Pols d'estels

El bloc d'Enric Marco

Els astrònoms troben l’evidència més forta fins ara d’ones gravitatòries de parells de forats negres supermassius

0
Publicat el 29 de juny de 2023

Article original Daniel Reardon i Andrew Zic

Quan els forats negres i altres objectes enormement massius i densos giren els uns als altres, emeten ondulacions en l’espai i el temps anomenades ones gravitatòries. Aquestes ones són una de les poques maneres que tenim d’estudiar els enigmàtics gegants còsmics que les creen.Els astrònoms han observat els “xirps” d’alta freqüència dels forats negres en col·lisió, però el soroll d’ultra baixa freqüència dels forats negres supermassius que orbiten entre si s’ha demostrat més difícil de detectar. Des de fa dècades, hem estat observant púlsars, un tipus d’estrella que batega com un far, a la recerca de la lleugera ondulació d’aquestes ones.

Avui, les col·laboracions de recerca de púlsars d’arreu del món, inclosa la nostra, Parkes Pulsar Timing Array, han anunciat l’evidència més sòlida fins ara de l’existència d’aquestes ones.

Què són les ones gravitatòries?

El 1915, el físic d’origen alemany Albert Einstein va presentar una visió innovadora de la natura de la gravetat: la teoria general de la relativitat.

La teoria descriu l’Univers com una “tela” de quatre dimensions anomenada espai-temps que pot es estirar, estrènyer, doblegar-se i torçar-se. Els objectes massius distorsionen aquest teixit per donar lloc a la gravetat.

Una conseqüència curiosa de la teoria és que el moviment d’objectes massius hauria de produir ondulacions en aquest teixit, anomenades ones gravitatòries, que s’estenen a la velocitat de la llum.

Es necessita una quantitat enorme d’energia per crear la més petita d’aquestes ondulacions. Per aquest motiu, Einstein estava convençut que les ones gravitatòries mai s’observarien directament.

Un segle més tard, els investigadors de les col·laboracions LIGO i Virgo van presenciar la col·lisió de dos forats negres, que van enviar un esclat d’ones gravitacionals a tot l’Univers.

Ara, set anys després d’aquest descobriment, els radioastrònoms d’Austràlia, la Xina, Europa, l’Índia i Amèrica del Nord han trobat proves d’ones gravitacionals d’ultra baixa freqüència.

Un lent rebombori d’ones gravitatòries

A diferència de l’esclat sobtat d’ones gravitacionals que es va informar el 2016, aquestes ones gravitatòries d’ultra baixa freqüència triguen anys o fins i tot dècades a oscil·lar.

Es creu que són produïts per parells de forats negres supermassius, que orbiten en els nuclis de galàxies llunyanes a tot l’Univers. Per trobar directament aquestes ones gravitatòries, els científics haurien de construir un detector de la mida d’una galàxia.

Una il·lustració que mostra la Terra, els púlsars i les ones gravitatòries.
A mesura que les ones gravitacionals deformen l’espai-temps al voltant de la Terra, distorsionen els temps d’arribada de les ones de ràdio des de púlsars llunyans. OzGrav / Swinburne / Carl Knox

O podem utilitzar púlsars, que ja estan repartits per la galàxia, i els polsos dels quals arriben als nostres telescopis amb la regularitat de rellotges precisos.

El radiotelescopi Parkes de CSIRO, Murriyang, Austràlia, ha estat observant una sèrie d’aquests púlsars durant gairebé dues dècades. El nostre equip del Parkes Pulsar Timing Array és una de les diverses col·laboracions arreu del món que avui han anunciat haver trobat pistes d’ones gravitatòries en els seus darrers conjunts de dades.

Altres col·laboracions a la Xina (CPTA), Europa i l’Índia (EPTA i InPTA) i Amèrica del Nord (NANOGrav) veuen senyals similars.

El senyal que busquem és un “oceà” aleatori d’ones gravitatòries produïdes per tots els parells de forats negres supermassius de l’Univers.

