Pols d'estels

L’any 2020 ha començat i serà bo saber que podem esperar en el món de la ciència i tecnologia en els camps de l’astronomia, la física i la biologia. I com cada any la revista Nature ens ho explica. Tractaré de fer-ne un resum.

Astronomia i exploració espacial

Des del punt de vista de l’exploració espacial, Mart, la Lluna i el Sol seran els objectius principals de les agències espacials.

Mart rebrà enguany una veritable invasió terrestre.  La NASA llençarà el mes de juliol el nou explorador Mars 2020, que recol·lectarà mostres per ser recollides en futures missions. A destacar que per primera vegada es desplegarà un petit helicòpter per explorar més terreny al voltant del rover. Si tot funciona bé serà el seu quart rover marcià, després del Spirit, l’Opportunity i el Curiosity, que és l’únic que encara funciona. Tot un rècord. El nou explorador, de moment, no té nom popular assignat.

Rússia juntament amb l’Agència Espacial Europea llançarà també a l’estiu la missió ExoMars2020 i desplegarà una estació fixa, Kazachok, i un explorador mòbil en la superfície marciana. El rover, anomenat Rosalind Franklin en honor a la descobridora de l’estructura del ADN, buscarà proves de vida passada o present en Mart. L’anterior missió ExoMars2016 acabà de manera regular, ja que aconseguí posar el satèl·lit ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) en òrbita però estavellà el Mòdul de descens Schiaparelli. Ara esperem que aquesta vegada el rover europeu-rus arribe a la superfície sa i estalvi. De moment sembla que tenen problemes amb el paracaigudes.

L‘oposició de Mart del 2020 també serà aprofitada per Xina per envair-hi el seu primer mòdul de descens, Huoxing-1, que desplegarà un petit explorador. Vol aprofitar l’experiència dels seus rovers lunars.

I finalment, els Emirats Àrabs Units enviaran un orbitador, en la que serà la primera missió a Mart d’un país àrab.

La Lluna continuarà, com no podia ser d’una altra manera, sent un objecte d’interés per a les agències espacials. Xina continuarà amb el seu programa d’exploració amb la missió Chang’e-5 que retornarà  mostres de roques a la Terra. Mentrestant la missió Hayabusa2 del Japó arribarà a la Terra portant les preuades mostres de l’asteroide Ryugu. Per la seua part OSIRIS-REx arrencarà trossets de l’asteroide Bennu.

El Sol serà també protagonista enguany ja que a la sonda Parker que ja l’orbita, s’hi sumarà la gran nau europea Solar Orbiter, que amb 11 instruments científics, estudiarà de ben prop la corona i cromosfera solars.  A principis de febrer, un enorme coet Atlas V 411 el llençarà cap a la nostra estrella des de Cap Canaveral. Ja en parlarem.

Els científics de la col·laboració Event Horizon Telescope, que feren possible obtenir la primera imatge del forat negre de la galàxia M87 l’abril passat, tenen previst enguany donar-nos nous resultats espectaculars, aquesta vegada del forat negre supermassiu de la nostra galàxia, anomenat Sagitari A*.

A més a més, a final d’any es preveu publicar la nova actualització del mapa  3D de la Via Làctia, a partir de les dades de la missió Gaia. Les anteriors actualitzacions ens donaren molta informació relacionades amb l’estructura, el origen i l’evolució de la Via Làctia.

I els consorcis LIGO i Virgo continuaran descobrint ones gravitatòries causades per col·lisions de forats negres, estels de neutrons i, fins i tot forats negres i estels.

Física

Pròximament s´ha de debatre la proposta del Centre Europeu de Recerca Nuclear (CERN) de la futura construcció d’un nou col·lisionador sis vegades més potent que l’actual Gran Col·lisionador d’Hadrons LHC. Si s’aprova el projecte costaria uns 21.000 milions d’euros i caldria construir un nou anell de 100 km de circumferència sota la ciutat de Ginebra.

