Les estrelles il·luminen el cúmul de l'arbre de Nadal

Clic a la imatge per engrandir. Imatge de NGC 2264. Crèdit: Raigs X; NASA/CXC/SAO. Òptic; T.A. Rector (NRAO/AUI/NSF i NOIRLab/NSF/AURA) i B.A. Wolpa (NOIRLab/NSF/AURA). Infraroig; NASA/NSF/IPAC/CalTech/Univ. de Massachusetts; Processament d'imatges; NASA/CXC/SAO/L. Frattare i J.Major.

Aquesta nova imatge de NGC 2264, també conegut com el "Cúmul de l'Arbre de Nadal", mostra la forma d'un arbre còsmic amb la resplendor de les llums estel·lars. NGC 2264 és, de fet, un cúmul d'estrelles joves -amb edats compreses entre un i cinc milions d'anys- a la nostra Via Làctia, a uns 2.500 anys llum de la Terra. Les estrelles de NGC 2264 són més petites i més grans que el Sol, i van des d'algunes amb menys d'una desena part de la massa del Sol fins a unes altres amb unes set masses solars.

Aquesta imatge composta mostra el Cúmul de l'Arbre de Nadal. Els llums blaus i blancs (que parpellegen a la versió animada d'aquesta imatge) són estrelles joves que emeten raigs X detectats per l'Observatori de Raigs X Chandra de la NASA. Les dades òptiques del telescopi WIYN de 0,9 metres de la National Science Foundation a Kitt Peak mostren el gas de la nebulosa en verd, corresponent a les "agulles de pi" de l'arbre, i les dades infraroges del Two Micron All Sky Survey mostren les estrelles del primer pla i del fons en blanc. Aquesta imatge s'ha girat en el sentit de les agulles del rellotge uns 160 graus des de l'estàndard astronòmic del Nord apuntant cap amunt, de manera que sembla que la copa de l'arbre és cap a la part superior de la imatge.

Les estrelles joves, com les de NGC 2264, són volàtils i experimenten fortes flamarades en raigs X i altres tipus de variacions que s'observen en diferents tipus de llum. Tot i això, les variacions coordinades i parpellejants que es mostren en aquesta animació són artificials, per emfatitzar les ubicacions de les estrelles vistes en raigs X i ressaltar la similitud d'aquest objecte amb un arbre de Nadal. En realitat, les variacions de les estrelles no estan sincronitzades.

Les variacions observades per Chandra i altres telescopis estan causades per diversos processos diferents. Alguns estan relacionats amb l'activitat dels camps magnètics, incloent flamarades com les que pateix el Sol -però molt més potents- i punts calents i regions fosques a les superfícies de les estrelles que entren i surten de la vista a mesura que aquestes giren. També hi pot haver canvis a l'espessor del gas que enfosqueix les estrelles, i canvis en la quantitat de material que segueix caient sobre les estrelles des dels discos de gas circumdants.

El Centre Marshall de Vols Espacials de la NASA gestiona el programa Chandra. El Centre de Raigs X Chandra del Smithsonian Astrophysical Observatory controla les operacions científiques des de Cambridge (Massachusetts) i les operacions de vol des de Burlington (Massachusetts).

Descripció visual:

Aquesta publicació presenta una imatge formada per un cúmul d'estrelles joves que s'assemblen decididament a un arbre de Nadal còsmic. El cúmul, conegut com a NGC 2264, es troba a la nostra Via Làctia, a uns 2.500 anys llum de la Terra. Algunes de les estrelles del cúmul són relativament petites i d'altres relativament grans, amb una massa que oscil·la entre una dècima i set vegades la del nostre Sol.

