Buscant l’origen en la pols d’un cometa

Els resultas preliminars de l’estudi de les mostres cometàries portades per la sonda Stardust han estat publicats per la revista Science. L’esforç fet per uns 200 científics d’arreu del món ha permés obrir una important escletxa per veure el que va passar en els primers instants de la formació del Sistema Solar.

En un post de l’any passat ja parlava del retorn a la Terra de les mostres cometàries portades per la sonda Stardust. Ara set articles a la revista Science expliquen en detall el que s’ha trobat.

Els cometes són agregats de gel i pols que orbiten el Sol i que són detritus del disc d’acreció a partir del qual es formaren els planetes. En aproximar-se a la nostra estrella, el gel del cometa passa a fase gasosa (se sublima) arrossegant a l’espai tones de pols i roques petites.

En els últims anys hem mirat de prop aquests objectes.

La Deep Impact va bombardejar el juliol del 2005 el cometa 9P/Tempel 1 amb un projectil de 250 kg per estudiar in situ el material que expulsà.

La Stardust, llençada a l’espai el 1999 va recórrer un llarg camí per a recollir mostres de partícules del cometa 81P/Wild 2 en gener del 2004 des d’una distància de 240 km. El propósit era portar-los a la Terra per a la seua posterior anàlisi als més ben equipats laboratoris terrestres.

El 15 de gener 2006, ara fa un any, arribà a la Terra la cápsula de la sonda Stardust amb milers de partícules atrapades, algunes d’elles amb una grandària menor d’un micrómetre (10-6 m).

L’exit de la Stardust s’ha basat en dos fets fonamentals: el primer va ser aconseguir una trajectòria per a que la nau s’aproximés al cometa a una velocitat de només 6 km/s i el segon el disseny del medi de captura de les partícules cometàries, l’aerogel.

Calia agafar les partícules del cometa de manera efectiva (moltes en poc de temps) i de manera pràcticament inòcua (sense destruir-les). Calia, per tant una superficie col·lectora gran i poc densa. Es va utilitzar l’aerogel, que en poques paraules podriem definir com fum gelat. L’aerogel és una escuma de silici altament porosa amb una densitat comparable a la de l’aire. Aquestes propietats el fan extremadament lleuger (fantàstic per portar-lo a  l’espai) i permeten frenar les partícules que xoquen en menys d’1 mm aproximadament. Així les partícules atrapades no són pràcticament escalfades ni foses. Es mantenen tal com són a l’espai.

Els primers resultats mostren que les partícules atrapades en l’aerogel són realment petites roques, mescla de diversos minerals, principalment silicats. Aquests només van poder formar-se prop del centre de la nebulosa primitiva on el Sol ja estava format i la temperatura era tan alta que només les roques podien solidificar-se. Els minerals trobats són: silicat cristallí, olivina, piroxena i troilita. Són materials comuns en els planetes i meteorits.

Trobar aquests materials en l’interior del cometa Wild 2 és ben curiós ja que sabem que aquest cos es va formar dins del cinturó de Kuiper, més enllà de Plutó, on la temperatura és molt baixa.

Com poden anar a parar materials formats al centre del Sistema Solar a les zones exteriors? Ara es creu que els materials creats en la nebulosa primitiva es van dispersar per tot el Sistema Solar.

Molt més s’ha de fer amb les partícules del Wild 2. Per exemple s’han descobert components orgànics en els impactes de l’aerogel, similar en part als meteorits carbonacis pero també s’ha observat excés de deuteri i nitrogen 15 de clar origen presolar.

La Stardust ha aixecat uns dels múltiples vels que amaguen els secrets del Sistema Solar.

Foto: Camins de frenada de diverses partícules cometàries en l’aerogel.

L’església de Sant Josep de Tavernes compta amb un rellotge de Sol

Rellotge Sant Josep
La Valldigna compta des de fa uns dies amb un nou rellotge de Sol, situat al mur occidental de l’església parroquial de Sant Josep de Tavernes. Tres veïns del poble, relacionats amb l’Agrupament Escolta Valldigna, han estat els artífexs de l’obra. Els càlculs del rellotge han estat realitzats per Enric Marco, astrònom de la Universitat de València, i col·laborador habitual de Quinzedies, mentre que el disseny és obra de Felipe Verdú, mestre de plàstica de l’escola Patronat de Sant Josep. Doro Palomares, mestre també, els ha ajudat en les feines de pintar el rellotge.