Des del descobriment del bosó de Higgs el 2012 no s’ha descobert cap nova partícula al CERN, per la qual cosa es pensa que cal construir màquines molt més potent per estudiar la matèria a més altes energies. Tanmateix, no tothom pensa que és bona idea fer unes despeses tan elevades per un retorn científic desconegut. La solució final la sabrem enguany.

I potser s’aconseguisca el somni de tot físic, aconseguir material sense resistència a temperatura ambient. De moment només s’ha pogut passar corrent sense pèrdues a molt baixes temperatures o a altes pressions. Però després de l’èxit dels compostos coneguts com a “superhidrurs de lantà”, que el 2018 van batre tots els rècords de temperatura per a la superconductivitat, els investigadors esperen sintetitzar superhidrurs d’itri que podrien ser superconductors a temperatures de fins a 53 ° C.

Finalment el sector energètic podria assolir una altra fita durant els Jocs Olímpics de Tòquio al juliol, quan es preveu que Toyota revele el primer prototip d’un cotxe alimentat per bateries d’ió de liti d’estat sòlid. Aquestes substitueixen el líquid que separa els elèctrodes de la bateria per un material sòlid, augmentant la quantitat d’energia que es pot emmagatzemar.

Moltes altres descobertes s’esperen en aquest 2020 en el camp de la biologia, com el del llevat sintètic, amb ADN creat en laboratori, les proves d’una vacuna contra la malària o el creixement d’òrgans humans en altres animals. Ho podeu llegir a l’article original de Nature.

Figures:
1- En una sala neta del Jet Propulsion Laboratory en Pasadena, California, els enginyers observen els primers moviments del Mars 2020 el 17 de desembre, 2019.

Els dies van passant inexorablement. Ja tenim darrere un terç dels dies del 2018 i l’estiu ja és gairebé a la porta. La primavera, però, encara està activa i l’oratge variable de les pròximes jornades en serà una prova.

El mes comença amb alegria per un treball ben fet, en part des de Barcelona. Els científics de la missió Gaia han lliurat el segon paquet de dades i el que ens ofereixen és espectacular. Ara tenim el cens estel·lar més complet fins ara de la Via Làctia, on s’han documentat 1.700 milions d’estels. Els astrofísics tenen material per actualitzar els models de dinàmica estel·lar, d’estructura de la Galàxia i fins i tot hauran de millorar els inventaris de membres del nostre sistema solar.

També caldrà destacar el llançament del mòdul de descens robòtic  InSight de la NASA que en arribar a Mart serà la primera missió que permetrà conèixer l’interior amb l’ús d’un sismògraf i un perforador per penetrar en el subsol fins a 5 metres de profunditat. Un viatge de sis mesos el depositarà, si tot surt bé, en la superfície marciana el 26 de novembre.

Les nits suaus inviten a l’observació del firmament. Aquests dies l’astre més destacat és el planeta Venus. Poc després de la posta del Sol el podrem veure ben brillant al cel encara blau. Els observadors ocasionals els sorprendrà observar un punt brillant que sembla els llums d’un avió en ruta d’aproximació a l’aeroport. Però realment els núvols clars de l’atmosfera del planeta són els causants d’aquesta brillantor en reflectir de manera efectiva gran part de la llum solar que li arriba.

Una imatge interessant del planeta es podrà obtindre el vespre del 17 de maig quan Venus es trobarà ben prop d’una Lluna creixent de 3 dies. La fina banya lunar competirà amb la brillantor de la deessa de la bellesa.

Mentre Venus es mou en la seua òrbita al voltant del Sol, des de la Terra la veurem allunyar-se cada vegada més de l’astre rei. D’aquesta manera, cap a final de mes, el planeta es trobarà ben separat i ben alt al cel en el moment del crepuscle, de manera que durant unes dues hores i mitja podrem gaudir de la seua presència.

