Rho Ophiuchi (Imatge NIRCam)

Imatge de la nebulosa Rho Ophiuchi obtinguda per l'instrument NIRCam del telescopi espacial James Webb.

Clic a la imatge per engrandir. Crèdit: NASA, ESA, CSA, STScI, Klaus Pontoppidan (STScI). Processament: Alyssa Pagan (STScI)

La primera imatge d'aniversari del telescopi espacial James Webb de la NASA mostra el naixement d'estrelles com mai no s'havia vist mai, plena d'una textura detallada i impressionista. L'objecte és el complex de núvols Rho Ophiuchi, la regió de formació estel·lar més propera a la Terra. Es tracta d'una guarderia estel·lar relativament petita i tranquil·la, però mai no se sabria pel caòtic primer pla de Webb. Els raigs que brollen de les estrelles joves s'entrecreuen a la imatge, impactant contra el gas interestel·lar circumdant i il·luminant l'hidrogen molecular, que es mostra en vermell. Alguns estels mostren l'ombra reveladora d'un disc circumestel·lar, que podria donar lloc a sistemes planetaris futurs.

Les estrelles joves situades al centre de molts discos tenen una massa similar a la del Sol, o menor. La més poderosa en aquesta imatge és l'estrella S1, que apareix enmig d'una cova brillant que està esculpint amb els vents estel·lars a la meitat inferior de la imatge. El gas de color més clar que envolta S1 està format per hidrocarburs aromàtics policíclics, una família de molècules basades en el carboni que es troben entre els compostos més comuns de l'espai.

Per a més detalls sobre el que passa a cada punt de la imatge de Rho Ophiuchi obtinguda per Webb, vegeu el vídeo i llegiu el comunicat de premsa (en anglès).

Ho he vist aquí.

Estrelles bessones llancen juntes raigs a l'espai

Des que va començar a funcionar el 2022, el telescopi espacial James Webb (JWST) ha revelat algunes coses sorprenents sobre l'Univers. L'última es va produir quan un equip d'investigadors va utilitzar l'instrument d'infraroig mitjà (MIRI) del Webb per observar Rho Ophiuchi, la nebulosa de formació estel·lar més propera a la Terra, a uns 400 anys llum de distància. Tot i que almenys cinc telescopis han estudiat la regió des de la dècada de 1970, la resolució sense precedents del Webb i els seus instruments especialitzats van revelar el que estava passant al cor d'aquesta nebulosa.

Clic a la imatge per engrandir.  Aquesta recreació artística mostra dues estrelles joves a prop del final de la seva formació. Al voltant de les estrelles hi ha discos de gas i pols dels quals es poden formar planetes. Dolls de gas surten disparats dels pols nord i sud de les estrelles. Crèdit: NASA

Per començar, mentre observaven el que es pensava que era una sola estrella (WL 20S), l'equip es va adonar que estaven observant un parell d'estrelles joves que es van formar entre 2 i 4 milions d'anys enrere. Les dades de MIRI també van revelar que les estrelles bessones tenen raigs coincidents de gas calent (també coneguts com raigs estel·lars) que emanen dels seus pols nord i sud cap a l'espai. El descobriment es va presentar a la 244a reunió de la Societat Astronòmica Americana (224 AAS), celebrada el 12 de juny. Gràcies a observacions addicionals realitzades per l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), l'equip es va sorprendre en observar grans núvols de pols i gas envoltant les dues estrelles.

Donada l'edat de les bessones, l'equip va arribar a la conclusió que es podria tractar de discos circumstel·lars que estan formant gradualment un sistema de planetes. Això converteix WL 20S en una troballa valuosa per als astrònoms, ja que els permet observar la formació d'un sistema solar. Com s'ha assenyalat, la nebulosa Rho Ophiuchi ha estat estudiada durant dècades per telescopis infrarojos, com el telescopi espacial Spitzer i el Wide-field Infrared Explorer (WISE, sigles en anglès de Explorador Infraroig de Camp Ampli), l'Infrared Telescope Facility (IRTF, sigles en anglès de Instal·lació de Telescopi Infraroig) de l'Observatori Mauna Kea, el telescopi Hale de 5,0 metres de l'Observatori Palomar i el telescopi Keck II.

