La NASA i NOAA anuncien que el Sol ha arribat al període de màxim solar

En una teleconferència amb periodistes el dimarts 15 d'octubre del 2024, representants de la NASA, l'Agència Nacional Oceànica i Atmosfèrica (NOAA) i el Panell de Predicció del Cicle Solar van anunciar que el Sol ha aconseguit el seu període de màxim solar.

El cicle solar és el cicle natural del Sol en la transició entre baixa i alta activitat. Aproximadament cada 11 anys, al punt àlgid del cicle solar, els pols magnètics del Sol s'inverteixen -a la Terra seria com si els pols nord i sud s'intercanviessin cada dècada- i el Sol passa de lent a actiu i tempestuós.

Durant la part més activa del cicle, coneguda com a màxim solar, el Sol pot desencadenar immenses explosions de llum, energia i radiació solar, tot això crea les condicions conegudes com a meteorologia espacial. La meteorologia espacial pot afectar els satèl·lits i els astronautes a l'espai, així com els sistemes de comunicacions -com la ràdio i el GPS- i les xarxes elèctriques a la Terra. Quan el Sol és més actiu, els fenòmens meteorològics espacials són més freqüents. L'activitat solar, com la tempesta de maig del 2024, ha provocat un augment de la visibilitat de les aurores i impactes en satèl·lits i infraestructures en els darrers mesos.

Imatges de l'Observatori de Dinàmica Solar de la NASA destaquen l'aspecte del Sol al mínim solar (esquerra, desembre de 2019) davant del màxim solar (dreta, maig de 2024). Aquestes imatges estan a la longitud d'ona 171 de la llum ultraviolada extrema, que revela les regions actives al Sol que són més comuns durant el màxim solar. Crèdit: NASA/SDO

Clic a la imatge per engrandir. Imatges en llum visible de l'Observatori de Dinàmica Solar de la NASA, destaquen l'aspecte del Sol al mínim solar (esquerra, desembre de 2019) davant del màxim solar (dreta, agost de 2024). Durant el mínim solar, el Sol sol estar sense taques. Les taques solars estan associades a l'activitat solar i s'utilitzen per seguir el progrés del cicle solar. Crèdit: NASA/SDO.

Clic a la imatge per engrandir. Nombre de taques solars durant els vint-i-quatre cicles solars anteriors. Els científics utilitzen les taques solars per seguir la evolució del cicle solar; les taques fosques s'associen a l'activitat solar, sovint com a origen d'explosions gegants -com les erupcions solars o les ejeccions de massa coronal (CME)- que poden donar llum, energia i material solar a l'espai. Crèdit: Centre de Predicció Meteorològica Espacial de la NOAA.

Clic a la imatge per engrandir. La previsió del Cicle Solar 25, elaborada pel Panell de Predicció del Cicle Solar 25, copresidit per la NASA i la NOAA. El nombre de taques solars és un indicador de la intensitat del cicle solar: com més gran és el nombre de taques solars, més intens és el cicle. Crèdit: Centre de Predicció Meteorològica Espacial del NOAA.

Clic a la imatge per engrandir. Clic a la imatge per engrandir. El 3 d'octubre del 2024, el Sol va emetre una forta flamarada solar. A partir d'aquesta data, aquesta erupció solar és la més gran del Cicle Solar 25 i està classificada com una erupció X9.0. La classe X denota les flamarades més intenses, mentre que el número proporciona més informació sobre la seva força. L'Observatori de Dinàmica Solar de la NASA va captar imatges d'aquesta erupció solar -com es veu a la llampada brillant del centre- el 3 d'octubre del 2024. La imatge mostra una barreja de llum de 171 Angstrom, i 131 Angstrom, subconjunts de llum ultraviolada extrema. Crèdit: NASA/SDO

L'Observatori de Dinàmica Solar de la NASA va captar aquestes imatges d'erupcions solars, com s'aprecia a les brillants centelleigs de la imatge de l'esquerra (erupció del 8 de maig de 2024) i de la imatge de la dreta (erupció del 7 de maig de 2024). La imatge mostra llum de 131 angstrom, un subconjunt de la llum ultraviolada extrema que ressalta el material extremadament calent de les flamarades i que s'acoloreix de taronja. Crèdit: NASA/SDO.

L'Observatori de Dinàmica Solar de la NASA va captar imatges de dos filaments de plasma llançats des de la Regió Activa 13614 (a dalt a l'esquerra) el 21 de març de 2024. La imatge mostra llum de 304 angstrom, una longitud d'ona utilitzada per mostrar plomalls densos de plasma més freds (filaments i prominències) que es produeixen per sobre de la superfície visible del Sol. Les zones brillants mostren on la densitat del plasma és més gran. Crèdit: NASA/SDO.

El Sol el 29 de novembre de 2020. Aquesta imatge va ser captada per l'Observatori de Dinàmica Solar de la NASA i mostra llum a la longitud d'ona de 171 angstroms. Crèdit: NASA/GSFC/SDO.