Observar aquestes ones no només és un altre triomf de la teoria d’Einstein, sinó que té conseqüències importants per a la nostra comprensió de la història de les galàxies a l’Univers. Els forats negres supermassius són els motors del cor de les galàxies que s’alimenten de gas i regulen la formació estel·lar.

El senyal apareix com un soroll de baixa freqüència, comú a tots els púlsars de la matriu. A mesura que les ones gravitacionals s’estenen sobre la Terra, afecten les taxes de rotació aparents dels púlsars.

L’estirament i la compressió de la nostra galàxia per aquestes ones, en última instància, canvien les distàncies als púlsars en només desenes de metres. Això no és gaire quan els púlsars solen estar a uns 1.000 anys llum de distància (és a dir, a uns 10.000.000.000.000.000.000 metres).

Notablement, podem observar aquests canvis en l’espai-temps com a retards de nanosegons als polsos, que els radioastrònoms poden seguir amb relativa facilitat perquè els púlsars són rellotges naturals tan estables.

Què s’ha anunciat?

Com que les ones gravitacionals d’ultra baixa freqüència triguen anys a oscil·lar, s’espera que el senyal sorgeixi lentament.

Primer, els radioastrònoms van observar un estrèpit comú als púlsars, però es desconeixia el seu origen.

Ara, l’empremta dactilar única de les ones gravitatòries comença a aparèixer com a atribut d’aquest senyal, observat per cadascuna de les col·laboracions de matrius de temporització de púlsars d’arreu del món.

Aquesta empremta digital descriu una relació particular entre la similitud dels retards de pols i l’angle de separació entre parells de púlsars al cel.

La relació sorgeix perquè l’espai-temps a la Terra s’estira, canviant les distàncies als púlsars d’una manera que depèn de la seua direcció. Els púlsars junts al cel mostren un senyal més semblant que els púlsars separats en angle recte, per exemple.

Radiotelescopi Parkes de CSIRO, Murriyang. CSIRO / A. Cherney

L’avenç ha estat possible gràcies a la millora de la tecnologia dels nostres observatoris. El Parkes Pulsar Timing Array té el conjunt de dades d’alta qualitat més llarg, gràcies al receptor avançat i la tecnologia de processament de senyal instal·lada a Murriyang. Aquesta tecnologia ha permès al telescopi descobrir molts dels millors púlsars utilitzats per col·laboracions d’arreu del món per a la recerca d’ones gravitatòries.

Els resultats anteriors de la nostra col·laboració i d’altres van mostrar que el senyal esperat de les ones gravitatòries faltava a les observacions del púlsar.

Ara, sembla que estem veient el senyal amb relativa claredat. En segmentar el nostre conjunt de dades llarg en “tall temporals” més curtes, mostrem que el senyal sembla que creix amb el temps. Es desconeix la causa subjacent d’aquesta observació, però pot ser que les ones gravitatòries es comporten de manera inesperada.

La nova evidència d’ones gravitacionals d’ultra baixa freqüència és emocionant per als astrònoms. Per confirmar aquestes signatures, les col·laboracions globals hauran de combinar els seus conjunts de dades, la qual cosa augmenta la seua sensibilitat a les ones gravitatòries moltes vegades.

Els esforços per produir aquest conjunt de dades combinats estan en curs en el marc del projecte International Pulsar Timing Array, els membres del qual es van reunir a Port Douglas, a l’extrem nord de Queensland, la setmana passada. Els futurs observatoris, com el Square Kilometer Array en construcció a Austràlia i Sud-àfrica, convertiran aquests estudis en una rica font de coneixement sobre la història del nostre Univers.