En aquesta imatge composta, la semblança del cúmul amb un arbre de Nadal s'ha realçat mitjançant la rotació de la imatge i l'elecció de colors. Les dades òptiques estan representades per línies i formes difuses de color verd, que creen les branques i les agulles de la forma de l'arbre. Els raigs X detectats per Chandra es presenten com a llums blaus i blancs, i s'assemblen a punts brillants de llum a l'arbre. Les dades infraroges mostren les estrelles del primer pla i del fons com a taques blanques brillants contra la negror de l'espai. La imatge s'ha girat uns 150 graus pel que fa a la norma dels astrònoms que el Nord apunti cap amunt. Això situa la cúspide de la forma cònica de l'arbre prop de la part superior de la imatge, encara que no té en compte la lleugera zona nua a les branques de l'arbre, a la part inferior dreta, que probablement s'hauria de girar cap a la cantonada.

En aquesta versió, el cúmul festiu es presenta com una imatge estàtica i com una animació breu. A l'animació, els punts de raigs X blaus i blancs de Chandra parpellegen i centellegen a l'arbre, com els llums d'un arbre de Nadal.

Aquesta imatge va ser considerada per la NASA el 19 de desembre de 2023, com la seva imatge del dia.

Ho he vist aquí.

El gegant gelat; Urà

Veiem aquí a la imatge del telescopi James Webb, al gegant de gel Urà, que és un món dinàmic amb anells, llunes, tempestes, estacions extremes i molt més. La sensibilitat del Webb ha captat fins i tot el proper anell Zeta; tènue, difús i esmunyedís.

Aquestes noves imatges revelen característiques detallades del casquet polar nord estacional d'Urà, així com tempestes brillants a prop i sota la vora sud del casquet. Si els humans volen enviar una nau espacial per visitar Urà de prop, cal entendre com navegar per les restes dels seus anells.

A causa de l'extrema inclinació de 98 graus del planeta, les estacions són extremes. Durant una quarta part de l'any, el Sol brilla en un pol, cosa que significa que la meitat del planeta experimenta un hivern fosc de 21 anys terrestres.

El context és el més important. Urà és un bon substitut de molts dels tipus d'exoplanetes llunyans que s'estan descobrint. Aprendre més sobre Urà ens pot ajudar a comprendre millor els planetes d'aquesta mida en general, inclosa la seva meteorologia, i com es van formar. Podeu trobar més informació a l'enllaç de la biografia del web fent un clic aquí.

Clic a la imatge per engrandir. La foto ens mostra una imatge amb fons negre. El planeta Urà és un orbe brillant a prop del centre envoltat d'anells. El planeta apareix blau amb una gran taca blanca que ocupa la meitat dreta. La taca és més blanca al centre i després es torna blau en expandir-se de dreta a esquerra. El contorn d'Urà també és blanc. Al voltant del planeta hi ha un sistema d'anells imbricats. Hi ha tènues taques ataronjades i blanquinoses, algunes ovalades i altres circulars, que són galàxies de fons disperses per tota la imatge. Diverses fonts puntuals blaves brillants més properes a Urà són les llunes del planeta. També hi ha una estrella brillant a l'esquerra del camp, amb 8 pics de difracció. Crèdit: NASA, ESA, CSA, STScI

 

 

Clic a la imatge per engrandir.  Veiem la mateixa imatge però ampliada. L'anell més extern és el més brillant, mentre que el més intern és el més tènue. A diferència dels anells horitzontals de Saturn, els anells d'Urà són verticals, per la qual cosa semblen envoltar el planeta en forma ovalada. Hi ha 9 punts blancs blavosos repartits pels anells. Crèdit: NASA, ESA, CSA, STScI

Ho he vist aquí.

El cor i l'ànima són plens d'estrelles!

Sí, de debò: les nebuloses del Cor i l'Ànima són colossals fàbriques d'estrelles, amb una extensió de gairebé 580 anys llum. Les estrelles d'aquestes nebuloses tenen menys d'uns quants milions d'anys, cosa que les fa força joves en comparació amb altres, com el nostre Sol, de 5.000 milions d'anys. Aquestes joves estrelles són les responsables de les formes de bombolla del cor i de l'ànima, ja que la radiació i els vents de les estrelles expulsen la pols cap a l'exterior.

Aquestes dues nebuloses es troben a 6.000 anys llum de distància, a la constel·lació de Cassiopea. Formen part d'un complex de formació estel·lar al braç espiral de Perseu de la nostra galàxia, la Via Làctia.