Venus es pon actualment cap al nord-oest. Però just al costat oposat de l’horitzó, aquests dies de maig, cap al sud-est, a partir de les 21 h, es pot veure alçar-se Júpiter. Ara és el moment millor per gaudir de l’observació del planeta gegant ja que el dia 9 de maig estarà en oposició al Sol. Això significa que la separació angular entre el Sol i el planeta, amb centre la Terra, serà 180º , i, conseqüentment farà que Júpiter isca per l’horitzó al mateix temps que el Sol es pon, i, a més, l’observació amb el telescopi serà òptima, en sitar-se en el punt més pròxim a la Terra. Ara és el moment de reveure les bandes acolorides del planeta, la taca roja o el ball regular de les llunes jovianes.

Júpiter tindrà, per tant, un recorregut oposat al Sol. Situat a la constel·lació de la Balança, s’alçarà en pondre’s aquest, es situarà al sud i ben alt cap a la mitjanit i es pondrà a l’alba. Un regal per als astrònoms que el podran observar tota la nit. La nit del 27 de maig una Lluna quasi plena se situarà al seu costat facilitant la seua identificació.

A la matinada seran observables la resta de planetes, Saturn i Mart.

Saturn es farà visible més aviat mentre que una hora després apareixerà Mart. Els primers dies de mes, entre el 4 i el 7 de maig una Lluna minvant se situarà ben prop i entre els dos planetes i ens donarà oportunitats de fer bones fotos. Saturn al telescopi apareix ja sublim amb els seus anells daurats. Un avanç de l’oposició del pròxim mes en que es situarà a la mínima distància a la Terra.

La Lluna presentarà les següents fases en hora local:

Fase	Mes	Dia	Hora
Quart minvant	Maig	8	04 09
Lluna nova	Maig	15	13 48
Quart creixent	Maig	22	05 49
Lluna plena	Maig	29	16 20

Si voleu obtenir més informació podeu punxar aquest enllaç. També podeu veure un senzill mapa del firmament del mes d’abril de 2018. I tot això gràcies al Planetari de Quebec.

Imatges:

1.- Rastre lluminós de la sonda Mars InSight de la NASA sobre la zona de Los Angeles després del llançament des de la base de la força aèria de Vandenberg a Califòrnia el 5 de maig de 2018 observat des de Mt. Wilson. Crèdit. D. Ellison
2-4 A partir de l’Stellarium.

L’any 2018 ha començat a caminar i les grans revistes científiques Science i Nature han fet les seues previsions del que ens oferirà la ciència durant aquest any.

La política científica no pot separar-se dels esdeveniments polítics que sacsegen el món. Així mentre el Regne Unit ha posat la directa per abandonar la Unió Europa i enguany començaran les negociacions per a la fase 2 del Brexit on s’hauran de determinar, entre altres, com s’articularan les futures col·laboracions dels científics britànics amb la resta dels científics europeus, els Estats Units s’enfronten a les eleccions de mitja legislatura. En aquestes s’elegiran la meitat de membres del Senat i de la Càmera de Representants. Si el republicans perden la majoria a les cambres a mans dels demòcrates, potser alguna de les decisions polèmiques de l’administració Trump en matèria medi-ambiental podrien revertir-se o congelar-se.
Per altra banda noves potències científiques com la Índia o la Xina continuen la lluita contra el canvi climàtic, promouen la cursa espacial i fan avanços ràpids en la recerca biomèdica.

Canvi climàtic

Aquest any els estats que van signar el Protocol de Paris l’any 2105 presenten el seu primer informe de com han començat a implementar les recomanacions de l’Acord per a que la temperatura mitjana del planeta no puge més de l’1,5-2,0 ºC per damunt dels valors de l’era preindustrial. Ho hauran de fer a la reunió de les Nacions Unides (2018 Facilitative dialogue) i serà interessant veure el que presenta l’Estat Espanyol que acaba de guanyar la batalla europea per l’Impost al Sol amb l’aval del Consell Europeu, que, recordem-ho, és només el club dels 28 estats de l’Unió. Ara caldrà convèncer el Parlament Europeu (més difícil) i la Comissió en la que el comissari d’energia és el polèmic polític espanyol Arias Cañete per que tinga l’aval complet d’Europa.

