Cinc llunes i Saturn

Clic a la imatge per engrandir. Crèdit: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

El 29 de juliol del 2011, Cassini va capturar cinc de les llunes de Saturn en un sol fotograma amb la seva càmera de camp estret. Aquesta és una vista a tot color d'una imatge que es va publicar originalment el setembre de 2011 (veure PIA14573).

Llunes visibles en aquesta vista: Janus (179 quilòmetres de diàmetre) és a l'extrem esquerre; Pandora (81 quilòmetres de diàmetre) orbita just més enllà del prim anell F a prop del centre de la imatge; Encèlad (504 quilòmetres de diàmetre) apareix per sobre del centre; La segona lluna més gran de Saturn, Rea (1.528 quilòmetres de diàmetre), està dividida per la vora dreta de la imatge; i la lluna més petita Mimas (396 quilòmetres de diàmetre) es veu just a l'esquerra de Rea.

Aquesta vista mira cap al costat nord, il·luminat pel Sol, dels anells des de just damunt del pla anular. Rea és aquí més a prop de Cassini. Els anells estan més enllà de Rea i Mimas. Encèlad està més enllà dels anells. La imatge es va obtenir a una distància aproximada d'1,1 milions de quilòmetres de Rea i a 1,8 milions de quilòmetres d'Encèlad.

La nau espacial Cassini va finalitzar la seva missió el 15 de setembre del 2017, posant fi als seus dies precipitant i desintegrant-se a l'atmosfera de Saturn, de forma controlada.

Cassini és un projecte cooperatiu de la NASA, l'ESA (Agència Espacial Europea) i l'Agència Espacial Italiana. El Laboratori de Propulsió a Jet (JPL), una divisió de l'Institut Tecnològic de Califòrnia a Pasadena, gestiona la missió per a la Direcció de Missions Científiques de la NASA, a Washington. L'orbitador Cassini i les seves dues càmeres a bord van ser dissenyats, desenvolupats i acoblats al JPL. El centre d'operacions d'imatge es troba a l'Space Science Institute de Boulder (Colorado).

Ho he vist aquí.

Observat per primer cop un cinturó de radiació més enllà del nostre sistema solar

Els astrònoms han observat un cinturó de radiació al voltant d'una estrella nana ultra-freda, el primer mai vist fora del sistema solar.

Clic a la imatge per engrandir. Recreació artística d'una aurora i un cinturó de radiació al voltant d'una estrella nana ultra-freda. Crèdit: Chuck Carter, Melodie Kao, Fundació Heising-Simons.

 

Els astrònoms han observat per primera vegada un cinturó de radiació fora del sistema solar, captant partícules d'alta energia atrapades per un camp magnètic al voltant d'una estrella nana ultra-freda situada a uns 18 anys llum de la Terra. 

El nou cinturó de radiació té dos lòbuls, com els que envolten Júpiter, el planeta més gran del sistema solar. Però si el cinturó de radiació de l'estrella nana se situés al costat del de Júpiter, seria 10 milions de vegades més brillant.

La radiació es manifesta en forma d'emissions de ràdio intenses i persistents. Les imatges van revelar la presència d'un núvol d'electrons d'alta energia atrapats al camp magnètic de l'estrella nana, coneguda com a LSR J1835+3259.

"En realitat, estem obtenint imatges de la magnetosfera del nostre objectiu mitjançant l'observació del plasma emissor de ràdio -el seu cinturó de radiació- a la magnetosfera", va afirmar en un comunicat Melodie Kao, autora principal de la investigació i becària post-doctoral de la Universitat de Califòrnia a Santa Cruz. "Això mai no s'havia fet abans per quelcom de la mida d'un planeta gegant gasós fora del nostre sistema solar".

Clic a la imatge per engrandir. La primera imatge d'un cinturó de radiació fora del sistema solar, que es va captar utilitzant 39 radiotelescopis per crear un telescopi virtual que abasta el globus des de Hawaii fins a Alemanya. Crèdit: Melodie Kao, Amy Mioduszewski.

La imatge va ser captada per l'equip utilitzant una xarxa de 39 radiotelescopis, que es van combinar per formar un únic telescopi virtual anomenat High Sensitivity Array (HSA, sigles en anglès de Matriu d'Alta Sensibilitat).