AstronautA. Pioneres de l’exploració espacial

0
Publicat el 26 de juny de 2023

 

AstronautA
Pioneras de la exploración espacial

Amelia Ortiz Gil
ISBN: 978-84-7822-903-1
Editorial Institució Alfons el Magnànim – Centre Valencià d’Estudis i d’Investigació


La missió Artemis III, actualment planificada per a 2025, tornarà a portar humans a la superfície de la Lluna. El compromís de la NASA és que entre els membres de la tripulació hi haja dones i persones de color. Aquest retorn a la Lluna serà, per tant, molt diferent dels passejos lunars dels astronautes de les missions Apollo del segle passat en les quals només van tenir l’honor d’explorar el nostre satèl·lit homes i blancs. Ara tot serà diferent, començant pel nom de la missió. Artemis és la germana bessona d’Apollo, deessa de la caça, els animals salvatges, el terreny verge, els naixements, la virginitat i les donzelles, que alleujava les malalties de les dones.

La pretensió de l’agència espacial de crear una tripulació diversa i paritària no ha sigut fruit de la seua bona voluntat sinó de la pressió constant de la societat, però sobretot del camí emprès pel xicotet i decidit grup de dones que des dels inicis de l’era espacial han estat lluitant per tenir un lloc en l’exploració de l’espai, al mateix nivell que els seus companys homes.
Aquest reconeixement tardà del paper essencial de les dones en la creació de les noves plantilles d’astronautes no només té l’objectiu de reparar una injustícia, sinó també de fomentar la creativitat i aprofitar el talent en la població general, augmentant de manera significativa les probabilitats d’èxit de les missions en l’espai.

Però al principi no va anar així. Les pioneres americanes del Mercury 13, que hagueren pogut arribar a l’espai al costat dels homes del programa Mercury, van ser salvajament vetades de qualsevol missió. No eren necessàries, segons va dir la NASA.

Astronauta, Pioneras de la exploración espacial, d’Amelia Ortiz, és un llibre necessari per a explicar aqueixa aberració històrica, les lluites per la igualtat d’aquestes i d’altres pioneres de l’exploració espacial.

El llibre relata les esperances i els anhels de les pioneres que, amb perseverança i tossudesa, es van negar a acceptar que l’ordre social establert les deixara fóra de l’exploració espacial, tal com John Glenn va declarar en 1962 davant la comissió d’investigació del Congrés dels Estats Units que estudiava la possible discriminació de la NASA contra les dones del Mercury 13.

La carrera espacial va ser, sobretot, part de la propaganda ideològica dels dos blocs durant la guerra freda. L’autora ens parla de la primera dona que va ser a l’espai, Valentina Tereshkova, heroïna de la Unió Soviètica, que formava part del primer grup de dones cosmonautes, al qual el cosmonauta Leónov va anomenar jocosament “l’esquadró de les sinagües”. La primera i única fins que en els anys 80 Svetlana Savítskaya es va convertir en la segona dona en l’espai, rebuda amb un davantal pels seus companys cosmonautes en l’estació espacial Salyut 7.

No va ser fins a 1983, quan Sally Ride, de la mà de la NASA, es va convertir en la tercera dona a arribar a l’espai i la primera nord-americana. Després d’ella, moltes més van formar part de les tripulacions dels transbordadors espacials, encara que només com a astronautes especialistes de missió.

Després van anar caent els rècords, els límits mentals invisibles que la societat ens marca. Mae Jemison, la primera astronauta de color; Ellen Ochoa, la primera hispana; Eileen Collins, la primera pilot. Després van venir les europees, entre les quals trobarem a Samantha Cristoforetti i les xineses com Liu Yang.

L’exemple de totes elles, malgrat les vexacions i decepcions, però sobretot pels seus èxits clamorosos, és la demostració que una dona és capaç de fer el seu treball en l’espai tan bé com un home, i aquest fet ha esperonat a altres a seguir el seu camí.

L’exploració de l’espai és una tasca que incumbeix a tota la humanitat. És necessari que tots els que estiguen disposats i capacitats, tant dones com homes, assumisquen el risc de viatjar a la Lluna, a Mart o on la nostra curiositat com a espècie ens porte en els pròxims decennis.