Clic a la imatge per engrandir. Aquesta imatge del grup estel·lar WL 20 combina dades de l'ALMA i de l'Instrument MIRI del telescopi Webb de la NASA. Crèdit: NSF/NRAO/NASA/JPL-Caltech/B. Saxton

L'astronomia infraroja és necessària per estudiar nebuloses especialment polsegoses, ja que els núvols de pols i gas oculten la major part de la llum visible de les estrelles que contenen. Gràcies a la seva òptica infraroja avançada, Webb va poder detectar longituds d'ona lleugerament més llargues utilitzant el seu instrument MIRI. Mary Barsony, astrònoma del Carl Sagan Center for the Study of Life in the Universe (part de l'Institut SETI), va ser l'autora principal d'un nou article que en descriu els resultats. Segons va relatar en un comunicat de premsa recent de la NASA.

"Ens vam quedar bocabadats. Després d'estudiar aquesta font durant dècades, pensàvem que la coneixíem prou bé. Però no hauríem sabut que es tractava de dues estrelles o que aquests raigs existien sense el MIRI. És realment sorprenent. És com tenir ulls nous".

Els radiotelescopis són una altra manera d'estudiar les nebuloses, encara que no garanteixen revelar les mateixes característiques que els instruments infrarojos. En el cas de WL 20S, la llum absorbida era visible al rang submil·limètric, pel que ALMA era l'opció ideal per a les observacions de seguiment. Tot i això, les dades d'alta resolució a l'infraroig mitjà eren necessàries per distingir WL 20S com un parell d'estrelles amb discs d'acreció individuals. Això va permetre a l'equip resoldre raigs estel·lars compostos de gas ionitzat que no són visibles en longituds d'ona submil·limètriques.

"La potència d'aquests dos telescopis junts és realment increïble. Si no haguéssim vist que es tractava de dues estrelles, els resultats d'ALMA podrien haver semblat simplement un únic disc amb un lloc al mig. En canvi, tenim noves dades sobre dues estrelles que estan clarament en un punt crític de les seves vides, quan els processos que les van formar s'estan esgotant".

Els resultats combinats de MIRI i ALMA van revelar que les estrelles bessones s'acosten al final del seu període de formació i ja podrien tenir un sistema de planetes. Futures observacions d'aquestes estrelles amb el Webb i altres telescopis permetran als astrònoms aprendre més sobre com les estrelles joves passen de la fase de formació a la de seqüència principal. "És sorprenent que aquesta regió encara tingui tant que ensenyar-nos sobre el cicle de vida de les estrelles", va afirmar Ressler. "Estic entusiasmat per veure què més ens revelarà Webb".

Ho he vist aquí.

Les vistes d'Herschel i Planck de la formació d’estrelles.

Clic per engrandir. Aquesta imatge mostra un núvol molecular a la constel·lació de Corona
Australis o la Corona del Sud, basat en una combinació de dades dels telescopis espacials
Herschel i Planck de l'ESA. Les zones brillants de la imatge mostren l’emissió de pols
interestel·lar en tres longituds d’ona diferents observades per Herschel (250, 350 i 500
micres) i les línies que travessen la imatge amb una mena de “patró de moaré”representen
l’orientació del camp magnètic (basada en les dades del Planck). Aquest núvol molecular
es presenta com una cascada, que abasta uns cinc graus al llarg del costat horitzontal
de la imatge. Conté un petit cúmul obert anomenat Coronet, que es troba a la regió
més brillant de la imatge cap a l'esquerra i acull diverses estrelles variables, juntament
amb la nebulosa NGC 6729. La imatge mostra Corona Australis Nord a l'esquerra i
Corona Australis Sud a la dreta. La Corona Australis Nord té les regions més formades
per estels del complex, mentre que la Corona Australis Sud presenta estructures
semblants a les cometes i amb menys formacions estel·lars. En aquesta imatge, el
filament ben definit flueix des de la zona brillant de la part superior esquerra cap a
la part inferior dreta, i una part més extensa i poc visible a la part superior dreta.
Crèdit imatge: ESA/Herschel/Planck; J. D. Soler, MPIA

