Els deu avenços científics dels anys 2010

Malgrat que l'actual dècada no acaba fins el proper 31 de desembre del 2020, ja es comença a trobar arreu resums no només de l'any que s'acaba, si no de la dècada dels anys 2010. La dècada dels 2010 ha estat plena de descobriments fascinants que van empènyer una mica més els límits de la ciència. Oferim una selecció dels deu que considerem essencials.

Ja sigui en física, cosmologia o biologia, l'última dècada ha tingut la seva part dels principals avenços científics. Des de la detecció d’ones gravitacionals a l’emergència climàtica, entre aquestes deu, quin és segons vosaltres, el més important?

La primera imatge d’un forat negre

Aquest cercle ataronjat i lluminós és en realitat un disc d’acreció de gas ionitzat al voltant del forat negre que es troba al centre de la galàxia M87 a 55 milions d’anys llum de nosaltres. És la primera imatge feta mai d’un forat negre, cent anys després de la predicció de la seva existència en la teoria de la relativitat general d’Albert Einstein. Abans, totes les evidències de l’existència d’aquests monstres còsmics eren només indirectes. Aquest descobriment va ser possible gràcies al telescopi terrestre Event Horizon, que es dedica a l'entorn ambiental del forat negre Sagitari A*.

El forat negre al centre de la galàxia M87 es va observar gràcies a les mesuraments
del telescopi Event Horizon. © Telescopi Horizon Event

Tisores moleculars CRISPR

En biomedicina, hi ha un abans i un després CRISPR. Els genetistes saben des de fa temps crear organismes modificats genèticament (OMG), però les tècniques de modificació del genoma eren laborioses, cares i imprecises. Les investigadores Emmanuelle Charpentier i Jennifer Doudna, ajudades pels seus companys, van descriure, a la revista Science del 2012, aquesta formidable eina molecular capaç de simplement modificar el genoma.

El mecanisme s’anomena CRISPR-Cas9 i s’anomena tisora ​​molecular. És fàcil d’utilitzar, barat i permet als científics tallar l’ADN exactament allà on volen, crear o corregir, per exemple, una mutació genètica i tractar malalties rares.

La tècnica encara és lluny de ser infal·lible i dóna lloc a la por als aprenents bruixots, com aquest científic xinès que va provocar un escàndol en utilitzar-la en embrions humans durant una fecundació in vitro que va donar lloc a bessons. 

El complex CRISPR-Cas9 permet modificar el genoma de les cèl·lules, tant en animals
com en plantes. © Juan Gärtner, Fotolia

Noves espècies humanes

La dècada va començar amb el descobriment d’una nova i important espècie de la espècie humana Homo. Amagada a una cova de Denisova, a les muntanyes Altai, a Sibèria, fragments d'ossos dels dits van revelar després de l'anàlisi genètica que l'individu pertanyia a una espècie d' homínid fins ara desconeguda i que van batejar Home de Denisova.

L'espècie s'uneix així a les altres espècies de Homo conegudes que poblaven diferents continents del planeta. Homo neanderthalensis vivia a Europa, Homo erectus a Àsia, Homo soloensis a l'illa de Java , els nans de l'homo floresiensis a l'illa de Flores (anunciada el 2004), Homo naledi a Sud-àfrica (2015) etc... i l'última espècie, descoberta a l'illa de Luçon, a Filipines, i classificada aquest any: Homo luzonensis.

Les noves tècniques d’anàlisi genètica de l’ADN antic han obert les possibilitats als antropòlegs, que ara poden seqüenciar fòssils de desenes de milers d’anys. 

La cara d’un Denisovan es va reconstruir per primera vegada. Es tracta d’una jove d’uns

13 anys, morta de fa més de 70.000 anys, les restes de la qual es van trobar a la cova de

Denisova a Altai, Sibèria. © Maayan Harel

La primera detecció d’ones gravitacionals
Un altre esdeveniment còsmic també va marcar la dècada: la primera detecció, el 14 de setembre de 2015, d’ones gravitacionals. Dos forats negres es van fusionar en un remolí fa 1.300 milions d’anys, una col·lisió tan potent que va propagar ones a la resta del cosmos que es contrauen i amplien l’espai a la velocitat de la llum. Aquestes ones finalment van trobar la Terra el 14 de setembre de 2015 i van ser les instal·lacions LIGO i VIRGO les que van enregistrar-les. Una vegada més, Einstein tenia raó. 

Les ones gravitacionals es van detectar per primera vegada el 2015. © Ligo, NSF, Aurore Simonnet

Tractar el càncer amb la immunoteràpia

Durant dècades, els metges van tenir tres solucions poc interessants per atacar un tumor: cirurgia, verí (quimioteràpia) i irradiació (radioteràpia). Però als anys 2010, una nou dard va aparèixer al buirac dels científics: la immunoteràpia.