Aquestes imatges son un mosaic infraroig del telescopi Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE sigles en anglès de Explorador infraroig de campo ampli) de la NASA. Cobreix una enorme àrea del cel que és 10 vegades més ampla i 8 vegades més alta que la Lluna plena.

Clic a la imatge per engrandir. La nebulosa del Cor, designada IC 1805 i anomenada així per la seva forma semblant a un cor humà. Crèdit: NASA/JPL-Caltech/UCLA

Clic a la imatge per engrandir. La nebulosa de l'Ànima. Crèdit: NASA/JPL-Caltech/UCLA

Les dues nebuloses apareixen com a bombolles verdes de gas envoltades de núvols blancs. A l'interior de cadascuna hi ha taques de gas vermell ardent. Estrelles d´un blau intens cobreixen tota l´escena.

Ho he vist aquí.

Quants tipus d'estrelles hi ha?

Quants tipus d'estrelles coneixem i de quin n'és el Sol.

Clic a la imatge per engrandir. L'Observatori de Dinàmica Solar de la NASA va captar aquesta imatge del nostre Sol de 4.600 milions d'anys, una estrella de la seqüència principal. Els científics esperen que continuï sent-ho durant 5.000 milions d'anys més abans de convertir-se en una gegant vermella. Crèdit: NASA's Scientific Visualization Studio/SDO.

Les estrelles de l'univers varien en brillantor, mida, color i comportament. Alguns tipus es transformen en uns altres molt ràpidament, mentre que altres romanen relativament inalterats durant bilions d'anys.

Estrelles de la seqüència principal

Un estel normal es forma a partir d'un cúmul de pols i gas en una incubadora estel·lar. Al llarg de centenars de milers d'anys, el cúmul guanya massa, comença a girar i s'escalfa. Quan el nucli s'escalfa a milions de graus, es produeix la fusió nuclear. Aquest procés es produeix quan dos protons, els nuclis dels àtoms d'hidrogen, es fusionen per formar un nucli d'heli. La fusió allibera energia que escalfa l'estrella, creant una pressió que empeny contra la força de la gravetat. Ha nascut una estrella. Els científics anomenen estrella de seqüència principal una estrella que està fusionant hidrogen en heli al seu nucli. Les estrelles de seqüència principal són al voltant del 90% de la població estel·lar de l'univers. Varien en lluminositat, color i mida (des d'una dècima fins a 200 vegades la massa del Sol) i viuen entre milions i milers de milions d'anys.

Pels observadors d'estrelles

Moltes estrelles de la seqüència principal es poden veure a simple vista, com Sírius, l'estrella més brillant del cel nocturn, a la constel·lació septentrional de Ca Major. Rigil Kentaurus (més coneguda com a Alfa Centauri), a la constel·lació austral del Centaure, és l'estrella de seqüència principal més propera que es pot veure a simple vista.

Gegants vermelles

Clic a la imatge per engrandir. Aquesta il·lustració mostra una estrella geganta vermella, com Betelgeuse o Antares. Crèdit: NASA Goddard Space Flight Center/Chris Smith (KBRwyle).

Quan una estrella de la seqüència principal amb una massa inferior a vuit vegades la del Sol es queda sense hidrogen al nucli, comença a col·lapsar-se perquè l'energia produïda per la fusió es l'única força que lluita contra la tendència de la gravetat a atraure la matèria. Però en comprimir el nucli també augmenten la seva temperatura i pressió, fins al punt que el seu heli comença a fusionar-se en carboni, que també allibera energia. La fusió de l'hidrogen comença a desplaçar-se cap a les capes exteriors de l'estrella i provoca la seva expansió. El resultat és una vermella gegant, d'aspecte més ataronjat que vermell. Amb el temps, la geganta vermella es torna inestable i comença a prémer, expandint-se periòdicament i expulsant part de la seva atmosfera. Finalment, totes les seves capes exteriors es desprenen, creant un núvol de pols i gas en expansió anomenada nebulosa planetària. El Sol esdevindrà una geganta vermella d'aquí a uns 5.000 milions d'anys.