LSR J1835+3259 era l'únic objecte més enllà del sistema solar que Kao confiava a poder observar amb prou detall per resoldre els seus cinturons de radiació. I, atès que l'estrella nana té una massa que se situa entre les estrelles de baixa massa i les nanes marrons -objectes sovint anomenats "estrelles fallides" perquè no tenen la massa necessària per iniciar la fusió nuclear als seus nuclis-, les noves observacions podrien ajudar els astrònoms a trobar la línia divisòria entre les estrelles petites i els planetes grans.

"Si bé la formació d'estrelles i planetes pot ser diferent, la física dins seu pot ser molt similar en aquesta part tova del continu de massa que connecta estrelles de baixa massa amb nanes marrons i planetes gegants gasosos", va dir Kao.

Observant una aurora extrasolar

Els camps magnètics forts formen una bombolla magnètica al voltant d'un planeta anomenada magnetosfera, que pot atrapar i accelerar partícules carregades a velocitats properes a la de la llum. Molts planetes del sistema solar tenen magnetosferes, igual que el Sol. Fins i tot una lluna del sistema solar -l'enorme satèl·lit jovià Ganímedes- té una magnetosfera.

 

Tot i això, les magnetosferes tenen diferents potències i característiques. Per exemple, la magnetosfera de Mercuri, el planeta més proper al Sol, només té al voltant d'un 1% de la força
de la bombolla magnètica de la Terra, que és prou forta per protegir l'atmosfera i la vida del nostre planeta les partícules carregades altament energètiques procedents del Sol. Després del Sol, Júpiter posseeix el camp magnètic més potent del sistema solar. 

Tots els planetes del sistema solar amb camps magnètics també tenen cinturons de radiació formats per partícules carregades dʻalta energia atrapades al seu voltant. Mentre que els cinturons de radiació de la Terra, coneguts com a cinturons de Van Allen, són bandes amb forma de bunyol de partícules d'alta energia procedents del vent solar, la majoria de les partícules atrapades pels camps magnètics al voltant de Júpiter que creen cinturons de radiació amb forma de doble lòbul procedeixen de la seva lluna volcànica Io.

Independentment del seu origen, aquestes partícules atrapades són desviades pels camps magnètics cap als pols dels planetes, generant aurores. A la Terra, aquestes adopten la forma d'aurores boreals i australs, respectivament.

La imatge de LSR J1835+3259 presa per Kao i el seu equip també marca la primera vegada que s'ha diferenciat amb èxit la ubicació de l'aurora d'un objecte fora del sistema solar i dels cinturons de radiació.

Les aurores es poden utilitzar per mesurar la força de les magnetosferes, sinó la seva forma, per la qual cosa les troballes podrien ajudar a determinar la força dels camps magnètics d'altres estrelles nanes, cosa que actualment es desconeix en gran mesura. La comprensió teòrica dels camps magnètics d'aquests objectes de massa intermèdia podria, alhora, donar llum sobre les magnetosferes dels exoplanetes.

"Ara que hem establert que aquest tipus concret d'emissió de ràdio de baix nivell i que en estat estacionari rastreja cinturons de radiació als camps magnètics a gran escala d'aquests objectes, quan vegem aquest tipus d'emissió en nanes marrons, i amb el temps, en exoplanetes gegants gasosos, podrem afirmar amb més seguretat que probablement tenen un gran camp magnètic, encara que el nostre telescopi no sigui prou gran per veure la seva forma", afirma Kao.

Atès que la magnetosfera de la Terra ha estat tan crucial per protegir la vida al nostre planeta i permetre'n l'evolució, els científics teoritzen que els camps magnètics al voltant dels exoplanetes poden ser clau per comprendre l'habitabilitat de mons més enllà del sistema solar.

"Aquest és un primer pas crític per trobar molts més objectes d'aquest tipus i perfeccionar les nostres habilitats per buscar magnetosferes cada cop més petites, permetent-nos eventualment estudiar les de planetes potencialment habitables de la mida de la Terra", va dir al mateix comunicat Evgenya Shkolnik, coautora de la investigació i professora d'astrofísica a la Universitat Estatal d'Arizona.

a-c, es resol a cada època de cinc hores el 15 de juny de 2019 (a), el 20 d'agost de 2020 (b) i el 28 d'agost de 2020 (c). El feix sintetitzat estableix la mida de resolució per a cada imatge i apareix escurçat al llarg d'un eix degut a la configuració del conjunt. Els contorns denoten increments de 3σ_r.m.s. × (-1, 1, √2, 2, 2√2, 4), on les desviacions quadràtiques mitjanes (σ_r.m.s.) s'indiquen a la Taula 2 de dades esteses. Les cruïlles indiquen els centroides de les aurores i els seus errors de posició de 3σ (magenta). Les coordenades corresponen a la mitjanit a Temps Atòmic Internacional i l'est correspon a la direcció d'ascensió recta creixent.