Al mes de setembre a l’estat de Califòrnia tindrà lloc una important reunió sobre canvi climàtic en suport a l’Acord de Paris, promogut pel governador de l’estat, el demòcrata Edmund Gerald “Jerry” Brown, Jr. Les idees negacionistes no són transversals als Estats Units i diversos estats i ciutats no comparteixen les idees absurdes del seu president.

Observació del cel

L’observació del cel eixamplarà els seus horitzons més que mai amb la nova finestra oberta pel descobriment de les ones gravitatòries. Aquest 2018 l’observació d’esdeveniments de xocs entre forats negres o estels de neutrons llunyans seran cada vegada més freqüents i, com no podia ser d’altra manera, cada vegada menys mediàtics.

Els esclats ràpids de ràdio són un fenomen astrofísic d’alta energia d’origen desconegut que es manifesta com un pols transitori d’emissió en ràdio i que dura només uns pocs mil·lisegons. Per la seua curta durada només se n’han pogut registrar fins ara unes poques dotzenes. Tanmateix la posada en marxa enguany del Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME), un revolucionari radiotelescopi permetrà observar-ne molts més i, potser, determinar quin tipus d’objecte els produeix.

Serà també en abril quan l’equip del telescopi Gaia presente el segon paquet de dades que ens donarà la posició o moviment de més de mil milions d’estrelles de la nostra Galàxia. Aquestes dades permetran fer estudis de l’estructura espiral de la Via Làctia, del moviment d’estrelles llunyanes i, potser, ajude a conéixer les germanes del Sol.

Segurament serà al llarg d’any any quan es donen a conéixer finalment les dades finals del gran experiment del Telescope Event Horizon, un projecte internacional d’observació conjunta de multitud de radiotelescopis arreu del món per observar el forat negre central de la nostra galàxia. Amb les dades conjuntes s’espera tindre la primera imatge real d’un forat negre.

Exploració espacial

Les agencies espacials treballaran de valent el 2018. Per ordre del president Donald Trump la Nasa ha de tornar a enviar astronautes a la Lluna, potser en una etapa prèvia per arribar a Mart, més enllà de 2030. Tanmateix son les agències asiàtiques les que si que hi arribaran enguany.

En els primers mesos del 2018 la nau Chandrayaan-2 tractarà, per primera vegada per a l’Índia, d’aterrar a la superfície lunar, mentre que el desembre Xina tractarà que dipositar el Chang’e-4 en la cara oculta de la Lluna.

En la resta del sistema solar també hi haurà moviment. En juliol, la sonda Hayabusa-2 de l’agència japonesa de l’espai (Jaxa) arribarà a l’asteroide Ryugu mentre que Osiris-Rex de la NASA explorarà l’asteroide Bennu a final d’any. Un dels objectius més importants d’aquestes missions serà el retorn de mostres d’aquests objectes celestes que arribaran a la Terra el 2020.

A l’estiu s’enviarà cap al Sol la sonda Parker Solar Probe (Solar Probe Plus), una sonda espacial de la NASA destinada a estudiat la corona exterior de la nostra estrella in-situ. S’hi acostarà a 8,5 radis solars (5,9 milions de quilòmetres) de la ‘superfície’ (fotosfera) del sol. Però aquesta serà només una petita sonda en nombre d’instruments en comparació a la sonda europea Solar Orbiter, en el disseny de la qual participa un grup d’investigadors de la Universitat de València. Aquest sonda es llançarà durant els primers mesos del 2019.

Redefinició unitats físiques

Les unitats de quatre unitats físiques seran redefinides a final d’any en la Conferència General de Pesos i Mesures a celebrar en Versailles en novembre.  Els delegats de 58 estats votaran per adoptar noves definicions de l’ampère, el kilogram, el kelvin i el mol. Ara s’hauran de basar en valors exactes de constants fonamentals i no en definicions arbitràries, com fins ara.