Pels observadors d'estrelles

Arcturus, a la constel·lació boreal del Bover, i Gamma Crucis, a la constel·lació austral de Crux (la Creu del Sud), són gegants vermelles visibles a simple vista.

Nanes blanques

Clic a la imatge per engrandir. En aquesta recreació artística, un asteroide (a baix a l'esquerra) es trenca sota la poderosa gravetat de LSPM J0207+3331, la nana blanca més antiga i freda coneguda que està envoltada per un anell de runa polsosa. Crèdit: NASA Goddard Space Flight Center/Scott Wiessinger.

Quan una geganta vermella perd tota la seva atmosfera, només en queda el nucli. Els científics anomenen nana blanca aquest tipus de resta estel·lar. Una nana blanca sol tenir la mida de la Terra, però és centenars de milers de vegades més massiva. Una cullereta del seu material pesaria més que una camioneta. Una nana blanca no produeix calor pròpia, per això es refreda gradualment al llarg de milers de milions d'anys. Tot i el seu nom, les nanes blanques poden emetre llum visible que va del blanc blavós al vermell. De vegades, els científics descobreixen que les nanes blanques estan envoltades de discos polsegosos de material, runes i fins i tot planetes, restes de la fase de gegant vermella de l'estrella original. Dins d'uns 10.000 milions d'anys, després de la seva etapa de vermella gegant, el Sol es convertirà en una nana blanca.

Pels observadors d'estrelles

Les nanes blanques són massa febles per veure-les a simple vista, encara que algunes es poden trobar en sistemes binaris amb una estrella de seqüència principal fàcil de veure. Procyon B és un exemple a la constel·lació septentrional de Ca Menor. No obstant això, si tens un telescopi a casa, pots veure les nanes blanques solitàries LP 145-141 a la constel·lació austral de la Mosca i l'estrella de Van Maanen a la constel·lació septentrional de Peixos.

Estrella de neutrons

Clic a la imatge per engrandir. El púlsar Vela es troba al punt blanc circular del centre d'aquesta imatge captada per l'Observatori de Raigs X Chandra de la NASA. El púlsar es troba a més de 1.000 anys llum de distància, a la constel·lació meridional de Vela. Crèdit: NASA/CXC/Univ de Toronto/M. Durant et al.

Les estrelles de neutrons són restes estel·lars que contenen més massa que el Sol en una esfera tan ampla com l'illa de Manhattan de Nova York.

Una estrella de neutrons es forma quan una estrella de la seqüència principal, amb una massa entre 8 i 20 vegades la del Sol, es queda sense hidrogen al seu nucli (les estrelles més pesades produeixen forats negres de massa estel·lar). L'estel comença a fusionar heli amb carboni, com els estels de menor massa. Però aleshores, quan el nucli es queda sense heli, s'encongeix, s'escalfa i comença a convertir el seu carboni en neó, que allibera energia. Aquest procés continua a mesura que l'estrella converteix el neó en oxigen, l'oxigen en silici i, finalment, el silici en ferro. Aquests processos produeixen energia que evita el col·lapse del nucli, però cada nou combustible li dóna menys temps. Quan el silici es fusiona amb el ferro, l'estrella queda sense combustible en qüestió de dies. El pas següent seria fusionar el ferro en algun element més pesat, però fer-ho requereix energia en lloc d'alliberar-la. El nucli es col·lapsa i després recupera la mida original, creant una ona de xoc que recorre les capes exteriors de l'estrella. El resultat és una enorme explosió anomenada supernova. El nucli romanent és una estrella de neutrons super-densa.

Púlsars: Són un tipus d'estrelles de neutrons que giren ràpidament. A la superfície d'aquests objectes es formen punts calents de raigs X brillants. A mesura que giren, els punts apareixen i desapareixen com els raigs d'un far. Alguns púlsars giren més ràpidament que les aspes d'una batedora.