La investigació de l'equip es va publicar el dilluns 15 de maig a la revista Nature.

Ho he vist aquí i aquí.

Una trobada còsmica

"Arp 107", un objecte celeste situat a uns 465 milions d'anys llum de la Terra, inclou un parell de galàxies que estan a punt de xocar. A l'esquerra, una galàxia Seyfert energitzada. Es pot veure l'immensa brillantor al nucli, on hi ha un nucli galàctic actiu. La radiació emana de tota la galàxia, cosa que la fa clarament visible fins i tot per les seves espirals, la formació d'estrelles i els carrils de pols. A la dreta hi ha la seva amiga més petita, connectada a la galàxia major per un pont de pols i gas.

Clic a la imatge per engrandir. Un parell de galàxies en fusió. La galàxia de l'esquerra té un gran braç espiral únic que es corba des del nucli fins a sota, amb pols i gas brillants molt visibles. La galàxia de la dreta té un nucli brillant, però només una mica de material molt feble. Una àmplia cortina de gas connecta els nuclis de totes dues galàxies i penja sota d'elles. Alguns estels i galàxies petites estan disperses pel fons negre. Crèdit: ESA/Hubble i NASA, J. Dalcanton.

Halton Arp va compilar un catàleg de 338 galàxies el 1966 anomenat Atles de Galàxies Peculiars que incloïa Arp 107. El telescopi espacial Hubble de la NASA va capturar aquesta parella per a un programa d'observacions de membres del Catàleg Arp.

Ho he vist aquí.

Catàleg Caldwell del Hubble. Objecte C76

Clic a la imatge per engrandir. Imatge de Caldwell 76. Crèdits: NASA, ESA, i J. Maiz Apellaniz (Centro de Astrobiologia [CSIC/INTA]); Processament: Gladys Kober (NASA/Catholic University of America).

Aquesta imatge capta les estrelles brillants en una porció del cúmul obert Caldwell 76, també conegut com a NGC 6231. Combina observacions preses en longituds d'ona ultraviolada, visible i infraroja per la Wide Field and Planetary Camera 2 (Càmera Planetària i de Gran Camp 2) del Hubble. Aquesta càmera, abans de la seva retirada el 2009, era la càmera de més resolució de qualsevol nau espacial capaç de fer observacions en el rang ultraviolat llunyà de l'espectre electromagnètic. Els astrònoms van utilitzar les capacitats úniques de la càmera per observar Caldwell 76 i cinc cúmuls més oberts de la Via Làctia amb una claredat sense precedents. En sondejar els cúmuls oberts a l'ultraviolat llunyà, els astrònoms van poder trobar amb més eficàcia nanes blanques (els nuclis de les estrelles que s'han desprès del seu embolcall gasós) que serien difícils de detectar al cúmul utilitzant altres mètodes. Es tracta del primer estudi a l'ultraviolat llunyà de cúmuls oberts de la Via Làctia realitzat amb una resolució tan alta.

Caldwell 76 es troba a la constel·lació de l'Escorpí, a uns 5.600 anys llum de la Terra. Descobert per primera vegada per l'astrònom italià Giovanni Battista Hodierna, té una magnitud aparent de 2,6 i es pot observar a simple vista quan el cel és fosc i clar. A primera vista, el cúmul apareix com una taca de llum difusa, però les seves estrelles individuals es poden resoldre amb uns prismàtics. Caldwell 76 és més fàcil d'observar durant l'hivern a l'hemisferi sud. Es pot observar des de latituds baixes de l'Hemisferi Nord a l'estiu.

Clic a la imatge per engrandir. A la part superior dreta es mostra una imatge terrestre de Caldwell 76 (NGC 6231) del Digitized Sky Survey (DSS sigles en català d'Estudi Digitalitzat del Cel). Un contorn mostra la part del cúmul observada per la Wide Field and Planetary Camera 2 (WFPC2) del Hubble. Crèdits: Imatge terrestre: Digitized Sky Survey; imatge del Hubble: NASA, ESA, i J. Maiz Apellaniz (Centro de Astrobiologia [CSIC/INTA]); Processament: Gladys Kober (NASA/Catholic University of America).