Google Lunar XPrize

L’empresa Google va dotar fa anys el premi Google Lunar XPrize amb uns 25 milions d’euros per a l’equip privat que, abans del 31 de desembre del 2017, primer aconseguirà fer aterrar a la Lluna una sonda amb un rover que es mogués almenys 500 m a la superfície i retransmetera a la Terra imatges d’alta definició. Com és obvi cap grup ho ha aconseguit, encara que cinc equips han pogut passar l’homologació per sortir a l’espai. Google ha decidit perllongar el termini fins el 31 de març pròxim. Veurem qui guanya aquesta peculiar cursa espacial.

Finalment seria bonic recordar durant 2018 els aniversaris redons dels científics i científiques més famosos. Enguany, per exemple, fa 150 anys del naixement d’Henrietta Swan Leavitt, 200 del de James Joule i 100 anys del teorema de Noether.

Bon any científic….

Figures.

1.- El CHIME (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment) és un nou radiotelescopi canadenc dissenyat per contestar les preguntes més importants de l’astrofísica i cosmologia.
2.- Mitjanes anuals (línies primes) i mitjanes de cinc anys (línies gruixudes) per a les anomalies de temperatura promediades sobre la superfície terrestre de la Terra i sobre la superfície del mar (línia blava) en la part de l’oceà lliure de gel. Wikipedia Commons.
3.- Hayabusa-2 de l’agència japonesa de l’espai (Jaxa). Courtesia d’Akihiro Ikeshita.
4.- Una esfera gairebé perfecta del silici ultra-pur,  part del projecte Avogadro, un projecte de Coordinació Internacional Avogadro per determinar el número d’Avogadro. Wikipedia Commons.

Aquesta és la imatge més espectacular mostrada avui a la conferència de premsa de l’Agència Espacial Europea (ESA) basada en les dades obtingudes en el primer any d’observació de la missió Gaia, des del juliol del 2014 fins a setembre del 2015. Una vista completa del cel on s’observen els estels individuals, els cúmuls estel·lars i globulars de la nostra Galàxia, la Via Làctia, i les galàxies pròximes Andròmeda i M33. Ací podem veure el mapa amb les etiquetes dels principals objectes.

Cada punt és un estel del que ara coneixem la posició exacta. I de molts dels estels també la velocitat radial i la distància. Les zones brillants indiquen una alta concentració d’estels. Òbviament en la línia central hi veiem la Via Làctia, amb els estels i les zones fosques de pols. Les zones circulars són efectes de l’escaneig del cel dels detectors del satèl·lit que aniran desapareixent a mesura que s’escombre completament el cel. Per moltes d’aquestes estrelles la precisió en la posició al cel és de 300 microsegons d’arc d’angle, tant con veure el gruix d’un cabell humà des de 30 km de distància.

En el camí per aconseguir el mapa més detallat en 3D mai fet de la nostra Via Làctia, Gaia ha obtingut, de moment, la posició precisa en el cel i la brillantor de 1142 milions d’estrelles.

Com una mostra del catàleg més ric que ha de venir en un futur pròxim, l’alliberament a la comunitat científica de les primeres dades d’avui també compta amb les distàncies i els moviments a través del cel de més de dos milions d’estrelles.

Álvaro Giménez, director de Ciència de l’ESA n’està ben orgullós dels resultats anunciats avui: “Gaia està a l’avantguarda de l’astrometria, la cartografia del cel a precisions que mai han estat assolits abans”

“El llançament de resultats d’avui ens dóna una primera impressió de les extraordinaris dades que ens esperen i que revolucionaran la nostra comprensió de com es distribueixen les estrelles i com es mouen a través de la nostra galàxia.”