El principi és tractar els glòbuls blancs que formen el sistema immune de manera que eliminin les cèl·lules canceroses del cos que han quedat ignorades pel cos. La tècnica més avançada s’anomena CAR-T i modifica genèticament els limfòcits T abans de tornar-los en gran quantitat al cos, més ben armats.

S'ha autoritzat una onada de fàrmacs al mercat des de mitjans dels anys 2010, per a cada vegada més càncers (melanomes, limfomes, leucèmies, càncers de pulmó, etc...). La immunoteràpia no funciona en tots els pacients i pot tenir efectes secundaris greus. Però en alguns casos, les remissions són impressionants.

La immunoteràpia utilitza anticossos monoclonals per promoure la resposta immune
del pacient. © molekuul.be, Fotolia

La intel·ligència artificial es democratitza

La intel·ligència artificial (aprenentatge automàtic) va arribar a la maduresa als anys 2010. És el motor dels assistents de veu o de les recomanacions de Netflix, una eficiència habilitada pel processament de muntanyes de dades, amb el gegantesc poder informàtic dels equips moderns.

La tecnologia ha acompanyat avenços espectaculars aquesta dècada, des del primer robot que va superar el campió mundial del joc de Go del 2017 (Google AlphaGo) fins a programari de traducció o reconeixement facial en temps real a Facebook. Els mons de la medicina (per fer diagnòstics més precisos que els humans), les finances, l’automoció, fins i tot els recursos humans per ordenar currículums i valorar els candidats, adopten aquesta tècnica. 

La intel·ligència artificial ja forma part de la nostra vida diària. © carloscastilla, Fotolia

La crisi climàtica

La segona meitat de la dècada, del 2015 al 2019, va concentrar el rècord d'anys més calorosos. L’objectiu d’impedir l’augment de temperatures d’1,5º C a 2°C sembla que cada cop és més difícil de mantenir. El 2019, els desastres naturals també es van intensificar amb incendis gegantins arreu del món, ciclons més potents i inundacions cada cop més freqüents.

Els successius fracassos de les negociacions internacionals per reduir les emissions de gasos d’efecte hivernacle presumptament no són gens bons, malgrat la mobilització ciutadana.

El nostre impacte sobre el medi ambient ha estat un tema ineludible en els darrers anys i
ho ha de ser en els propers. © Emmanuel, Adobe Stock

Confirmació de l'existència del bosó de Higgs

Un nou bosó, les característiques del qual coincideixen amb les exposades en una teoria postulada independentment per diversos científics entre els quals Peter Higgs el 1964, es va observar per primera vegada el 4 de juliol de 2012 al cor del Gran Col·lisionador d’Hadrons. Gairebé un any després, el CERN confirmarà que era efectivament el famós bosó de Higgs, confirmant una teoria que té gairebé 50 anys. Sobrenomenada "la partícula de Déu", el bosó de Higgs fa possible donar massa als bosons Z i W, cosins del fotó, implicats en una de les quatre forces de la física, amb interaccions febles. 

El bosó de Higgs es va descobrir gràcies al LHC. © Cern

Mart i els ingredients de la vida

Encara no se sap si Mart va protegir la vida, però sí que sabem que el Planeta Vermell ha estat habitable. Poc després d’aterrar el 6 d’agost de 2012, el rover Curiosity va descobrir còdols, una nova evidència que els rius van fluir per allà fa milers de milions d’anys. L’evidència s’ha multiplicat: en realitat hi havia molta aigua a Mart, aigües termals, llacs, potser oceans. La Curiosity també va descobrir el 2014, el que la NASA anomena els "maons constructius de la vida", molècules orgàniques complexes.

Es posaran en marxa dos nous robots mòbils l’estiu del 2020, l’americà Mars 2020 i l’europeu Rosalind Franklin per tal de descobrir vells microbis. 

La NASA vol cercar proves de vida al planeta Mart. © Nasa, JPL-Caltech

L’arribada del Big Data

Amb el desenvolupament digital, el món que ens envolta produeix una quantitat astronòmica de dades. El recull i l'emmagatzematge per a una millor anàlisi, es diu Big Data. Una revolució que ha canviat la nostra vida quotidiana i la ciència. La proliferació de dades informàtiques i científiques ha canviat profundament la manera de fer les investigacions. Han esdevingut tan essencials com els experiments clàssics.

En biologia, han revolucionat l’estudi del microbioma, el material genètic de tots els microorganismes que viuen en un determinat entorn. Més enllà dels fòssils, els genomes i proteomes permeten rastrejar l’evolució de l’home així com les seves migracions. 

Les dades que produïm cada dia s’emmagatzemen en centres de dades. © Eisenhans, Fotolia

Ho he vist aquí.