El quadrant solar, d’unes grans dimensions de 3 x 2,5 metres, té una forma rectangular amb un remat superior triangular que recorda la forma del temple. Els motius decoratius són geomètrics i de colors clars com l’ocre, el blanc i el roig.

Enric Marco ha explicat que per a construir un rellotge de Sol s’havia de conéixer, de manera molt acurada, l’orientació de la paret on anaven a situar-lo respecte de la direcció sud. Hi ha diversos mètodes per a obtenir-la. A partir d’aquesta dada es calcula, utilitzant diverses fórmules astronòmiques, la posició de les diverses línies horàries i la direcció del gnòmon o varilla, l’ombra de la qual marcarà les hores solars. Les mesures per a saber l’orientació exacta del mur ja van ser realitzades fa uns mesos i a continuació es va fer el primer projecte tècnic del futur rellotge. Al mateix temps Felipe Verdú anava madurant la part artística i presentant diversos models. Finalment es va triar un projecte de síntesi que ha estat el que s’ha pintat.

Salvador Serra, el Bollet, ferrer de Benifairó, ha construït el gnòmon en acer inoxidable, tot seguint les indicacions d’Enric Marco i ha col·locat i orientat el gnòmon cap al pol nord celeste, prop de l’estrella polar, cosa que és fonamental per a què el rellotge funcione correctament. Aquest ferrer ja va col·laborar l’any passat amb Enric Marco en la construcció del rellotge solar de l’escola Jaume II de Benifairó que dissenyà el pintor Paco Alberola.

La particularitat d’aquest nou rellotge és que només donarà les hores de Sol de la vesprada, perquè està orientat a ponent. La llum del Sol arriba al mur poc abans del migdia i això dóna com a resultat que la part esquerra del quadrant quede lliure de cap línea. Aquest espai s’ha aprofitat per a posar la llegenda -element essencial de tot rellotge solar-, la data de la seua realització i els noms dels autors.

Cal recordar que els rellotges de Sol donen l’hora solar. Per a obtenir l’hora oficial haurem de sumar-hi dues hores en estiu i només una hora en hivern. A més cal afegir o restar una xicoteta correcció d’uns quants minuts, variable al llarg dels dies de l’any, com a conseqüència de la forma el·líptica de l’òrbita terrestre.

El rector de la parròquia de Sant Josep, José Vicente Sellens, ha manifestat la seua satisfacció per l’obra.  Els autors han estat treballant durant una setmana en el projecte i ara finalment podem gaudir de les hores marcades. Els alumnes de l’escola parroquial Patronat seran els principals beneficiats del rellotge ja que aquest cau en una paret del pati de l’escola. De fet, els arbres de l’entrada dificulten que el rellotge puga ser admirat des del carrer. Cal entrar al pati per a observar-lo.

La construcció de rellotges solars va ser habitual en les terres valencianes durant el segle XVIII i principis del XIX. Totes les esglésies en tenien un o dos a la seua façana i també se’n van fer en alguns edificis civils. No eren només elements decoratius sinó que servien realment per a donar l’hora en una societat que no disposava de rellotges mecànics i aquests eren cars i inexactes. A finals del segle XIX, es va fer la unificació d’horaris a nivell de l’estat, sobretot per qüestions d’horaris ferroviaris, i açò va fer caure els quadrants solars en desús. Ara però, hi ha un renaixement d’aquest element cultural i amb mètodes i materials moderns s’estan construint nous rellotges a molts pobles. Fins i tot es fan rutes turístiques com la ruta dels rellotges del poble d’Otos a la Vall d’Albaida, on artistes valencians de primera línia han creat un conjunt espectacular de rellotges escampats per tot el poble sota la direcció de Joan Olivares, quadranter, professor i escriptor.

Article aparegut a la revista comarcal Quinzedies. La Safor, desembre 2006.
Imatge: Rellotge de Sol a l’església de Sant Josep, Tavernes de la Valldigna. Enric Marco.