I ara l’estiu

0
Publicat el 21 de juny de 2023

I finalment arriba l’estiu. Després d’aquesta primavera atípica, amb calorades primerenques per acabar amb dies de pluges intenses ben prop de l’estiu, la nostra estació comença amb calor intensa. Ja hem gaudit de dies ultrapassant els 30 graus i algunes nits tropicals han entrat en escena. Fenòmens que abans només passaven en ple estiu. És innegable que la causa és el canvi climàtic que eixampla els dies de l’estiu meteorològic i n’acurta els d’hivern.Tanmateix, per ser estrictes, des del punt de vista astronòmic, l’estiu comença avui 21 de juny.

L’estiu comença ara per un pur atzar geomètric. L’òrbita de la Terra al voltant del Sol, corba que s’anomena eclíptica no és paral·lela a l’equador de la Terra. L’equador del nostre planeta està, de fet, inclinat uns 27,4º respecte a l’eclíptica, i, a causa d’aquest fet, al llarg de l’any la llum del Sol cau amb distinta inclinació sobre la superfície de la Terra. I avui a les 16:58 el Sol assolirà la màxima separació de l’equador celeste o pla equatorial. Com a conseqüència, a migdia d’avui l’astre rei assolirà la màxima altura al cel a l’hemisferi nord, que en el nostre país serà d’uns 73º d’alçada. Serà el moment del solstici d’estiu, i el primer dia de l’estiu.

Posició de l’hemisferi nord de la Terra i Inclinació dels raigs solars per a la latitud de 40º (aprox. Castelló de la Plana) avui el 21 de juny. Nebraska Astronomy Applet Project.

Vist el moviment del Sol al llarg de l’any des d’un Terra estàtica notarem que el Sol puja i baixa. A l’hivern, per exemple, els rajos del Sol entren ben endins de les nostres llars, fet que indica que l’astre rei es troba ben baix i prop de l’horitzó. A l’estiu, per contra, la llum solar només entra per la finestra i baixant una mica la persiana és suficient per evitar el calor.

Moviment del Sol al llarg de l’any considerant la Terra estàtica.

I si ara recordem que la Terra gira sobre el seu eix en 24 hores,aquesta arribada al cim de la posició solar donarà com a resultat que l’arc recorregut durant les hores diürnes pel Sol al cel serà el més gran de l’any, com pot veure’s en la figura adjunta. Avui serà, per tant, el dia més llarg de l’any.

Esfera celeste. June solstice és el camí que recorre avui el Sol, dia del Solstici d’estiu.

El solstici d’estiu assenyala el dia en el Sol es troba més alt al cel. Les hores de llum són les més llargues de l’any i la nit és la més curta. A partir d’avui el Sol començarà a davallar i la durada de la llum diürna minvarà. És la victòria efímera del Sol que, per força, havia d’interessar les cultures antigues.

Aquests festes de la natura estaven sempre associades a alguna divinitat. Ja des d’època grega i romana, en aquesta diada era costum encendre grans pires per, d’una banda, ajudar al Sol que ja començava a perdre vigor i de l’altra a purificar totes les persones i camps. L’Església va cristianitzar la festa pagana associant-la a Sant Joan, que segons l’evangeli de Lluc va nàixer sis mesos abans que Jesús. Per aquesta raó la festa grossa d’entrada en l’estiu és la Nit de Sant Joan, desplaçada del dia exacte del Solstici per remodelacions modernes del calendari. I, per això mateix, no, la nit de Sant Joan no és la més curta de l’any.

Imatge de capçalera: Summer Flowers (1903). John William Godward  (1861–1922) Oil on canvas, 45.1 x 41 cm. Private collection. Wikimedia Commons.

Publicat dins de Sistema solar i etiquetada amb , | Deixa un comentari

Mars Express fa 20 anys

0
Publicat el 11 de juny de 2023

Mars Express video

Per celebrar el 20è aniversari del Mars Express de l’ESA el 2 de juny, i després de mesos de treball d’enginyers i científics per fer-ho possible, l’Agència Espacial Europea (ESA) va realitzar la primera emissió en directe des de Mart. Durant una hora, va ser possible veure el Planeta Roig tan a prop del temps real com ho permetés la velocitat de la llum. Actualment el retard és d’uns 17,25 minuts.