 

L’enorme erupció d'un forat negre ha deixat rastres en un cúmul de galàxies

Les erupcions associades als discos d’acreció dels forats negres supermassius són molt potents. Gràcies al satèl·lit Chandra, acabem de detectar els rastres deixats per una d’aquestes erupcions, a on l’energia alliberada de 100 x 10²⁴ de vegades la d’una bomba atòmica.

El telescopi Chandra ha permès a la Humanitat estudiar l’Univers observable en els rajos X des de fa 20 anys. Tot i que avui competeix per altres ulls en òrbita en aquest espectre de llum com el Spektr-RG, el Hubble rus dels rajos X, continua sent un formidable instrument capaç de revelar el comportament espectacular del cosmos.

Un article publicat recentment a The Astrophysical Journal Letters i amb accés gratuït a arXiv ho demostra bé. És el treball d’un equip internacional d’astrofísics que van observar amb Chandra un cúmul de galàxies anomenat SPT-CLJ0528-5300, o abreviat SPT-0528. Aquest cúmul conté una galàxia central molt brillant en el domini de ràdio a causa de la presència d'un nucli de galàxies actiu (AGN). Les AGN, com s’anomenen en anglès, són produïdes per forats negres supermassius que acumulen matèria. Per tant, estan envoltats d’un disc d’acreció al qual de vegades s’associen potents dolls de material. Quan els AGN són especialment actius, també són tremendament brillants i poden aparèixer com els anomenats quàsars.

Un vídeo dels vint anys de Chandra. Podeu triar l'idioma de subtitulació a la
configuració del vídeo. © Steer Films & Nasa, CXC, SAO 

Una erupció del forat negre que equival a 10³⁸ explosions nuclears

Sabem que hi ha un vincle de coevolució entre els forats negres supermassius i les galàxies que els allotgen. Però també ens preguntem sobre els vincles entre l’evolució dels forats negres supermassius i la dels cúmuls de galàxies on es troben. Recentment, el cosmòleg Romain Teyssier havia explicat a Futura que els forats negres i les galàxies supermassives creixen principalment a través de filaments de gas fred canalitzats per filaments de matèria fosca entre galàxies i cúmuls de galàxies. Però aquests processos semblen estar afectats pels vents galàctics, almenys produïts per l’alè de les explosions de la supernova. També es planteja la qüestió sobre els vents de la matèria i la radiació que generen els forats negres supermassius. Sabem que alguns són un tipus de llocs d’erupcions colossals.

SPT-0528, com tots els cúmuls, es troba immers en un plasma molt calent, de diversos milions de graus, cosa que fa que irradiïn en raigs X. L’observem amb el Chandra tot i que està a 6,7 ​​mil milions d’anys a causa del valor de la velocitat de la llum. Els investigadors van destacar dues cavitats en aquest plasma. Tot indica que van ser excavats encara fa més temps pels dolls emesos durant una potent erupció de l’AGN central de SPT-0528.

Els astrofísics han calculat l'energia necessària per excavar aquestes dues cavitats i és excepcional, ja que correspon a la que seria alliberada per 10³⁸ explosions nuclears a la Terra, és a dir, 10⁵⁴ joules. És l'erupció més poderosa d'aquest tipus determinada en un cúmul de galàxies. 

Les cavitats gegants del medi intergalàctic del cúmul de galàxies SPT-0528 que emetien
raigs X (mostrades en blau, tal com s’observa l’Observatori de rajos X de Chandra de
la NASA) van ser excavades per una explosió de forats negres. Les dades de rajos X
estan superposades a les observacions del visible del telescopi espacial Hubble
(en vermell-taronja), on també es pot veure la galàxia central que allotja probablement
el forat negre supermassiu culpable. La barra de la part inferior dreta dóna l’escala
en anys llum (light year). © Michael Calzadilla.

Ho he vist aquí.

Catàleg Charles Messier. Objecte M66

Imatge obtinguda per David Malin mitjançant el Telescopi Anglo Australià
de 3,9 metres. Clic per engrandir.

Descoberta el 1780 per Charles Messier.

M66, al costat de les seves veïnes M65 i NGC 3628, forma un triplet de galàxies molt evident, el Triplet del Lleó o grup M66, localitzat a una distància d'uns 35 milions d'anys llum.

M66 és considerablement més gran que la seva veïna, M65, i té una prominència central ben desenvolupada però no ben definida, de manera que se la classifica com Sb. Els seus braços espirals estan òbviament deformats, potser per les trobades amb les seves veïnes. Aparenten estar distorsionats i desplaçats per sobre de el pla de la galàxia. Cal notar com un dels braços espirals sembla passar sobre el costat esquerra del bulb central. S'aprecia molta pols allà, així com unes poques nebuloses roses, senyals de formació estel·lar, prop de l'extrem d'un dels braços.

