Pols d'estels

L’observatori espacial Herschel de l’ESA ha esgotat finalment l’heli líquid del seu sistema de refrigeració, posant fi a més de tres anys d’observacions de l’Univers més fred. Als seus dipòsits portava uns 2200 litres d’aquest element tan volàtil amb una massa de 335 kg. L’heli, que en l’atmosfera terrestre es troba en forma de gas, només estevé líquid si és refredat a 2 K (-271 C), dos graus de dalt del zero absolut.  Segons anava evaporant-se aquest líquid tan fred,  s’anava escapant per uns tubs que envoltaven el criostat i refredaven els instruments a la temperatura adequada. Així que quan va deixar de “bullir” s’havia acabat el bròquil.

Quan el 30 d’abril, al començament de la sessió diària de comunicacions del satèl·lit amb l’estació de seguiment a Austràlia Occidental, es va detectar un lleuger augment en la temperatura de tots els instruments de Herschel, es va confirmar el final de la missió. L’heli, necessari per al funcionament de la missió, s’havia esgotat definitivament.

Herschel va ser llançat el 14 de maig del 2009 juntament amb la missió Planck, de la qual ja n’hem parlat abastament. La mort dels instruments de Hershel no va arribar per sorpresa. L’evaporació de l’heli líquid era fonamental per mantenir els instruments de l’observatori a una temperatura propera al zero absolut, el que va permetre a Herschel observar la cara més freda de l’Univers amb una sensibilitat sense precedents. Això és així perquè la missió de Herschel havia d’observar els objectes més freds de l’Univers i per a fer-ho només hi havia una solució. Tindre els detectors més freds encara que els fenòmens a observar. D’altra manera el calor del detector del satèl·lit seria més gran que el que es volia mesurar i s’observaria ell mateix. Podríem fer un símil amb les càmeres de fotos. No és possible fotografiar un paisatge si la nostra càmera brillara més que l’ambient.

Herschel ha utilitzat la radiació infraroja per fer observar l’univers. Aquesta llum és la que emeten els objectes freds com ara els inicis de la formació estel·lar i planetària, les nebuloses de pols, la formació de galàxies, etc… Precisament aquesta radiació va ser descoberta per l’astrònom William Herschel cap al 1800. Va realitzar aquest descobriment quan va fer passar llum a través d’un prisma i en posar un termòmetre més enllà del vermell va veure que la temperatura pujava. Va deduir que si el termòmetre s’havia escalfat era perquè allà hi havia alguna radiació, invisible però real.

La radiació infraroja té l’interessant propietat que és molt poc absorbida pel medi interestel·lar i això permet veure a través de núvols de pols fins al centre de la galàxia mateix.

Aquest tipus de radiació, menys energètica que la llum roja, és invisible per als nostres ulls però és d’ús quotidià. El nostre comandament de la televisió o el del garatge en fan ús. És clarament una llum ja que posant la mà davant de l’emissor ja no arriba el senyal on volem.

Les propietat de la radiació infraroja són ben curioses però ja dedicaré un apunt complet a parlar-ne i a fer alguns experiments amb ella.

Mercès a aquestes propietats, Herschel ens ha ofert una nova forma de veure l’Univers ocult fins ara, desvetllant facetes desconegudes del procés de formació de les estrelles i de les galàxies. Quan les condicions són les adequades, la gravetat pren el relleu i fragmenta aquests filaments en una sèrie de nuclis compactes. Enterrades en el més profund d’aquests nuclis es troben les protoestrelles, les llavors de futures estrelles que han escalfat poc a poc la pols que les envolta fins a uns pocs graus per sobre del zero absolut, desvetllant la seua ubicació davant els ulls d’Herschel, sensibles al calor. És a dir, amb la radiació infraroja podem veure les estrelles dins del núvol, que a la llum visible és fosc.

Herschel ha seguit la pista de l’aigua en l’Univers, des dels núvols moleculars a les estrelles acabades de néixer i els seus discos protoplanetaris o els cinturons d’estels i ens ha deixat impressionants imatges que mostren intricades xarxes de filaments de pols i gas al si de la nostra Galàxia, que constitueixen una història il·lustrada del procés de formació de les estrelles. Aquestes observacions úniques a la banda de l’infraroig llunyà han permès als astrònoms entendre millor com la turbulència agita el gas del medi interestel·lar per formar una xarxa de filaments dins de les fredes núvols moleculars.

“Herschel ha superat totes les expectatives, proporcionant-nos un valuosíssim arxiu de dades que mantindrà ocupats als astrònoms durant molts anys“, explica Álvaro Giménez, director de Ciència i Exploració Robòtica d’ESA. Herschel ha realitzat més de 35.000 observacions científiques, acumulant més de 25.000 hores de dades per a uns 600 programes d’observació diferents. La missió també va dedicar unes 2.000 hores d’observació al calibratge de l’arxiu de dades, que es manté en el Centre Europeu d’Astronomia Espacial de l’ESA a Espanya, prop de Madrid. Aquest fitxer serà el llegat de la missió. L’estudi d’aquestes dades s’espera que done lloc a més descobriments que els realitzats durant la vida útil del satèl·lit.

“L’impressionant arxiu científic de Herschel no hagués estat possible sense l’excel·lent treball de la indústria, l’acadèmia i les institucions europees en el desenvolupament, la construcció i les operacions del satèl·lit i dels seus instruments“, afegeix Thomas Passvogel, Responsable del Programa Herschel per l’ESA.

Per a que després recurten en ciència bàsica i posen pals a les rodes a l’observació del cel.

Més informació:

Herschel coses its eyes to the Universe, ESA, 29 d’abril 2013.

Foto 1: Imatge artística de Hershel. ESA.

Foto 2: La galàxia d’Andròmeda vista en l’infraroig llunyà (esquerra) i en el visible (dreta), amb una imatge conjunta al mig. Crèdit: Robert Gendler (visible) ; ESA / Herschel / SPIRE / HELGA (infraroig llunyà).