Algunes erupcions solars generen ràfegues de partícules energètiques solars. La radiació solar d'alta energia pot afectar els éssers humans i els components electrònics sensibles dels satèl·lits, tal com es mostra en aquesta animació conceptual. Crèdit: Conceptual Image Lab/Krystofer Kim de la NASA.

B-roll animat del llançament i aproximació lunar d'Artemis de la NASA. Les prediccions meteorològiques espacials seran fonamentals per donar suport a les naus espacials i als astronautes al programa Artemis. Crèdit: NASA

Clic a la imatge per engrandir. Aquest gràfic mostra la flota de la Divisió Heliofísica el juliol del 2024. El verd indica les missions en operació, el blau les missions en operació ampliada i el groc les missions futures. Els números entre parèntesis indiquen quantes naus espacials inclou actualment la missió. Crèdit: NASA

Ho he vist aquí.

Observats per primera vegada àtoms individuals

Clic per engrandir. La molècula d’apoferritina vista a la crio-microscòpia d’electrons.

Gràcies a la crio-microscòpia d’electrons (cryo-ME) i al software avançat de millora d’imatges, dos equips d’investigadors van aconseguir observar els àtoms d’una proteïna amb un nivell de detall inigualable. Així van poder observar estructures noves de les molècules, obrint el camí cap al disseny de fàrmacs dirigits.

Mai abans s’havia observat una proteïna amb tal detall. Dos equips d'investigadors de l'Institut Max-Planck de Biofísica Química a Göttingen (Alemanya) i del Laboratori de Biologia Molecular de la  Medical Research Council (MRC-LMB) a Cambridge (Regne Unit) van ser capaços de discernir àtoms individualment en una proteïna amb una precisió d’uns 1,25 angstroms (0,125  nanòmetres).

"Aquest és un pas decisiu: hem creuat l'última barrera de resolució", va dir Holger Stark, investigador del Max Planck Institute i autor principal d'un dels dos estudis que descriuen la proesa i tots dos disponibles online al lloc de publicació prèvia de BioRxiv".  Era com si ens haguéssim tret la pols dels ulls", va afegir el seu company Radu Aricescu, del MRC-LMB.

La crio-ME, una tècnica que va revolucionar la visió del infinitament petit

Una gesta aconseguida gràcies a la microscòpia crio-electrònica (crio-ME) inventada a la dècada de 1990 i per la qual el suís Jacques Dubochet, el britànic Richard Henderson i el nord-americà Joachim Frank van rebre el premi Nobel de química el 2017. La crio-EM s'ha millorat constantment gràcies al desenvolupament de nanotecnologia i software per a anàlisi d'imatges. Per exemple, va revelar l’estructura del virus Zika el 2016, o la del dengue.

Els investigadors de Max-Planck i de MRC-LMB van fer l’últim pas en aquesta millora aconseguint el nivell atòmic. Van treballar amb l’apoferritina, una proteïna que emmagatzema ferro i que té una estabilitat excel·lent similar a la de la roca. Utilitzant diversos mètodes, inclòs un instrument que garanteix la velocitat igual dels electrons i el programari de reducció de soroll, van aconseguir obtenir una imatge molt completa: "Podríem detectar els àtoms d'hidrogen individualment, tant en proteïnes i a les molècules d’aigua que l’envolten”, explica al lloc web de Nature Sjors Scheres, biòleg de MRC-LMB. El mapa de la proteïna, reconstruïda a partir d'un milió d'imatges, ofereix així una resolució de 1,25 angstroms, enfront dels 1,54 angstroms del registre anterior. La diferència sembla a priori mínima, però a aquesta escala, "cada mig angstrom obre la porta a un univers sencer", insisteix Radu Aricescu.

Clic per engrandir. Resolució a nivell atòmic de l’apoferritina mitjançant crio-ME. © Sjors Scheres

Una mina d'or per al disseny de fàrmacs sense efectes secundaris

Els investigadors també van provar el seu mètode en una molècula anomenada receptor Gaba (A), que es troba a la membrana de les neurones i consisteix en unitats glicoproteiques. Aquest receptor és l’objectiu de molts medicaments, inclosos els anestèsics i els ansiolítics. La imatge va revelar detalls que encara no s'havien vist, com les molècules d’aigua de la vesícula que contenen histamina, un neurotransmissor que actua sobre l’excitació implicat en moltes patologies al·lèrgiques. Aquest tipus d’observació constitueix “una mina d’or per al disseny de fàrmacs basats en l’estructura de les molècules”, explica Radu Aricescu. "Es mostra com un medicament mou les molècules d'aigua i pot causar efectes secundaris".

1 angstrom, el llindar intransitable?