La web més cara del món

La Ciudad de la Luz d’Alacant, estudis de cinema patrocinats per la Generalitat Valenciana, volen crear una nova web i hi destinen 550000 euros. Disparen amb pólvora de rei…

Aquest bloc d’astronomia ha deixat, de tant en tant, l’estudi del cel per mirar de prop la Terra on vivim. I avui he vist una notícia al diari Levante-EMV que m’ha deixat esmaperdut…

La Ciudad de la Luz (i aquesta pàgina també) és un conjunt d’estudis de cinema patrocinats per la Generalitat Valenciana i ubicats a les afores d’Alacant. La seua pretensió és ser els estudis de referència del sud d’Europa. Tanmateix, fa uns anys Quentin Tarantino, de pas per Madrid, va sentir parlar d’ells. Va agafar un cotxe per anar a visitar-los però com que els directius no els coneixien no el van deixar passar.

Ara set anys després de concebre el projecte i més d’un any de la seua posada en marxa volen renovar completament la seua web ja que la que tenen fa pena.

La cosa no seria cap notícia si no fora que la Ciudad de la Luz acaba de traure a concurs públic la contractació de la consultoria per al desenvolupament, implantació i manteniment de la nova web per 550000 euros. Un pressupost desorbitat i que de segur representa la web més cara del món…

De veritat que hi ha coses que em trauen de polleguera… 

Nota: La Ciudad de la Luz no té equivalent en català. Sempre l’han anomenada en castellà.

Espectroscòpia a Mart, seguint el rastre de l’aigua

Els dos robots, Spirit i Opportunity, han detectat que en un passat llunyà, Mart va ser un planeta humit, amb rius, llacs i mars. El professor Gütlich i el seu equip de la Universitat de Mainz (Alemanya) han estat els responsables del dispositiu capaç de la troballa.

Poc abans de Nadal es van realitzar la V Jornada Científica organitzada per l’Institut de Ciència Molecular (ICMol) en el campus de Burjassot de la Universitat de València. La recerca d’aigua a Mart va ser el tema de la primera xerrada del dia a la que vaig assistir i a la qual dedicaré aquest apunt.

El químic professor Philipp Gütlich de la Universitat de Mainz (Alemania) va començar fent un repàs de les característiques del planeta veí. Amb una massa que és aproximadament 1/10 de la massa de la Terra, la seua grandària ve a ser un 1/3 de la Terra. L’atmosfera marciana representa només un 1% de l’atmosfera terrestre mentre que la temperatura a la superfície és bastant més freda que a la Terra ja que oscil·la entre un +20 C i -120 C.

Una de les missions dels geòlegs a Mart és veure si en la formació de les actuals roques de Mart ha intervingut l’aigua líquida. És cert que s’han observat formacions geològiques que recorden clarament llits d’antics rius o depressions que semblen llacs amb rius que hi arriben i tot. Però una cosa és semblar-ho i altra ben distinta és demostrar-ho.

Per a aconseguir-ho, l’equip del professor Gütlich, experts en espectroscòpia Mossbauer, van intentar aplicar les seues tècniques per fer anàlisi “in situ”. Perquè les roques de Mart no es poden portar a la Terra per analitzar-les a un laboratori terrestre. Han de ser estudiades al mateix lloc on han estat trobades. Però un equip d’espectroscòpia Mossbauer pot pesar un 100 kg i ocupar uns 2 o 3 m2. No és possible portar aquest equip a les desèrtiques planures marcianes. Però l’esforç de l’equip alemany va aconseguir reduir el pes i la grandària de l’aparell a només uns 400 g i unes mides de 5 x 5 x 9 cm3, suficients per cabre en la palma de la mà. Amb aquestes mides, els instruments alemanys va ser acoblats als braços articulats dels dos robots marcians Spirit i Opportunity.

El 4 de gener de 2004 aterrà el Spirit al cràter Gusev mentre que el 25 de gener de 2004 aterrà el robot Opportunity a Meridiani Planum.

El primer espectre Mossbauer aconseguit per l’espectrògraf situat al braç articulat del Spirit va ser el 17 de gener de 2004. Es detecta olivina i piroxen.

Més endavant es descobreix goetita en la roca anomenada Clovis. Aquest mineral de fórmula FeO(OH) només es forma en presència d’aigua.