Magnetars: Totes les estrelles de neutrons tenen forts camps magnètics. Però el d'un magnetar pot ser 10 bilions de vegades més fort que el d'un imant de nevera i fins i tot mil vegades més fort que el d'una estrella de neutrons típica.

Pels observadors d'estrelles

Les estrelles de neutrons són massa febles per veure-les a simple vista o amb telescopis domèstics, encara que el telescopi espacial Hubble n'ha pogut captar algunes en llum visible. Els astrònoms les solen observar a través dels raigs X i l'emissió de ràdio.

Nanes vermelles

Clic a la imatge per engrandir. El nostre veí estel·lar més proper, mostrat aquí en aquesta imatge del Hubble, és la nana vermella Pròxima Centauri. Es troba a poc més de 4 anys llum de distància, a la constel·lació austral del Centaure. Crèdit: ESA/Hubble i NASA.

Les nanes vermelles són les estrelles més petites de la seqüència principal: només una fracció de la mida i la massa del Sol. També són les més fredes i el seu color és més ataronjat que vermell. Quan una nana vermella produeix heli a través de la fusió al seu nucli, l'energia alliberada porta material a la superfície de l'estrella, on es refreda i s'enfonsa de nou, portant un nou subministrament d'hidrogen al nucli. Gràcies a aquesta constant agitació, les nanes vermelles poden cremar tot el seu hidrogen durant bilions d'anys sense canviar la seva estructura interna, a diferència d'altres estrelles. Els científics creuen que algunes nanes vermelles de massa baixa, les que només tenen un terç de la massa del Sol, tenen una vida més llarga que l'edat actual de l'univers, fins a uns 14 bilions d'anys. A més, les nanes vermelles neixen més que les estrelles més massives. Per això, i perquè viuen tant de temps, les nanes vermelles constitueixen al voltant del 75% de la població estel·lar de la Via Làctia.

Pels observadors d'estrelles

Les nanes vermelles són massa febles per veure-les a simple vista. Però amb un telescopi d'afeccionat, és possible que puguis veure Lacaille 8760 a la constel·lació austral del Microscopi o Lalande 21185 a la constel·lació septentrional de l'Óssa Major.

Nanes marrons

Clic a la imatge per engrandir. La nana marró LSRJ1835+3259, en aquesta recreació artística, es troba a 20 anys-llum de distància a la constel·lació septentrional de la Lira. Crèdit: Chuck Carter i Gregg Hallinan/Caltech.

Les nanes marrons no són tècnicament estrelles. Són més massives que els planetes, però no tant com les estrelles. Solen tenir entre 13 i 80 vegades la massa de Júpiter. Gairebé no emeten llum visible, però els científics n'han observat algunes a l'infraroig. Algunes nanes marrons es formen de la mateixa manera que les estrelles de seqüència principal, a partir de cúmuls de gas i pols en nebuloses, però mai no arriben a la massa suficient per realitzar una fusió a l'escala d'una estrella de seqüència principal. D'altres es poden formar com a planetes, a partir de discos de gas i pols al voltant d'estrelles.

Pels observadors d'estrelles

Les nanes marrons són invisibles tant per a l'ull humà com per als telescopis domèstics.

Ho he vist aquí.

Estem d'aniversari!

A Sci-Bit cada 17 de desembre celebrem anys, enguany en fem 10! tota una fita per a un blog de ciència en català d'un simple afeccionat a la ciència en general i a l'astronomia en particular.

Durant aquest 10 anys hem anat incorporant al blog 955 articles, cosa de la que n'estem força orgullosos i com a curiositat hem arribat a lectors de 4 continents.

Ho volem celebrar portant-vos una imatge del 1997 del nostre estimat telescopi espacial Hubble de la NASA, de la nebulosa planetària bipolar M2-9.

Clic a la imatge per engrandir. Nebulosa M2-9. Crèdit: Bruce Balick (University of Washington), Vincent Icke (Leiden University, Paisos Baixos), Garrelt Mellema (Stockholm University), i  NASA.