La imatge gif que comença aquest article està formada per la suma de totes les imatges que van ser rebudes durant aquella hora, separades per uns 50 segons de diferència, emeses directament des de la càmera de monitoratge visual (VMC) a bord de l’orbitador marcià ja vell però encara molt productiu de l’ESA. Tingueu en compte el salt de les imatges al mig de l’enregistrament: malauradament, la pluja que es produí a l’estació terrestre de l’ESA a Cebreros, prop de Madrid, va ser la causa de la pèrdua de la telemetria o dades de Mars Express durant un període.

Just abans que es perdera la connexió, apareix una petita taca blanca a la vora de Mart. Això no és cap fenomen marcià, sinó un defecte en part del sensor que fa augmentar la quantitat de llum que arriba als píxels d’aquesta zona. Normalment, el processament d’imatges elimina aquests sorolls i taques, però no s’ha fet ja que s’emetia en directe.

Al petit vídeo es revelen moltes característiques marcianes fascinants.

“Mart s’acosta ara a la temporada d’hivern austral”, explica Jorge Hernández Bernal, que forma part de l’equip de la càmera VMC.

“El casquet polar sud és evident en aquestes imatges, a prop de la nit polar, mentre que el volcà Arsia Mons és present al costat esquerre del planeta. Els núvols orogràfics també són habituals durant aquesta temporada i es formen a mesura que l’atmosfera flueix per muntanyes i vessants volcànics”.

La nau Mars Express fa 20 anys en òrbita al voltant de Mart. ESA.

“A la part dreta de les imatges, hi ha un núvol diferent a prop del casquet polar. Amb la càmera VMC hem estudiat amb detall aquests núvols d’altitud durant el crepuscle i hem trobat que són habituals durant aquesta temporada en aquesta part del planeta”.

El que va començar com una càmera d’enginyeria, amb l’únic propòsit de supervisar el desplegament de l’aterratge Beagle 2, s’ha convertit en un instrument científic que ens ha donat vistes de Mart que d’altra manera serien impossibles, i ara fins i tot en directe.

Fer que això succeís no va ser una tasca fàcil. Per obtenir una visió en directe d’una hora de Mart, la càmera VMC de la nau espacial necessitava una visió del planeta alhora que l’antena de la nau havia d’estar encarada contínuament cap a la Terra per transmetre immediatament les dades. Normalment, les observacions s’emmagatzemen a bord de la nau espacial i s’envien a la Terra en un paquet de dades una vegada que Mars Express aconsegueix visibilitat directa cap a una estació terrestre.

“En general, no és possible apuntar els instruments de la nau espacial a Mart i l’antena de comunicacions a la Terra al mateix temps”, diu James Godfrey, director d’operacions de la nau espacial de Mars Express.

“Però fa unes setmanes, quan estàvem buscant idees sobre com celebrar l’aniversari, ens vam adonar que Mart passaria pel camp de visió de la càmera VMC durant una transmissió de comunicacions i va néixer la idea”.

Mars Express continua en la seua òrbita al voltant de Mart i la càmera de monitorització visual, sobrenomenada la “càmera web de Mart”, encara transmet imatges així. Fes una ullada al seu canal de Twitter @esamarswebcam per trobar un arxiu d’imatges de Mart, però per a noves imatges, trobeu la càmera web de Mars a Flickr i Mastodon.

Del comunicat de l’Agència Espacial Europea. First Mars livestream: the movie. 7 de juny 2023.

 

Publicat dins de Sistema solar i etiquetada amb , , | Deixa un comentari

El cel de juny del 2023

0
Publicat el 1 de juny de 2023

El mes de juny comença malament ja que el cel no ens ha donat treva. Aquests darreres dies només ens han ofert cels lleganyosos, en els que els núvols alts dominen les altures i no ens deixen veure l’univers. Massa vegades també han aparegut tempestes, núvols grossos que presagien una nit de trons i de terror. Ja sabeu que en el meu petit país la pluja no sap ploure.