Una col·lecció d'imatges intrigants basades en dades dels telescopis espacials Herschel i Planck de l'ESA mostren la influència dels camps magnètics sobre els núvols de gas i pols on es formen les estrelles.

Les imatges formen part d’un estudi de l’astrònom Juan D. Soler de l’Institut Max Planck d’Astronomia de Heidelberg, Alemanya, que va utilitzar dades recollides durant les observacions de tot el cel de Planck i el ‘Gould Belt Survey’ de Herschel. Tant Herschel com Planck van ser fonamentals per explorar l’Univers fred i van donar llum a les moltes complexitats del medi interestel·lar: la barreja de gas i pols que omple l’espai entre les estrelles d’una galàxia. Tots dos telescopis van acabar la seva vida operativa el 2013, però es continuen fent nous descobriments a partir del seu llegat de dades.

Herschel va revelar amb detall sense precedents els filaments de material dens en núvols moleculars a tota la nostra galàxia de la Via Làctia i el seu paper clau en el procés de formació d’estrelles. Els filaments es poden fragmentar en cúmuls que eventualment es col·lapsen en estrelles. Els resultats de Herschel mostren un estret vincle entre l'estructura del filament i la presència de cúmuls densos.

Herschel va observar el cel en longituds d’ona d’infrarojos extres i sub-mil·límetres, i les dades es veuen en aquestes imatges com una barreja de diferents colors, amb llum emesa pels grans de pols interestel·lar barrejats dins del gas. La textura de bandes grises tènues que s'estenen a través de les imatges com un patró de drapery, es basa en les mesures de Planck de la direcció de la llum polaritzada emesa per la pols i mostren l'orientació del camp magnètic.

L'estudi va explorar diversos núvols moleculars propers tot a uns 1500 anys llum del Sol, incloent a Taure, Serpentari, Llop, Corona Austral, Camaleó-Mosca, Aquila Rift, Perseu i Orió.

Tots els crèdits de les imatges seguents son del conjunt Herschel-Planck.

Clic per engrandir. Núvol molecular a Taure

Clic per engrandir. Complex de Núvols a Serpentari (Rho Ophiuchi)

Clic per engrandir. Complex de núvols al Llop

Clic per engrandir. Núvol molecular a la Corona Austral

Clic per engrandir. Núvol molecular al Camaleó I

Clic per engrandir. Núvol molecular al Camaleó II

Clic per engrandir. Núvols moleculars a La Mosca

Clic per engrandir. Complex de formació estel·lar a la Fisura de Serpens-Aquila

Clic per engrandir. Núvol molecular a Perseu

Clic per engrandir. Núvol molecular a Orió A

Clic per engrandir. Núvol molecular a Orió B

En aquest estudi, publicat l'any passat a Astronomy & Astrophysics, les dades de Herschel es van utilitzar per calcular la densitat dels núvols moleculars al llarg de la nostra línia de vista per investigar com el medi interestel·lar interactua amb els camps magnètics circumdants.

Els astrònoms han cregut que els camps magnètics tenen un paper en la formació d'estrelles, juntament amb altres factors com la pressió del gas, la turbulència i la gravetat. Tanmateix, les observacions dels camps magnètics dels voltants dels núvols formadors d'estrelles han estat limitats fins a l'arribada de Planck.