Els resultats obtinguts fins ara són realment espectaculars. La comparació amb l’anterior missió cartogràfica de l’ESA, la missió Hipparcos, és necessaria per veure el gran salt endavant que s’ha fet amb Gaia. Aquest nou catàleg és dues vegades més precís i conté gairebé 20 vegades tantes estrelles com la referència definitiva per a l’astrometria anterior, el catàleg Hipparcos.

“Amb Hipparcos, només es van poder analitzar l’estructura 3D i la dinàmica de les estrelles de les Híades, el cúmul obert més proper al Sol, i mesurar distàncies d’uns 80 grups de fins a 1600 anys llum de nosaltres“, diu Antonella Vallenari de l’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) i l’Observatori Astronòmic de Pàdua, Itàlia.

“Però amb les primeres dades de Gaia, ara és possible mesurar les distàncies i els moviments de les estrelles en uns 400 grups de fins a 4800 anys llum de distància“.

Les Híades són un cúmul que forma part de la constel·lació de Taure situat a uns 150 anys llum de distància. El vídeo mostra la posició exacta de cada estel del grup i les velocitats, tot a partir de les dades conjuntes d’Hipparcos i Gaia.

En el nou catàleg estel·lar hi ha 3194 variables, des quals  386 són noves. D’aquests moltes són Cefeids i RR Lyrae, variables que són molts útils com a indicadors de distàncies còsmiques. En aquest sentit s’ha estudiat especialment el Gran Núvol de Magalhães i s’han mesurat paral·laxi i variacions de brillantors estel·lars. En un futur pròxim la distància a aquesta galàxia nana es recalibrarà en comparar els dos mètodes de càlcul de distància. Aquest fet permetrà conéixer amb una gran precisió la distància a les galàxies properes.

A partir d’avui, doncs, tota la comunitat d’astrònoms tenen lliure accés a les dades. Aquestes permetran fer avançar el coneixement de l’evolució estel·lar així com la història de la Via Làctia. Però també permetrà conéixer, a causa de la informació de la posició i moviment de tants estels, la distribució i potser la natura de la matèria fosca.

Hi ha feina a fer. En continuarem parlant.

Imatges: ESA/Gaia/DPAC. Agraïments a A. Moitinho & M. Barros (CENTRA – University of Lisbon), on behalf of DPAC

Era aquella nau de l’Agència Espacial Europea que es llançà el 19 de desembre de 2013 amb l’objectiu de  clarificar l’origen i evolució de la nostra galàxia. Per a aconseguir-ho, Gaia havia d’obtindre un mapa 3D molt precís d’uns mil milions d’estrelles, que per a que estiga més clar, equival al 1% d’estrelles que es calcula que té la Via Làctia. Gràcies a aquesta missió podrem per fi respondre a preguntes sobre com es va formar la galàxia, quina forma té, el paper de la matèria fosca a l’Univers, com evolucionen les estrelles i molts altres interrogants. Un equip de científics i enginyers de la Universitat de Barcelona i d’altres centres científics de Catalunya ha contribuït de manera important en aquesta missió. Tots ells són membres de l’Institut de Ciències del Cosmos de la UB (ICCUB) i de l’Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC).

A més a més una amiga, la periodista Anna Boluda, va treballar en la missió al costat de l’equip de científics de la Universitat de Barcelona. A la web de la missió podeu veure els seus cinc vídeos magnífics que ha dirigit i que expliquen de manera ben didàctica els objectius, la tecnologia implicada, els científics responsables i les empreses que han superat els reptes tecnològics necessaris per aconseguir-ho.

Doncs bé, dos anys i mig després, la comunitat Gaia ja està llesta per donar a conéixer els primers resultats de la missió. I ho farà públicament, amb roda de premsa i accés directe dels periodistes als investigadors.

Això serà el pròxim dimecres 14 de setembre a l’Aula Magna Enric Casassas de la Facultat de Física de la Universitat de Barcelona. Us pose la nota de premsa per si hi algun periodista interessat en la bona ciència que fem a casa nostra.