Clic per engrandir. Crèdit imatge: NASA, ESA i el Hubble Heritage (STScI/AURA)-
ESA/Hubble Col·laboració; Davide De Martin i Robert Gendler

Juntament amb la seva veïna, M65, M66 va ser descoberta per Charles Messier, qui la va catalogar l'1 de març de 1780, destacant que ell havia perdut aquests dos objectes el 1773, quan un cometa va passar entre ells del 1 al 2 de novembre de 1773, probablement a causa de la llum de l'estel. A causa d'un obvi error, Admiral Smyth ha assignat aquest descobriment de M65 i M66 (i M68) a Pierre Méchain, un punt de vista que va ser adoptat per Kenneth Glyn Jones cap als 1960s, i conseqüentment en molts textos, menyspreant el fet que Messier no reconeix una visió prèvia, com sí que va fer en tots els casos restants.

Tres supernoves han aparegut en aquesta galàxia:

• 1973R que va ser del tipus II i va aconseguir magnitud 15, es va trobar el 12 de Desembre del 1973.
• 1989b es va descobrir el 31 de Gener de 1989 i va arribar a brillar fins a magnitud 12,2, l'1 de febrer del 1989.
• 1997bs es va descobrir per l'Equip de Recerca de Supernoves de l'Observatori Lick quan va tenir lloc el 15 d'Abril de 1997 a 13' oest, 67' sud del centre galàctic i va assolir una magnitud de 17,0; va ser de l'tipus peculiar IIN.

Halton Arp ha inclòs a M66 en el seu catàleg de Galàxies Peculiars sota l'entrada nº 16. A més, va assignar el nombre 317 al Triplet del Lleó (M66 juntament amb M65 i NGC 3628).

M66 al web del SEDS

Índex del Catàleg Messier del blog

El primer mapa de la superfície d'un púlsar sorprèn als astrofísics

L’astronomia X, gràcies a l'instrument NICER de la NASA a bord de la EEI, acaba de fer un avenç pel que fa als púlsars. Es podria determinar un primer mapa rudimentari de la distribució de les regions més brillants dels rajos X a la superfície d’aquests astres de neutrons que no s’ajusta a les prediccions fetes pels astrofísics.

Els púlsars són objectes fascinants que els astrofísics han estudiat des del seu descobriment per Jocelyn Bell el 1967. En radioastronomia, es manifesten com a fonts periòdiques de polsos de ràdio, però, per als astrofísics, en principi són cadàvers estel·lars, el punt final de l'evolució de certes estrelles que van explotar com a supernova SN II mentre s'ensorraven per la gravetat i donaven el que s'anomenen estrelles de neutrons. Són estrelles compactes, la massa de les quals és de l’ordre de la del Sol. Tenen un diàmetre d’unes quantes desenes de quilòmetres com a màxim i s’assemblen a un gegantesc nucli d’un àtom.

L’existència d’estrelles de neutrons havia estat prevista el 1933 per Zwicky i Baade. La primera descripció teòrica detallada de les estrelles de neutrons va ser donada el 1939 per Oppenheimer i Volkkoff. Va ser cap a la fi dels anys seixanta que els astrofísics Franco Pacini i Thomas Gold, respectivament italians i britànics, van comprendre que aquests objectes podrien comportar-se com els púlsars de Jocelyn Bell.

Púlsars, balises còsmiques provinents d’explosions de supernova.

La densitat, el camp gravitatori i el camp magnètic són extrems i gairebé tota la física és necessària per comprendre les propietats d’una estrella de neutrons: la relativitat general per descomptat, però també la magnetohidrodinàmica, la teoria de la superfluïdesa i la de la superconductivitat, la física nuclear i les partícules elementals. Avui, fins i tot, estem estudiant les ones gravitacionals produïdes per les col·lisions de dues estrelles de neutrons, que també condueixen al que s’anomenen kilonoves.

Extracte del documental "Del Big Bang a la vida" (ECP Productions, 2010), Jean-Pierre
Luminet parla sobre la mort d'estrelles massives, la seva explosió a les supernoves
i la formació de púlsars. Àudio en francès.

Com el seu nom indica, els púlsars emeten ones ràdio a un ritme ràpid i regular. Per entendre el motiu d’aquest fenomen, cal saber que totes les estrelles giren sobre si mateixes. Tanmateix, de la mateixa manera que un patinador veu que la seva velocitat de rotació s’accelera quan apropa els braços cap al seu cos, una estrella que s’esfondra veu augmentar la seva velocitat de rotació. És una conseqüència de la conservació del moment angular, una de les lleis més fonamentals de la física.

A més, com una estrella té un camp magnètic, també s’ha d’amplificar a causa d’una altra llei de conservació (la del flux magnètic) quan es contrau. Just després de la seva formació, el nucli calent i dens d’una estrella que s’ha convertit en una estrella de neutrons, per tant, ha de girar bastant ràpidament i tenir un camp magnètic intens.