Els investigadors encara no han aconseguit obtenir un mapa complet de Gaba (A), perquè aquest últim és molt menys estable que l'apoferritina. Segons els investigadors, millorar la preparació de la mostra és l'últim marge de maniobra possible per descendir fins a una mida encara menor".  Serà gairebé impossible arribar a una xifra per sota de 1 angstrom amb crio-EM", afirma Holger Stark. "Es necessitarien diversos centenars d'anys de registre de dades i una quantitat irreal de potència informàtica i de capacitat d'emmagatzematge", va dir el seu equip. Per tant, el límit no és tant biològic com tecnològic.

Per saber-ne més

A diferència d’un microscopi òptic, que utilitza llum, el microscopi electrònic accelera i concentra un feix d’electrons per crear una imatge de la mostra a observar. El problema és que aquesta tècnica requereix colorant o deshidratar les mostres, cosa que degrada la seva qualitat. Per evitar aquest procés, la crio-ME consisteix a congelar les mostres amb molta rapidesa a -190 ºC en metà líquid, que preserva la seva estructura.

Ho he vist aquí.

Catàleg Charles Messier. Objecte M76

 

Clic per engrandir. Crèdit imatge:  Ken Crawford (Rancho Del Sol Obs.)

 

Descoberta per Pierre Méchain en 1780.

La Nebulosa Planetària M76 va ser descoberta per Pierre Méchain el 5 de setembre de 1780, qui ho va reportar a Charles Messier, que la va observar el 21 d'octubre del mateix any, i va determinar la seva posició i afegir al seu catàleg. Mentre Méchain creia que era una nebulosa sense estrelles, Messier va pensar que estava composta per petites estrelles amb una mica de nebulositat, probablement distorsionades per estrelles anteriors i posteriors. Lord Rosse erròniament sospitava haver detectat alguna estructura espiral en aquesta nebulosa. En 1866, William Huggins el pioner de l'espectroscòpia, va descobrir que el seu espectre era gasós, mostrant línies de Nebuli. El pioner astrofotògraf Isaac Roberts va trobar que no és una doble, sinó una nebulosa senzilla, i va ser el primer a sospitar que vista de costat podia tenir un gran anell. El 1918 Heber D. Curtis la va classificar correctament per vegada primera com nebulosa planetària.

M76 està entre els objectes més febles del catàleg. També és coneguda amb els noms de Nebulosa Dumbbell petita (el més comú), Nebulosa de Suro, Nebulosa Papallona i Nebulosa Barbell, i se li han donat dos nombres NGC ja que es pensava que era una nebulosa doble amb dos components en contacte, una hipòtesi recolzada per William Herschel, qui va numerar el "segon component" com HI 193 el 12 de novembre de 1787. NGC 651 és la part nord-est de la nebulosa.

L'aspecte de M76 recorda en algun grau el de la Nebulosa Dumbbell M27. Molt probablement el cos principal (la barrera) és un anell brillant i gairebé el·líptic que veiem gairebé de costat, a només uns pocs graus del seu pla equatorial. Aquest anell sembla expandir-se a uns 42 km/seg. Al llarg del seu eix perpendicular a aquest pla, el gas s'expandeix significativament més ràpid formant la brillantor de la superfície inferior de les "ales" de la papallona.

Mentre que la part brillant de la nebulosa és d'uns 65 segons d'arc de diàmetre (més exactament, el cos en té 42x87,  i les ales 157x 87), aquesta nebulosa està envoltada per un feble halo que cobreix una regió de 290 segons d'arc de diàmetre (Millikan, 1974); aquest material va ser possiblement ejectat en forma de vents estel·lars des de l'estel central quan encara estava en la fase de Gegant Vermella. Avui l'estrella central té una magnitud aparent de 16,6 i una elevada temperatura de 60.000 ºK, que probablement es refredarà com una nana blanca durant els propers deu mil milions de anys.

Com passa sovint amb les nebuloses planetàries, la magnitud aparent de M76 és major a la vista (9.6 segons estimació personal de Don Machholz, 10.1 segons Hynes; magnitud que l'autor pensa que està més ajustada a la realitat, que fotogràficament (moltes fonts coincideixen en una magnitud 12,2 quan s'estima fotogràficament). Això és degut al fet que la major part de la llum "visual" s'emet en una línia espectral, la línia prohibida verda de 5007 Angstrom de l'oxigen doblement ionitzat (O III)

Com és usual per les Nebuloses planetàries, la distància és coneguda pitjor, amb estimacions entre 1.700 i 15.000 anys llum (l'últim valor és de l'Universe de Kaufmann; Kenneth Glyn Jones dona un valor de 8.200). Com a conseqüència, les dimensions reals de la barra estan entre 0.34x0.72 i 3.1x6.4 anys llum, mentre que les ales s'estenen a entre 1,3 i 11,3, i el feble halo arriba fins a entre 2,4 i 21 anys llum (els nostres 3.400 anys llum de distància generen unes dimensions de 0.68x1.44, 2.6, i 4.8 anys llum respectivament, mentre que amb la distància de Kenneth Glyn Jones, la barra és de 1.7x3.5, les ales de 6.2, i les extensions fins 11.5 anys llum).

M76 al web del SEDS

Índex del Catàleg Messier del blog