El cúmul és un objectiu popular per als observadors del sud perquè forma part del "fals estel", un grup d'objectes celestes que s'assembla a un estel que travessa la constel·lació de l'Escorpi. Caldwell 76 forma el cap del cometa, mentre que dos cúmuls més i un núvol de gas i pols, anomenat nebulós d'emissió, formen la cua.

C76 al web de la NASA
Índex del Catàleg Caldwell del blog

La sonda Solar Orbiter revela els secrets de l'escalfament de la corona solar

Clic a la imatge per engrandir. Els investigadors de l'Observatori Reial de Bèlgica suggereixen que les ones magnètiques recentment descobertes podrien estar darrere de l'escalfament de la corona solar. Crèdit: KDdesignphoto, Adobe Stock.

Les ones magnètiques, que els astrònoms acaben de descobrir a les imatges enviades per la missió Solar Orbiter, podrien explicar per què la corona del nostre Sol està tan calenta.

Descobriu imatges extraordinàries del Sol gràcies a 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: ESA.

Quan t'allunyes d'una font de calor, la temperatura baixa. És obvi. Excepte quan es tracta del nostre Sol. Mentre que la seva calor es produeix al seu nucli, la capa més externa de la seva atmosfera sembla unes 200 vegades més calenta que la seva superfície. La seva corona supera el milió de graus mentre que la seva fotosfera amb prou feines arriba als 6.000 °C. Com pot evolucionar així la temperatura del Sol contra corrent? Aquesta és la pregunta que els astrònoms es fan des de fa uns 80 anys.

I les dades recollides per l'Extreme Ultraviolet Imager (EUI) a bord de la missió Solar Orbiter podrien oferir finalment la resposta. Gràcies a imatges d'una resolució inigualable en el domini ultraviolat extrem, un domini només accessible des de l'espai, perquè és filtrat per l'atmosfera terrestre, els investigadors de l'Observatori Reial de Bèlgica van poder observar ones magnètiques que s'arremolinen dins de les estructures més petites de la corona solar. Les seves ràpides oscil·lacions podrien produir prou energia per escalfar l'atmosfera del nostre Sol?

Clic a la imatge per engrandir. Aquí teniu el Sol tal com el va observar Solar Orbiter el 12 d'octubre de 2022. A l'esquerra, gràcies al Full Sun Imager (FSI) de l'Extreme Ultraviolet Imager (EUI) i al costat, es va revelar un zoom al centre del Sol. per la imatge d'alta resolució (HRI). En els quadres vermell, blau i verd, les ones magnètiques que podrien ser la causa de l'escalfament de la corona solar. La fletxa blanca representa una longitud d'aproximadament 10.000 quilòmetres. Crèdit: EUI Team, Solar Orbiter

Finalment s'explica la temperatura de la corona del Sol?

Sí, diuen els astrònoms. A diferència d'oscil·lacions similars, però més lentes, que ja s'havien descobert en el passat. I és per això que els científics havien estimat que no produïen prou energia per explicar l'escalfament de la corona solar.

En altres imatges enviades per Solar Orbiter, els investigadors van trobar altres fenòmens que també podrien provocar l'escalfament observat de la corona del nostre Sol. Amb l'esperança de desenredar encara més els fils del misteri, els investigadors de l'Observatori Reial de Bèlgica es centraran ara en l'estudi de les ones magnètiques que acaben de treure a la llum. I fins i tot intenten descobrir, de nou gràcies a l'EUI, ones magnètiques de freqüència encara més alta.

Ho he vist aquí.

Com és la Via Làctia quan es veu en ones gravitacionals?

Clic a la imatge per engrandir. La visió de Fermi del cel de raigs gamma ja conté indirectament vistes de fonts d'ones gravitatòries amb sistemes binaris que contenen un cos compacte. Aquesta imatge del cel sencer inclou tres anys d'observacions del Telescopi de Gran Àrea Fermi (LAT). Mostra com apareix el cel a energies superiors als 1.000 milions d'electronvolts (1 GeV). Els colors més clars indiquen fonts de raigs gamma més brillants. Una resplendor difusa omple el cel i és més brillant al llarg del pla de la nostra galàxia (centre). Fonts discretes de raigs gamma inclouen púlsars i restes de supernoves a la nostra galàxia, així com altres llunyanes alimentades per forats negres supermassius. Crèdit: Col·laboració NASA/DOE/Fermi LAT.