A continuació, s'encén un mecanisme, vinculat a aquest camp, que porta l'estrella a irradiar-se poderosament emetent un feix d'ones de ràdio col·limades com un far. Quan aquest feix travessa l'òrbita terrestre, es detecta en un radiotelescopi com una sèrie regular de sons.   

Presentació de les observacions de NICER del púlsar PSR J0030+0451. La gran majoria
dels púlsars tenen un període de rotació d’entre 0,1 i 10 segons. En perdre l’energia
cinètica de rotació a través del flux d’ones de ràdio, s’alenteixen lentament i, en
deu milions d’anys com a màxim, la seva velocitat de rotació es fa massa baixa per generar
una emissió de ràdio. Podeu accedir a la subtitulació des de la configuració del vídeo. © NASA Goddard

J0030, un X púlsar però aïllat

Els púlsars també són fonts de rajos X. Això en el cas quan es troben en un sistema binari amb una estrella companya de la qual es desprenen la matèria amb el seu camp gravitatori. Es forma llavors un disc d’acreció on la temperatura es fa tan alta que el plasma calent format s’irradia en el domini dels raigs X.

Tanmateix, les estrelles de neutrons aïllades també poden ser fonts X, com ho demostra el cas de J0030+0451 (abreujat J0030), un púlsar situat a uns 1.100 anys llum del Sistema Solar cap a la constel·lació dels Peixos. Des de juliol de 2017 fins a desembre de 2018, J0030 va ser observada per la "Neutron star Interior Composition Explorer" (NICER-Explorador de la Composició de l'Interior de la Estrella de Neutrons), un instrument de la NASA a bord de la EEI, dedicat especialment a l'astronomia de rajos X amb estrelles de neutrons.

La resolució de les imatges de NICER és tal que permet localitzar les regions més brillants dels rajos a la superfície de J0030 i, per tant, establir un mapa rudimentari. De fet, és un primer moment, perquè encara no s'havia realitzat amb cap estrella de neutrons. NICER també va permetre la primera mesura precisa de la massa i el radi de la mateixa estrella de neutrons i la primera determinació de la massa d’un púlsar aïllat. Aquesta informació és preciosa per limitar l'estat de la matèria dins d'una estrella de neutrons perquè aquest estat determina la relació entre la seva massa i el seu radi, així com el valor límit de la massa autoritzada (més enllà, la estrella hauria d’esdevenir un forat negre). Diversos equips d’investigadors acaben de publicar les conclusions que van treure de l’estudi de les dades recollides amb NICER per a J0030 en diversos articles a The Astrophysical Journal Letters.

És van trobar amb una sorpresa. La teoria púlsar estàndard preveia l'existència de dues regions especialment brillants diametralment oposades a la superfície de l'estrella de neutrons i properes als pols definits per l'eix de rotació de l'estel compacte. L’anàlisi de les dades mitjançant dos supercomputadors per part de dos equips independents va portar a la conclusió que les regions es troben totes a l’hemisferi sud i fins i tot que n’hi podria haver tres en lloc de dos, com s’explica a continuació. a sobre del vídeo que presenta les observacions de NICER sobre J0030. 

Jocelyn Bell Burnell explica a l’Institut Perimetral el seu descobriment de púlsars el 1967 i
la seva notable carrera en física. Podeu triar l'idioma dels subtítols a la configuració
del vídeo. © Perimeter Institute for Theoretical Physics

Camps magnètics més complexos del previst

Una de les idees bàsiques de la teoria del púlsar és que les estrelles de neutrons tenen un camp magnètic dipolar com el de la Terra o el Sol. Aquest dipol pot estar inclinat o no en relació amb l’eix de rotació de l’estrella que gira en el seu camp magnètic. Un efecte relativista fa que aquest camp magnètic es comporti com un camp elèctric molt intens a la superfície de les estrelles de neutrons. Aquest camp es descompon i accelera electrons que es mouran en el camp magnètic i produeixen parells electró-positró en cascada. Algunes d’aquestes partícules arribaran als pols magnètics del polsar i generaran zones especialment calentes allà, emetent raigs X.

Un equip d’investigadors de la Universitat d’Amsterdam va utilitzar per tant el supercomputador holandès Cartesius per arribar a la conclusió que hi ha dues d’aquestes regions però només a l’hemisferi sud (no hi hauria cap hemisferi nord), en forma de croissant. Un altre equip de la Universitat de Maryland (EUA) que utilitzava el supercomputador Deep Thinkt 2 va obtenir una interpretació de les dades amb tres regions calentes, però sempre a l’hemisferi sud. En ambdós casos, si els astrofísics tenen raó, el camp magnètic del púlsar és més complex del que imaginàvem i, per tant, multipolar.