---

Barcelona, 12 de setembre de 2016.

El dimecres 14 de setembre, l’Agència Espacial Europea (ESA) farà públiques les primeres dades de la missió Gaia, una missió astromètrica que té com a objectiu crear el mapa d’estrelles més precís de la nostra galàxia, la Via Làctia. La primera publicació conté dades de més de mil milions d’estrelles, i detalla la posició 3D per a dos milions d’estrelles. Aquest és un pas de gegant per construir el mapa de l’Univers.

El mateix dia, l’equip de l’Institut de Ciències del Cosmos de la Universitat de Barcelona (ICCUB), adscrit a l’Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC), que participa en aquesta missió, ha programat un acte obert al públic a la Facultat de Física de la Universitat de Barcelona. En aquest acte s’explicarà quin és l’estat actual de la missió i quina participació hi té l’equip de l’ICCUB (UB-IEEC). Finalment, es connectarà en directe amb l’acte de presentació de les dades que tindrà lloc al Centre d’Astronomia Espacial Europeu (ESAC), a Villanueva de la Cañada (Madrid).

Missió Gaia 

El satèl·lit Gaia, inaugurat el desembre del 2013, està destinat a crear el mapa més precís de la Via Làctia. Amb mesures exactes de les posicions i els moviments dels estels de la Via Làctia, respondrà a moltes de les preguntes sobre els orígens i l’evolució de la nostra galàxia.

En els primers dos anys d’operacions, Gaia ha obtingut 500.000 milions d’imatges individuals i 110.000 milions d’espectres, xifres que superen tot el que s’havia arribat a observar al llarg dels segles.

Les dades que es presenten el dia 14 contenen, entre d’altres, posicions tridimensionals i moviments bidimensionals d’estrelles, i mostren que les mesures de Gaia són tan precises com s’havia esperat, fet que facilita el camí per crear el mapa complet d’un milió d’estrelles de la galàxia, que es farà públic a finals del 2017.

Participació de l’equip de Barcelona

L’equip de l’ICCUB (UB-IEEC) ha participat en la missió Gaia des dels seus inicis, amb un paper molt destacat: va contribuir al disseny científic i tecnològic del projecte, així com al prototip de la base de dades, i ha liderat la producció de dades simulades durant la fase de preparació de la missió.

Pel que fa a les primeres dades que ara es presenten, l’equip de Barcelona lidera el grup que treballa en l’elaboració de l’arxiu de la missió. També s’encarrega d’executar el procés inicial de tractament de les dades que arriben diàriament del satèl·lit, primer pas per obtenir resultats d’ús científic com les que ara es fan públiques. El grup és responsable del procés d’emparellament de les diverses observacions d’una mateixa estrella i col·labora en el calibratge de les lluminositats de les estrelles.

També cal remarcar que Barcelona és la seu d’un dels centres de processament de dades de la missió, en el qual hi ha el Consorci de Serveis Universitaris de Catalunya (CSUC) i el Barcelona Supercomputing Center (BSC). Aquest centre proporciona els recursos per executar part de les operacions durant tota la missió i ja va ser imprescindible en les tasques preparatòries i de verificació, així com en les simulacions de dades que es van dur a terme.

L’equip Gaia-ICCUB/IEEC, format per una vintena de científics i enginyers, està integrat en el Consorci per al Processament i l’Anàlisi de Dades (DPAC, per les seves sigles en anglès), que integra més de 400 persones d’una vintena de països europeus.