Vídeo: La Via Làctia vista en ones gravitatòries. Observa com les ones gravitacionals d'una població simulada de sistemes binaris compactes es combinen per formar un mapa sintètic de tot el cel. Aquests sistemes contenen nanes blanques, estrelles de neutrons o forats negres en òrbites properes. Mapes com aquest amb dades reals seran possibles un cop els observatoris d'ones gravitacionals basats en l'espai estiguin actius durant la propera dècada. Els punts més brillants indiquen fonts amb senyals més forts i els colors més clars indiquen aquelles amb freqüències més altes. Les taques de colors més grans mostren fonts les posicions de les quals són menys conegudes. El quadre mostra la freqüència i la força de la senyal gravitatòria.

Els detectors d'ones gravitacionals a la Terra com LIGO i VIRGO, o com el que hauria de volar a l'espai per la dècada de 2030, el LISA, sigles de Laser Interferometer Space Antenna (Antena espacial d'interferòmetre làser), una missió que estarà dirigida per la ESA en col·laboració amb la NASA, són interferòmetres. No funcionen directament com telescopis o lents clàssiques amb miralls i reflectors.

Tanmateix, teòricament és possible processar els senyals enregistrats per aquests instruments per obtenir imatges, certament en brut, una mica com les que obtenim a l'espai amb telescopis observant en el camp dels raigs gamma segons una altra tècnica encara, i que ha de mostrar imatges en forma de punts de llum, encara que no es tracta d'ones electromagnètiques si no d'ones lluminoses.

Desenes de milions d'UCB vistos per LISA

Tal com es mostra en una publicació a The Astronomical Journal, un equip d'investigadors va aconseguir simular una imatge sintètica que es podria esperar processant les observacions de LISA i que mostraria en una visió panoràmica les fonts de les ones gravitacionals de la Via Làctia en la forma de sistemes binaris compostos NOMÉS per estrelles compactes, és a dir l'elecció de combinacions de forats negres estel·lars, d'estrelles de neutrons o fins i tot nanes blanques. Els anomenem en anglès ultracompact binaries (UCB) i els seus períodes orbitals són inferiors a una hora.

Aquestes fonts no estarien a punt de xocar en un futur proper i, per tant, encara estarien una mica allunyades les unes de les altres, però no tant, la qual cosa significa en aquest cas que detectaríem ones gravitatòries en el rang de mil·lihertz (10⁻³ hertz). S'espera que hi hagi desenes de milions d'UCB dins la galàxia.

Ho he vist aquí.

Bop-it, i per què?

Primer resoldrem el misteri d'aquest títol del post. Resulta que he hagut d'esbrinar el que significa "Bop-it". Doncs es ni més ni menys que el nom d'un joc, amb una forma que recorda al de les galàxies barrades. Adjunto una imatge del mateix, i un cop aclarit això, anem per feina.  

Imatge del Bop-it. Crèdit: Hasbro Gaming. Amazon.

El telescopi Hubble de la NASA va captar aquesta vista d'una galàxia espiral barrada en direcció a Eridà, a 69 milions d'anys llum de la Terra. A diferència de les galàxies espirals típiques, les galàxies espirals barrades no formen una espiral completa cap al seu centre, sinó que contenen dues barres rectes que connecten el nucli amb els braços.

Aquesta imatge, captada el 2004, mostra els detalls de la galàxia: estrelles supergegants blaves i vermelles, cúmuls estel·lars i regions de formació estel·lar a través dels seus braços en espiral i pols còsmica a través de les barres que connecten amb el nucli. Els científics especulen que el cor d'aquesta galàxia no es coneix que estigui actiu, cosa que indica que o bé el forat negre del seu centre no existeix o no hi ha acreció de matèria.

Clic a la imatge per engrandir. Un nucli espiral central de color rosa clar brilla al centre dret de la imatge, amb motes de color blau, rosa i negre que esquitxen els braços a mesura que s'estenen cap a la vora esquerra de la imatge. Al fons es veuen galàxies grogues i taronges. Crèdit: NASA, ESA i The Hubble Heritage Team (STScI/AURA).

 

Clic a la imatge per engrandir. l nucli de color rosa clar i blanc s'estén cap a la dreta, que s'obre a un braç galàctic de color blau brillant, rosa i morat. A prop de la part inferior de la imatge apareixen punts blaus i roses més foscos abans d'esvair-se en negre. Crèdit: NASA, ESA i The Hubble Heritage Team (STScI/AURA).

Clic a la imatge per engrandir. Composició de les dues imatges anteriors. S'assembla al Bop-it? Crèdit: NASA, ESA i The Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

 

 

Ho he vist aquí.