És interessant esmentar que l’anàlisi dels raigs X emesos per J0030 comporta l’efecte de deflexió dels raigs de llum en la relativitat general que condueix a les famoses imatges del disc d’acreció d’un forat negre. Així, quan la massa d’una estrella de neutrons és prou elevada, mentre que una de les regions calentes que emeten raigs X quedaria temporalment enfosquida per la rotació de l’estrella, el seu camp de gravetat la fa visible desviant els raigs generats. La mida de l'estrella de neutrons també apareix més gran que en la física newtoniana per l'efecte de lent.

Ho he vist aquí.

Catàleg Charles Messier. Objecte M65

Clic per engrandir. Crèdit: Hubble-NASA

Descoberta en 1780 per Charles Messier.

M65, al costat de les seves veïnes M66 i NGC 3628, forma un triplet de galàxies molt evident, el Triplet de Leo o grup M66, localitzat a una distància d'uns 35 milions d'anys llum.

Encara que està molt aprop i per tant sota la influència gravitacional de les seves veïnes, M65 té l'aspecte d'una normal espiral de tipus Sa i sembla rebre poca influència. Té una lent central prominent i braços espirals fortament enrotllats, més un destacat camí de pols que marca les vores. El disc lluminós està dominat per una població estel·lar vella i llisa. A prop del camí exterior, es veuen alguns nusos que, d'acord amb JD Wray, poden estar associats a regions de formació estel·lar. La senda podria amagar regions de formació estel·lar habitualment associades amb tals trets en galàxies espirals.

M65, al costat de la seva veïna, M66, va estar descoberta per Charles Messier, qui la va catalogar l'1 de març de 1780, descrivint-la com una "nebulosa molt tènue sense estrelles". A causa d'un obvi error, Admiral Smyth ha assignat el descobriment de M65 i M66 (i M68) a Pierre Méchain, un punt de vista que va ser adoptat per Kenneth Glyn Jones cap als anys 1960, i conseqüentment en molts textos, menyspreant el fet que Messier no reconeix una visió prèvia, com sí que va fer en tots els casos restants.

Halton Arp inclou M65 en el Nº 317 del seu Catàleg de Galàxies Peculiars, que assenyala el Triplet de Leo.

Fins ara només s'ha descobert una supernova a M65: La Supernova 2013am, que va ser trobada per M. Sugano el 21 de Març de 2013, localitzada a 15,3" a l'est i 103,2" al sud del centre d'aquesta galàxia. Sugano va trobar la seva magnitud en aquest moment en 15,6, el que gairebé coincideix amb els valors més brillants trobats dies després. Pel seu espectre, aquesta supernova va ser anomenada com de tipus II. Fins al 17 d'abril, s'havia esvaït a mag 16,3.

M65 al Web del SEDS

Índex del Catàleg Messier del blog.

Púlsars: escolteu la seva música amb RadioAstron, Gérard Grisey i Jean-Pierre Luminet

Fa gairebé 30 anys, el compositor francès Gérard Grisey es va unir amb l’astrofísic Jean-Pierre Luminet per crear una obra musical utilitzant els "batecs del cor" dels púlsars, aquestes estrelles hiperdenses més petites que una muntanya però tan pesades com el Sol. La Hubble russa de la radio astronomia; RadioAstron, ha permès una posada en escena artística i musical d’aquestes estrelles paradoxalment difuntes.

El 2011, Rússia va llançar un radiotelescopi espacial sense precedents. Anomenat RadioAstron o Spektr-R, es podria comparar amb el telescopi Hubble però en el camp de les ones de ràdio. En una òrbita especialment alta al voltant de la Terra, es podria utilitzar per fer la síntesi d'obertura combinant les seves observacions amb les d'altres radiotelescopis de la Terra per obtenir amb una tècnica d'interferometria l'equivalent a un instrument de centenars de milers de quilòmetres. Va ser exactament la mateixa tècnica que va fer possible l’èxit del Event Horizon Telescope, que va proporcionar la primera imatge del que sembla ser un forat negre supermassiu: M87. Futura va dedicar diversos articles a RadioAstron perquè el seu potencial de descobriments en cosmologia i astrofísica era important. El destí del satèl·lit, però, ha estat incert des del gener del 2019.

Es manté el fet que va permetre estudiar quàsars, per intentar esbrinar si els forats negres supermassius que se suposa que hi ha darrere de les seves formidables emissions d’energia no eren forats de cuc o púlsars, aquestes estrelles de neutrons molt denses, que són una mena de rellotges i fars còsmics que es poden utilitzar per a la navegació interplanetària, fins i tot interestel·lar. Per cert, la placa de Pioneer 2 i el disc d'or de les sondes Voyager contenen les coordenades del Sistema Solar segons els púlsars coneguts a la Via Làctia per a una possible civilització ET que els recuperés.