El treball es basa en estudis anteriors de la col·laboració de Planck per investigar com és probable que la matèria interestel·lar s’acobli a aquestes línies de camp magnètic, movent-se al llarg d’elles fins que múltiples “bandes transportadores” de la matèria convergeixen per formar una àrea d’alta densitat. Això es pot veure en algunes imatges en forma de "estries", que és un material que apareix perpendicular al filament. Aquestes regions continuen rebent matèria al llarg de les línies magnètiques fins que s’esfondren sota la seva pròpia gravetat, esdevenint prou més fresques i denses per crear nounats estel·lars.

Mentre que el camp magnètic està orientat preferentment perpendicularment als filaments més densos, sembla que l’orientació del camp magnètic canvia de paral·lel a perpendicular amb la densitat creixent. Tot i això, sembla que no hi ha cap correlació entre la velocitat de formació d’estrelles i l’orientació entre filaments i camps magnètics, tot i que l’estudi també troba una correlació entre la distribució de les densitats projectades.

Ho he vist aquí.

El telescopi Webb observa un raig estel·lar als afores de la nostra Via Làctia

El telescopi espacial James Webb de la NASA ha captat una flamarada de gasos bullents que brolla d'una estrella monstruosa en creixement volcànic. Amb una extensió de 8 anys llum, la longitud de l'erupció estel·lar és aproximadament el doble de la distància entre el nostre Sol i els estels més propers, el sistema Alfa Centauri. La mida i la força d'aquest raig estel·lar en particular, situat en una nebulosa coneguda com a Sharpless 2-284 (Sh2-284 per abreujar), el qualifiquen com a rar, segons els investigadors.

Travessant l'espai a centenars de milers de quilòmetres per hora, el flux s'assembla a un sabre làser de doble fulla de les pel·lícules de Star Wars. La protoestrella central, amb un pes equivalent a deu vegades el del nostre Sol, es troba a 15.000 anys llum de distància, als confins de la nostra galàxia.

El descobriment de Webb va ser fortuït. «Abans de l'observació, no sabíem realment que existia una estrella massiva amb aquest tipus de super-raig. Un flux tan espectacular d'hidrogen molecular procedent d'una estrella massiva és poc comú en altres regions de la nostra galàxia», va afirmar l'autor principal, Yu Cheng, de l'Observatori Astronòmic Nacional del Japó.

Feu clic a la imatge per ampliar-la. La imatge de Webb de l'enorme raig estel·lar a Sh2-284 proporciona proves que els raigs protoestel·lars varien en funció de la massa de les estrelles progenitores: com més massiu és el motor estel·lar que impulsa el plasma, més gran és el raig resultant. Crèdits: Imatge: NASA, ESA, CSA, STScI, Yu Cheng (NAOJ); Processament d'imatges: Joseph DePasquale (STScI)

Aquesta classe única de focs artificials estel·lars són raigs de plasma altament col·limats que es disparen des d'estrelles en formació. Aquests raigs són l'espectacular «anunci del naixement» d'una estrella a l'univers. Part del gas que cau i s'acumula al voltant de l'estel central és expulsat al llarg de l'eix de rotació de l'estrella, probablement sota la influència de camps magnètics.

Avui dia, encara que s'han observat centenars de raigs protoestel·lars,que procedeixen principalment d'estrelles de baixa massa. Aquests raigs en forma de fus ofereixen pistes sobre la naturalesa de les estrelles en formació. L'energia, l'estretor i les escales de temps evolutives dels raigs protoestel·lars serveixen per limitar els models de l'entorn i les propietats físiques de la jove estrella que impulsa el flux.

"Em va sorprendre molt l'ordre, la simetria i la mida del raig quan el vam veure per primera vegada", va afirmar el coautor Jonathan Tan, de la Universitat de Virgínia a Charlottesville i la Universitat Tecnològica Chalmers a Göteborg, Suècia.

