró d´augment de les temperatures globals causat per les activitats humanes, especialment les emissions de diòxid de carboni. En conjunt, les temperatures mundials anuals han augmentat aproximadament 1 °C de mitjana des de 1880.

El nostre planeta ja està sentint els efectes de temperatures rècord i un clima canviant. El 2023 ens ha portat una meteorologia d'onades de calor sufocant, temperatures rècord a la superfície del mar Atlàntic i incendis al Canadà que van enviar fum a milers de quilòmetres de distància.

Des del primer dia, l'Administració Biden-Harris ha tractat la crisi climàtica com l'amenaça existencial del nostre temps. La Llei de Reducció de la Inflació del President -la inversió climàtica més gran de la història- està reforçant la resistència climàtica en comunitats de tot el país i posicionant els Estats Units per assolir l'objectiu del president Biden de reduir la contaminació climàtica a la meitat per 2030.

Doble clic per engrandir. Aquestes imatges son més que significatives del canvis que està patint el nostre planeta. Només cal veure qualsevol informatiu de com el clima està canviant amb severes sequeres, inundacions, incendis forestals catastròfics, i un llarg etc. Crèdit: NASA GISTEMP.

Ens hauríem de preguntar quin planeta els hi volem deixar a les futures generacions.

Ho he vist aquí.

Astrònoms solars descobreixen un nou fenomen a la corona del Sol

Clic a l'imatge per engrandir. A la Terra, les estrelles fugaces són el resultat de l'entrada a l'atmosfera d'un tros d'asteroide o cometa. Al Sol, el fenomen s'acaba d'observar per primera vegada, però té un altre origen. Imatge de l'activitat solar generada per una IA. Crèdit: Lazy_Bear, Adobe Stock

A la Terra, gaudim regularment de l'espectacle de les pluges de meteorits. Al Sol, els astrònoms han observat una mena d'estrelles fugaces en el que anomenen pluges coronals.

Descobriu imatges extraordinàries del sol gràcies al Solar Orbiter  S'acaben de publicar les primeres imatges del Solar Orbiter de l'ESA! Revelen el Sol en tota la seva esplendor, en alta definició. Crèdit: Futura - Explorer le monde / ESA. YouTube.

La Corona. És el nom que els astrònoms donen a la capa més externa de l'atmosfera del nostre Sol. I allà estan passant coses estranyes. Els astrònoms ja hi han observat per exemple una mena de pluja. Encara que al nostre Sol, no és vapor d'aigua el que es condensa i després cau en forma de gotes, sinó que és plasma. A mesura que passa, torna a caure a la superfície després d'una erupció, de més de 100.000 °C a poc més de 5.000 °C.

I ara un equip liderat per investigadors de la Universitat de Northumbria (Regne Unit) informa haver observat un nou fenomen en aquestes pluges coronals. Un fenomen de tipus "estrella fugaç". Pel que fa a la pluja que no és d'aigua, aquestes estrelles fugaces no són de la mateixa naturalesa que les que admirem al nostre cel. S'assemblen més a boles de plasma súper denses, de fins a 250 quilòmetres d'amplada i que s'acosten a la superfície del Sol a més de 100 quilòmetres per segon.

Clic a l'imatge per engrandir. Un equip d'astrònoms liderat per @NorthumbriaUni ha descobert 'estrelles fugaces' al Sol. Les observacions del Solar Orbiter d'ESA han revelat fenòmens de tipus "estrella caiguda" mai vists que es produeixen a les espectaculars pantalles de plasma conegudes com a pluja coronal. Crèdit: X, @RoyalAstroSoc.

Boles de plasma

Va ser gràcies a les dades retornades per la missió Solar Orbiter que els investigadors van fer aquest descobriment. "És possible que una de les nostres màquines mai pugui sondar l'interior de la corona solar, ja que fa molta calor", especifica Patrick Antolin, professor, en un comunicat de premsa de la Royal Astronomical Society. Malgrat això, "Solar Orbiter s'acosta prou com per mostrar fenòmens que hi passen a petita escala".

Clic a l'imatge per engrandir. Vista de SolO a l'EUV el 30 de març de 2022 mostrant una secció parcial del Sol amb gas a 1 milió de graus. Crèdit: ESA/Orbitador Solar EUI/HRI. CC BY 4.0.

Clic a la imatge per engrandir. Vista de SolO a l'EUV el 30 de març de 2022 mostrant una secció parcial del Sol amb gas a 1 milió de graus. Les trajectòries vermelles corresponen a algunes de les empremtes de pluja analitzades en aquest treball. La imatge de la Terra ha estat superposada a escala.  Crèdit: Patrick Antolin. ESA/Orbitador Solar EUI/HRI

El que van veure els astrònoms va ser com es va escalfar i comprimir el gas sota aquestes estrelles fugaces fins a arribar al milió de graus durant uns minuts. I a diferència del que passa a la Terra, quan els meteors travessen el nostre cel, la majoria d'estrelles fugaces coronals, sens dubte, aprofiten la baixa densitat que regna a la regió per arribar intactes a la superfície del Sol. Això no s'havia observat mai abans, però aquests impactes podrien produir, no un cràter, sinó una il·luminació marcada i ones de xoc que escalfarien el gas just a sobre.

Vista de SolO a l'EUV l'1 d'abril del 2022 mostrant una secció parcial del Sol amb gas a 1 milió de graus. Les trajectòries vermelles corresponen a algunes de les empremtes de pluja analitzades en aquest treball. La imatge de la Terra ha estat superposada a escala Crèdit: Patrick Antolin. Imatge: ESA/Solar Orbiter EUI/HRI

Ho he vist aquí i també aquí.