El vídeo mostra les coordenades astronòmiques de 10 púlsars observades per RadioAstron
amb els seus períodes en segons. Per a més detalls, llegiu els comentaris del text següent.
© Роскосмос-Roscosmos ТВ

El negre de l'estrella
L’agència espacial russa Roscosmos (Роскосмос en rus) acaba de posar en línia una vídeo posada en escena basada, en certa manera, en la música dels púlsars estudiada amb RadioAstron. Aquestes estrelles, efectivament, donen lloc a polsos electromagnètics periòdics, alguns dels quals tenen períodes de l’ordre d’un segon i que per tant es poden transposar en ones sonores audibles. Una dotzena s’acaba d’escenificar amb la durada de les seves pulsacions. Hi ha els famosos púlsars del Cranc i de Vela PSR B0833-45.

No és una novetat, fa gairebé 30 anys que el compositor francès de música espectral Gérard Grisey, en col·laboració amb l’astrofísic Jean-Pierre Luminet, va utilitzar les pulsacions del cor dels púlsars en una de les seves obres; El negre de l'estrella, tal com van explicar els dos homes als vídeos a continuació.

El compositor Gérard Grisey i l’astrofísic Jean-Pierre Luminet parlen de la seva obra"Le Noir de l’Étoile" (El negre de la estrella) © Jean-Pierre Luminet

Recordeu que els púlsars són objectes fascinants que els astrofísics han estudiat des del seu descobriment el 1967 per Jocelyn Bell. De fet, han estat estudiats teòricament durant més temps, ja que són estrelles de neutrons (ho sabem des del 1971 i per la obra del premi Nobel de física Riccardo Giacconi) i que l'existència d'aquests va ser prevista al 1933 per Zwicky i Baade. La primera descripció teòrica detallada de les estrelles de neutrons va ser donada el 1939 per Oppenheimer i Volkkoff, i va ser a finals dels anys 60 que els astrofísics Franco Pacini i Thomas Gold, respectivament italià i britànic, van comprendre que aquests objectes podrien comportar-se com els púlsars de Jocelyn Bell. 

Recordeu que es poden configurar els idiomes de les subtitulacions a la configuració dels vídeos.
Una altra entrevista de Jean-Pierre Luminet a "Le Noir de l'Étoile". © Jean-Pierre Luminet

Púlsars, estrelles mortes deixades per explosions de supernova

Punt i final de l’evolució de certes estrelles que van explotar en supernoves SN II mentre s’ensorraven gravitatòriament, les estrelles de neutrons, la massa de les quals és de l’ordre de la del Sol, tenen un diàmetre d’unes poques desenes de quilòmetres com a màxim, i s’assemblen a un nucli d’àtoms gegantí. La densitat, el camp gravitatori i el camp magnètic són per tant extrems i gairebé tota la física és necessària per comprendre les propietats d’un estel de neutrons: la relativitat general per descomptat, però també la magnetohidrodinàmica, la teoria de la superfluïdesa i la de la  superconductivitat .

Com el seu nom indica, els púlsars emeten ones ràdio a un ritme ràpid i regular. Per entendre el motiu d’aquest fenomen, cal saber que totes les estrelles giren sobre si mateixes. Tanmateix, de la mateixa manera que un patinador veu que la seva velocitat de rotació s’accelera quan porta els braços cap al seu cos, una estrella que s’esfondra veu augmentar la seva velocitat de rotació. És una conseqüència de la conservació del moment angular, una de les lleis més fonamentals de la física. Així, una estrella té un camp magnètic que ha de ser amplificat mitjançant la conservació del flux quan es contrau. Just després de la seva formació, el nucli calent i dens d’una estrella que s’ha convertit en una estrella de neutrons, per tant, ha de girar bastant ràpidament. S'activa un mecanisme, vinculat al camp magnètic, que porta l'estrella a irradiar-se poderosament emetent un feix d'ones de ràdio col·limades com un far. Quan aquest feix creua l’òrbita terrestre, es detecta en un radiotelescopi com una sèrie regular de "bips".

La gran majoria dels púlsars tenen un període de rotació d’entre 0,1 i 10 segons. En perdre l’energia cinètica de rotació a través del flux d’ones de ràdio, es redueixen lentament i, en deu milions d’anys com a màxim, la seva velocitat de rotació es fa massa baixa per generar una emissió de ràdio.

Ho he vist aquí.

Tipus de galàxies.

Ja portem bastant temps parlant de galàxies, tant en les descripcions dels objectes del Catàleg Messier del blog, com en altres articles que anem penjant al blog, i pensem que és un bon moment per explicar els seus diferents tipus i la nomenclatura que les acompanya, en especial als objectes Messier. 