Mentrestant a la zona del robot Opportunity l’espectrògraf descobreix en roques la presència de jarosita (ací en anglès, més extens). Aquest és un mineral composat de sulfat de potassi i ferro hidratat bàsic. A la Terra s’associa a les aigües termals. Aquest fet és la prova definitiva de que Mart va gaudir en el passat d’una gran quantitat d’aigua líquida a la superfície.

En el passat va existir aigua a la superfície marciana. Però fa molt poc se’ns va mostrar que aquesta aigua encara pot brollar per les pendents escarpades dels cràters i penya-segats del planeta roig. La baixa densitat de l’atmosfera i la seua baixa temperatura fan que aquesta aigua dure ben poc, bullint i evaporant-se en gran part primer i congelant-se la resta. 

Els secrets de Mart van eixint a la llum, molt poc a poc…

Fan el primer mapa tridimensional de la matèria fosca

Un equip d’astrònoms internacionals ha creat un mapa tridimensional on es mostra per primera vegada la distribució a gran escala de la matèria fosca de l’Univers. Per a això han fet servir imatges del telescopi espacial Hubble, utilitzant la tècnica de les lents gravitatòries.

Els treballs pioners de l’astrònoma nord-americana Vera Rubin els anys 70 del segle passat sobre la rotació de les galàxies espirals foren els primers que detectaren un fet curiós. El gas i les estelles de les zones exteriors d’aquestes galàxies no semblen girar d’acord amb les lleis de Kepler. Els components de la galàxia haurien de girar tal com ho fan els planetes del sistema solar. A mesura que les estrelles es troben més i més lluny del centre galàctic, on es concentra la major part de la massa galàctica, la seua velocitat orbital hauria de decréixer amb la inversa de l’arrel del radi de l’òrbita.

Però això no s’observa. Ben al contrari la velocitat orbital de les estrelles i gas creix en allunyar-se del centre fins que a gran distància s’estabilitza.

Per poder explicar això, alguns científics es dedicaren a construir teories exòtiques que després no van prosperar. Finalment la comunitat científica va haver d’admetre que existia una matèria, anomenada fosca ja que no és detectada per cap mitjà òptic, ni de ràdio, etc, que era la causant de les anomalies gravitatòries. És a dir que gran part de l’Univers és invisible i només el coneixem pels efectes de gravetat amb la materia visible (gas, estrelles, galàxies i cúmuls de galàxies).

Se sap que aquesta matèria fosca està a l’halo galàctic de les galàxies espirals i entre les galàxies en els cúmuls galàctics i que la seua massa és cinc vegades major que la matèria ordinària. Però de que està feta no es té massa idea.

Ara un equip d’astrònoms internacionals dirigit per Richard Massey de Caltech, USA, ha construït el primer mapa de la matèria fosca a partir de 575 imatges preses pel telescopi espacial Hubble i amb altres telescopis terrestres d’una zona del cel amb una àrea equivalent a nou llunes plenes.

El mapa de la matèria fosca es va construir mesurant les formes de mig milió de galàxies llunyanes. La llum de les galàxies viatja a través de la matèria fosca, estant desviada per aquesta que distorsiona les imatges de les galàxies. És el que s’anomena efecte lent gravitatòria. Els astrònoms utilitzen aquesta distorsió per reconstruir la massa fosca que hi ha en la direcció de la visió.

A més si mirem galàxies llunyanes estem mirant enrere en el temps i per tant han pogut també fer el mapa de la distribució de matèria fosca en diferents èpoques.

La matèria fosca va fent-se menys compacta en passar el temps, formant filaments i concentrant-se en les mateixes zones de l’Univers on hi ha concentració de matèria visible. Això és causat per l’atracció gravitatòria que afecta els dos tipus de matèria.

Queda encara per explicar l’anomenada energia fosca. Una energia descoberta fa pocs anys i que sembla accelerar l’expansió de l’Univers. Es creu que forma el 70% de l’energia total de l’Univers i és una força repulsiva, oposada a l’atracció gravitatòria. No se’n sap res sobre ella. Només que ha d’existir.

No queda encara per descobrir i entendre!