Programa de l’acte:

11.45  Obertura de l’acte (Dra. Francesca Figueras)
11.50  Els dos primers anys de la missió Gaia (Dra. Mercè Romero Gómez)
12.00  Participació de l’equip Gaia-Barcelona a la missió (Dr. Jordi Portell)
12.10  L’arxiu de Gaia, contingut (Dr. Josep Manel Carrasco)
12.20  Connexió en directe amb ESAC (Dra. Carme Jordi)
12.30  Torn obert de preguntes
12.45  Clausura de l’acte, primeres imatges en 3D de l’entorn solar

Més informació en la web de Gaia en la Universitat de Barcelona. Gaia Data Release 1

La missió Gaia ha arribat aquests dies a la seua òrbita definitiva al voltant del punt de Lagrange L2. Llançada per estudiar 1000 milions d’estrelles de la Via Làctia, ara es troba situada a 1,5 milions de quilòmetres de la Terra.Per a què cal enviar la nau tan lluny si la Via Làctia es pot veure des de les proximitats a la Terra?

Les raons per enviar la nau tan lluny són bàsicament dues. En situar-se en una òrbita exterior a l’òrbita de la Terra, els dos telescopis a bord miraran cap a l’exterior del sistema solar i mai es trobaran de cara amb el disc solar, la qual cosa podria ser nefasta per a la delicada òptica de la missió. A més a més els panels solars estaran encarats de manera permanent cap al Sol i el subministrament d’energia estarà assegurat. Per altra banda en estar tan lluny de la Terra, el nostre planeta no produirà mai eclipsis sobre les zones d’estudi.

Tots sabem, més o menys, com es mou un cos menut respecte d’un altre de gran massa, com podria ser la Terra respecte del Sol. La trajectòria que segueix el cos menut s’anomena òrbita i depenent de l’energia del cos menut, aquesta pot ser tancada com la que segueixen els planetes al voltant del Sol o oberta com la que fan molts cometes.

La cosa es complica quan hi ha un altre cos en joc, en el nostre cas el Sol, la Terra i Gaia. Serà el conegut problema dels tres cossos en gravitació. L’estudi detallat que en feu el físic francès Joseph Louis Lagrange li permeté descobrir que aleshores existeixen cinc punts al voltant dels cossos principals (punts de Lagrange) en els quals es pot situar un tercer cos (Gaia), de massa negligible, de forma que mantinga la seua posició respecte als dos cossos més massius. En aquests punts s’equilibren les forces reals (gravitatòria) i fictícies (centrífuga) sobre el tercer cos, de manera que la força total sobre ell és zero.

El punt de Lagrange L2 és un d’aquests punts d’estabilitat gravitatòria. Situat a 1,5 milions de quilòmetres de la Terra, L2 es troba en la línia que uneix el Sol i la Terra, però en una òrbita exterior a la de la Terra.

L’animació que adjunte ens presenta els camps gravitatoris del sistema Sol-Terra amb isocontorns de potencial gravitatori constant, com els que uneixen punts de la mateixa alçada en els mapes topogràfics o els de la mateixa pressió en els mapes del temps. Els forats de potencial gravitatori es veuen molt clarament enmig de les muntanyes de potencial on s’hi troben els punts de Lagrange (L1-L5).

Tanmateix L2 té un defecte. És un punt inestable. Si ens n’apartem una mica ràpidament caurem cap a la Terra. Malgrat això és possible situar les missions espacials al voltant de L2 en una òrbita perpendicular, òrbita de Lissajous, que és la que ha començat a seguir Gaia aquesta setmana.

Des de ESA, David Milligan, director d’operacions de Gaia, ens diu “Entrar en òrbita al voltant de L2 és una proesa bastant complexa, que s’ha aconseguit posant en marxa els propulsors de Gaia de manera que espentaren la nau espacial en la direcció adequada, mantenint al mateix temps el Sol apartat dels delicats instruments científics”

Una vegada els instruments de la nau estiguen comprovats i cal·librats completament, cosa que durarà uns quatre mesos, Gaia començarà la seua aventura científica per desvelar-nos una nova realitat de la nostra galàxia.

En continuarem parlant.

Video: Gaia, el satèl·lit. Missió Gaia. Segon vídeo de la missió realitzat per Anna Boluda.
Imatges: Animació dels punts de Lagrange L1-L5 i òrbita de Lissajous. Wikimedia Commons.