Les galàxies es mostren en el cel nocturn en una gran varietat de formes. Les seves semblances i diferències marquen diferents pautes en el seu desenvolupament. En aquest sentit, la col·lisió entre dues o més galàxies amb una forma i estructura determinades pot desembocar en una galàxia molt més gran i amb una forma totalment diferent. Va ser a partir d’aquestes col·lisions que el 1936 l’astrònom nord-americà Edwin Hubble va efectuar una classificació detallada dels diferents tipus de galàxies que es podien observar.

Aquesta classificació anomenada Seqüència de Hubble o Diagrama Diapasó, ha sigut la base sobre la qual s’han formulat les posteriors classificacions proposades per diferents astrònoms al llarg del segle XX i XXI.

En la "Seqüència de Hubble" hi podem distingir 4 grans grups: les galàxies el·líptiques,
les galàxies espirals, les galàxies lenticulars i les galàxies irregulars. Clic per engrandir.

Galàxies El·líptiques:

Poden variar molt en mida, lluminositat i massa. Estan formades per una gran concentració d’estrelles velles que es mantenen compactes degut a la quantitat de matèria fosca que les envolta. Es representen amb la lletra majúscula (E) més un número a la seva dreta que pot oscil·lar entre el (0) i el (7), en funció de l’allargada de la galàxia. Una galàxia (E0) s’observa gairebé rodona, mentre que una galàxia (E7) s’observa molt més allargada. Si les veiéssim en 3 dimensions aquestes galàxies serien com una pilota de rugbi. S’ha de tenir en compte però, que l’aspecte de la galàxia el·líptica depèn no només de la seva forma, sinó també de l’angle des del qual l’observem. És a dir que, una galàxia classificada com a (E0) podria tenir en realitat una forma més allargada.

Galàxies Espirals:
Bulb central (concentració d’estrelles similar a una galàxia el·líptica) rodejat per un disc pla giratori format d’estrelles i matèria interestel·lar. Es representen amb la lletra majúscula (S) més una lletra minúscula a la seva dreta que pot oscil·lar entre la (a) i la (d), en funció de la separació dels seus braços. Una galàxia (Sa) s’observa amb els braços més apretats arran del bulb central, mentre que una (Sd) s’observa amb els braços molt més separats. Si les veiéssim en 3 dimensions, aquestes galàxies tindrien una forma semblant a un disc volador o “frisbee”.

                                                      Galàxies Espirals Barrades:

En aquestes s’hi pot observar una banda central d’estrelles brillants que creua la galàxia diametralment d’un cantó a l’altre, amb els seus braços espirals que sembla que es prolonguin dels límits de la mateixa. Les Galàxies Barrades es representen amb les lletres (SB) més una lletra minúscula a la seva dreta que pot oscil·lar entre la (a) i la (d), seguint la mateixa lògica que les Galàxies Espirals comunes. Una (SBa) s’observa amb un gran bulb central i els braços molt enganxats al mateix, mentre que una (SBd) s’observa amb els braços molt més separats i amb un bulb central gairebé inexistent.

Galàxies Lenticulars:

Tipus de galàxia intermèdia entre les el·líptiques i les espirals. Amb forma de disc, s’hi observa una concentració d’estrelles i pols central. No tenen braços ja que, com les galàxies el·líptiques, han consumit gran part de la seva matèria interestel·lar. Es representen amb les sigles (SO). Posteriorment s’ha complementat la seva representació escrita en funció de si consten d’una barra central (com en les Galàxies Barrades) més o menys intensa, o de si s’assemblen més a una espiral o a una el·líptica.


Galàxies Irregulars:

Són les galàxies que no encaixen en cap de les classificacions efectuades per Edwin Hubble. No tenen forma el·líptica, ni espiral, ni lenticular. Es representen amb les sigles (Irr-I) i (Irr-II). Les del primer cas són galàxies poc evolucionades, sense nucli i amb poca lluminositat. Les del segon, són galàxies joves produïdes després d’una col·lisió o deformades per la gravetat de grans cossos massius pròxims a elles.

Aquesta classificació general que representa el Diagrama Diapasó d’Edwin Hubble ha anat evolucionant de forma continuada. Amb el temps i els avenços tecnològics s’han pogut realitzar observacions més detallades. Són molts els factors que s’han de tenir en compte a l’hora de classificar les galàxies, i moltes les propostes que s’han anat efectuant fins el dia d’avui. La complexitat de les classificacions actuals és lleugerament superior a l’explicada en aquest apartat, però la "Seqüència de Hubble" representa un sistema de base que, a tots aquells aficionats a l’astronomia, ens pot ajudar a fer-nos una idea general de la varietat estructural de les galàxies que es poden observar des de la nostra posició en l’univers.

Encara hi ha molt per descobrir sobre el comportament de les galàxies i la seva evolució. Us recomano que visioneu el següent i a on de forma gràfica gaudireu de les explicacions. Recordeu que podeu triar l'idioma dels subtítols a la configuració del vídeo.

Vist i compartit d'aquí.