Temes claus en la cosmologia moderna

L’origen de l’Univers i la seua estructura és un dels temes de treball més actiu de l’astrofísica moderna. També és el que genera més interés en la població en general. Com és l’Univers, com és va formar, quins són els seus components són les preguntes habituals que es fa la gent.

La Fundació La Caixa organitza a Cosmocaixa, a partir del 12 de febrer i durant un mes, un seguit de conferències donades pels més actius cosmòlegs del nostre país i de l’estranger. Podeu assitir-hi i fer les preguntes que vullgau.

Aprofiteu els residents a Barcelona i rodalies per assitir a les xerrades i visitar de retruc Cosmocaixa.

Destacar l’última xerrada donada per un company del departament. Vicent Quilis és capaç de simular en el seu ordinador la formació de les estructures còsmiques. I vos ho mostrarà. No vos ho perdeu. 

A continuació la llista de xerrades i el poster dels cursos.

La Fundació La Caixa ha organitzat a la seu de Cosmocaixa
(Barcelona) un conjunt de conferències sobre diferents aspectes de
la Cosmologia Moderna.

Adjunte text del curs i poster en pdf on es pot trobar més
informació.

TEMES CLAU EN LA COSMOLOGIA MODERNA

Del 12 de febrer al 14 de març a les 19.00h

Director científic
Enrique Gaztañaga, Investigador Científic del Consejo Superior de
Investigaciones Científicas (CSIC), al Instituto de Ciencias del
Espacio (IEEC-CSIC)

En els darrers 10 anys el nostre coneixement de l’Univers ha
experimentat un avenç espectacular gràcies als nous observatoris
espacials i terrestres. Hem après coses del Cosmos que mai
no haguéssim gosat preguntar. En aquest curs volem presentar els
últims avenços d’aquesta revolució. Què és l’espai? Per què
s’expandeix acceleradament? Són compatibles la gravetat
i la teoria quàntica? Com es va originar la matèria? Quin és
l’origen de les estrelles i com es formen les galàxies? Què són la
matèria i l’energia fosques?
Sorprenentment, les respostes a aquestes preguntes tan diverses
estan íntimament relacionades.

12 DE FEBRER
Introducció a la cosmologia moderna
Enrique Gaztañaga
(IEEC-CSIC), Barcelona

14 DE FEBRER
Espai i matèria en el Cosmos: el llegat d’Einstein
Alberto Lobo
Professor d’Investigació del CSIC al Instituto de
Ciencias del Espacio (IEEC-CSIC), Barcelona

19 DE FEBRER
Els primers nuclis i la matèria fosca: la nucleosíntesi
Antoni Grifols
Catedràtic de Física Teòrica a la UAB. Institut de
Física d’Altes Energies (IFAE), Barcelona

21 DE FEBRER
L’Univers primitiu: Per què s’expandeix l’Univers?
Juan Garcia-Bellido
Professor Titular de Física Teòrica a la Universidad
Autónoma de Madrid, Cantoblanco, Madrid

26 DE FEBRER
Els primers àtoms. La radiació còsmica de fons
Rafael Rebolo
Professor d’investigació del CSIC al Instituto
Astrofísico de Canarias, La Laguna, Tenerife

28 DE FEBRER
Primeres estrelles i galàxies a l’Univers
Jordi Miralda-Escude
Professor d’investigació de l’ICREA. Instituto de
Ciencias del Espacio (IEEC-CSIC), Barcelona

5 DE MARÇ
L’Univers en raigs X: ens mostra un
Cosmos violent i actiu
Xavier Barcons
Professor d’investigació del CSIC. Instituto de
Fisica de Cantabria (IFCA/CSIC), Santander

7 DE MARÇ
La cara fosca de l’Univers
Joe Silk
Càtedra Savilian d’Astronomia a la Universitat
d’Oxford, Regne Unit

12 DE MARÇ
Energia Fosca a l’Univers: l’Univers actual
pateix una expansió
Jaume Garriga
Catedràtic de Física Teòrica a la Universitat de
Barcelona, Barcelona

14 DE MARÇ
Simulant l’Univers: assoliments i reptes computacionals
Vicent Quilis
Investigador Ramon i Cajal a la Universitat de
València, València