Escape supersònic de la Nebulosa M2-9

M2-9 és un sorprenent exemple de "papallona" o nebulosa planetària bipolar. Un altre nom més revelador podria ser el de "nebulosa de dolls bessons". Si la nebulosa es talla transversalment a l'estrella, cadascun dels seus costats s'assembla molt a un parell de fuites de motors a reacció. De fet, a causa de la forma de la nebulosa i de la velocitat mesurada del gas, superior a 320 kilòmetres per segon, els astrònoms creuen que la descripció com a fuita de raig supersònic és força encertada. Els estudis terrestres han demostrat que la mida de la nebulosa augmenta amb el temps, cosa que suggereix que l'esclat estel·lar que va formar els lòbuls es va produir fa tot just 1.200 anys.

Se sap que l'estrella central de M2-9 forma part d'una parella molt propera que orbita a distàncies perillosament properes. Fins i tot és possible que una estrella estigui sent engolida per l'altra. Els astrònoms sospiten que la gravetat d'una estrella atrau el gas feblement lligat de la superfície de l'altra i el llança en un disc prim i dens que envolta les dues estrelles i s'estén cap a l'espai.

De fet, el disc es pot veure en imatges d'exposició més curta obtingudes amb el telescopi Hubble. Mesura aproximadament 10 vegades el diàmetre de l'òrbita de Plutó. Models del tipus utilitzat per dissenyar motors a reacció (hidrodinàmica) mostren que un disc d'aquest tipus pot explicar satisfactòriament l'aspecte de M2-9, semblant al d'un raig d'escapament. El vent d'alta velocitat procedent d'una de les estrelles xoca contra el disc circumdant, que serveix de tovera. El vent es desvia en direcció perpendicular i forma el parell de dolls que veiem a la imatge de la nebulosa. Aquest procés és molt semblant al que té lloc en un motor a reacció: els gasos ardents i en expansió són desviats per les parets del motor a través d'una tovera per formar llargs rajos col·limats d'aire calent a gran velocitat.

M2-9 es troba a 2.100 anys-llum de distància, a la constel·lació del Serpentari. L'observació va ser presa el 2 d'agost de 1997 per la Wide Field and Planetary Camera 2 (Càmera Planetària i de Gran Camp 2) del telescopi Hubble. En aquesta imatge, l'oxigen neutre es mostra vermell, el nitrogen una vegada ionitzat en verd i l'oxigen dues vegades ionitzat en blau.

Ho he vist aquí.

Veiem els eixos i com roten els planetes del Sistema Solar

Teniu curiositat per saber com de ràpid i com es mouen els planetes veïns nostres?

En aquest educatiu vídeo podem observar la inclinació dels eixos de rotació en graus i la velocitat de rotació en dies, i el sentit de la rotació dels 8 planetes del nostre Sistema Solar; Mercuri, Venus, Terra, Mart, Júpiter, Saturn, Urà i Neptú.

És molt fàcil poder comparar la durada dels dies (l'equivalent a una rotació completa) entre els diferents planetes i la nostra Terra, 1 dia a la Terra  és l'equivalent a:

• 58 dies i 16 hores a Mercuri
• 243 dies i 26 minuts a Venus
• A Mart 40 minuts més que a la Terra
• 9 hores i 55 minuts a Júpiter
• 10 hores i 33 minuts a Saturn
• 17 hores i 14 minuts a Urà i 
• 16 hores a Neptú.

 

Amplieu l'imatge fent un clic al quadrat a baix a la dreta. Crèdit: Quantum Physics.

Comparació de la mida dels humans amb la del coet Starship

La nau estel·lar Starship de SpaceX, utilitzada en el seu segon llançament, té una alçada de 121 metres i un diàmetre de 9 metres. Per posar-ho en perspectiva, un ésser humà mitjà, d'1,75 metres d'alçada, es veu significativament empetitit per la mida de la Starship. L'alçada del coet és gairebé 70 vegades superior a la d'un ésser humà mitjà.

Crèdit video: @teslaownerssv

Clic a la imatge per engrandir.  La Starship a la plataforma de llançament. Crèdit: Space X.

Ho he vist aquí.