Aquest vídeo mostra la mida relativa de dos raigs protoestel·lars diferents captats pel telescopi espacial James Webb de la NASA. La primera imatge que es mostra és un raig protoestel·lar extremadament gran situat a Sh2-284, a 15 000 anys llum de la Terra. Les emissions de l'enorme protoestrella central, que pesa 10 vegades més que el nostre Sol, comprenen uns 8 anys llum de diàmetre. En comparació, un raig captat per Webb a la propera regió de formació estel·lar de baixa massa de Rho Ophiuchi té només un any llum de longitud.

La seva detecció ofereix proves que els raigs protoestel·lars han d'augmentar de mida en proporció a la massa de l'estrella que els impulsa. Com més massiu és el motor estel·lar que impulsa el plasma, més gran és la mida del raig.

La detallada estructura filamentosa del raig, captada per la nítida resolució de Webb en llum infraroja, és una prova que el raig s'està endinsant a la pols i el gas interestel·lar. Això crea nusos separats, ones de xoc i cadenes lineals.

Les puntes del raig, situades en direccions oposades, encapsulen la història de la formació de l'estrella. «Originalment, el material estava a prop de l'estrella, però al llarg de 100.000 anys les puntes es van anar propagant, i el que hi ha al darrere és un flux més jove», va explicar Tan.


Ho he vist aquí.

A l'hemisferi nord, el canvi de la tardor a l'hivern ens fa reflexionar sobre el nostre lloc a l'univers.

L'univers està en canvi constant, i també ho estem tu, nosaltres, i les estrelles d'allà a dalt, junts. Pren-te un moment per reflexionar amb nosaltres. Tots hem arribat molt lluny i encara queda molt per recórrer.

Descripció del vídeo:

0:00-0:14: La imatge de la nebulosa de la Taràntula del telescopi espacial James Webb (JWST) apareix a la pantalla i es desplaça lentament cap a la dreta. Els núvols arremolinats de la nebulosa brillen amb tons ambre, gris i blau nit. Les paraules d'un poema s'esvaeixen al centre de l'enquadrament i diuen: “L'univers està en canvi constant i, nosaltres també”. La imatge s'endinsa suaument cap a un grup de punts de llum enlluernadors.

0:14-0:25: Una altra imatge del JWST d'una galàxia vermella i ardent se superposa a les imatges de la nebulosa de la Taràntula mitjançant un suau fos. El poema continua: "Tu, nosaltres i les estrelles allà dalt, Junts". Aquesta galàxia espiral té uns radiants braços ataronjats en forma de tentacles que contrasten vivament amb els tons blaus foscos. La imatge s'amplia suaument.

0:25-0:41: Una altra imatge del JWST se superposa a l'anterior. Aquesta imatge és el Núvol Molecular Camaleó I. El poema diu: "Pren-te un moment amb nosaltres per reflexionar. Tots hem arribat tan lluny". La imatge es desplaça en diagonal per l'enquadrament, que conté material blau difús i la resplendor taronja d'una protoestrella. La imatge s'atura al bell mig d'una estrella. Els seus sis braços brillants s'estenen pel quadre.

0:41-0:55: La imatge del Núvol Molecular Camaleó I s'esvaeix a mesura que apareix la imatge d'una altra estrella. Aquesta imatge es diu Rho Ophiuchi i correspon a la regió de formació estel·lar més propera a la Terra. La imatge té tons vermells, roses, morats, taronges i blancs. El poema continua: "I encara hi ha tant per endavant". La imatge s'esvaeix en negre, deixant la línia final del poema breument en pantalla sobre un fons negre abans d'esvair-se.

0:55-1:00: Apareix el logotip del JWST, que diu "Webb Space Telescope", situat a la dreta d'una animació del JWST amb partícules daurades reflectants flotant per l'enquadrament. El logotip del cercle de la NASA apareix com un cercle blau amb "NASA" escrit a través seu, estrelles que esquitxen el perímetre, i una animació de barres vermelles i blanques en picat a través del logotip.

Crèdit vídeo i text: NASA/Karly Noetzel

Ho he vist aquí.