Quan escampe la boira i la mala maror tornarem a veure les estrelles. Mentrestant Venus, la bella, continua brillant ben alt en el capvespre valencià.

Planetes

El planeta Mercuri és actualment un planeta matutí. Caldrà aixecar-se ben d’hora per veure’l ben petit ben prop de l’horitzó una hora abans de l’eixida del Sol. El primer dia de juny serà quan podrem veure el planeta a la màxima altura en el cel matutí. Aprofiteu, doncs, aquests primers dies del mes per trobar-lo. El 4 de juny, Mercuri en veurà en dicotomia. Mercuri estarà en mitja fase, és a dir la meitat del planeta apareixerà il·luminada.

Finalment la nit del 16 juny, es produirà una conjunció de Lluna i Mercuri, passant la Lluna a 4° 18´ al nord de Mercuri. Bon moment per trobar-lo al cel amb l’ajuda de la Lluna.

El planeta Saturn es visible a la matinada mirant cap a l’est. A final de mes eixirà per damunt de l’horitzó després de la una. Per tant, el seu bell anell ens alegrarà les nits de l’estiu que ja s’acosta. La nit del 9 juny, la  Lluna passarà només a 2° 58´ al sud de Saturn. Bon moment per trobar-lo.

Conjunció del planeta Mart amb el cúmul obert del Pesebre en Càncer. 2 de juny 2023 a les 23:00 h. Stellarium.

El planeta Mart es troba actualment molt lluny de la Terra de manera que amb el telescopi se’n poden veure ben pocs detalls. Tanmateix el seu color rogenc el delata. Aquest mes ens oferirà una bona oportunitat per aconseguir una bona imatge astronòmica ja que la nit del 2 al 3 de juny, al voltant de la mitjanit, el planeta travessarà el cúmul del Pesebre, també conegut per M44, situat enmig de la constel·lació de Càncer. Mart passarà a només 10,4 minuts d’arc del centre del cúmul. El fenomen només serà visible de les 22:00 del 2 juny fins al 00:30. del 3 juliol, ja que més tard Mart i el cúmul es ponen per l’oest.

El planeta Venus és ara mateix l’objecte més brillant del cel, llevat del Sol i la Lluna. Encara es troba bastant alt al cel del capvespre. La nit del 4 de juny Venus es trobarà en dicotomia. el planeta estarà en mitja fase, és a dir la meitat del planeta apareixerà il·luminada. I com li passà a Venus fa uns dies, la nit del 14 de juny Venus farà un acostament al cúmul obert M44, passant a només 47,9 minuts d’arc d’aquest, enla constel·lació de Càncer. Bon moment fotogràfic.

Aquest nit del 4 de juny, serà el moment de màxima elongació oriental del planeta. Venus aconseguirà la seua major separació del Sol en la seua aparició vespertina.

Triple conjunció de Mart, Venus i la Lluna en el capvespre del 21 de juny del 2023 a les 22:30 h Stellarium.

Pluja d’estels

Màxim 11 juny. Pluja de meteors Ariètids. Activitat entre el 14 d’abril al 24 de juny, amb un màxim el 10 de juny. La taxa màxima observable serà de 50 meteors per hora. El radiant es troba en direcció de la constel·lació d’Àries. El cos principal responsable de la pluja ha sigut identificat com el cometa 96P/Machholz. El millor moment serà l’alba del dia 11, però estarà molt prop de l’horitzó, cap a la part nord-est de l’esfera celeste .

Màxim 27 juny. Pluja de meteors Boòtids de juny. Activitat entre el 22 de juny al 2 de juliol, amb un màxim el 27 de juny. La taxa màxima observable serà variable entre 0 i 100 meteors per hora. El radiant es troba en direcció de la constel·lació de Bootis. El cos principal responsable de la pluja ha sigut identificat com el cometa 7P/Pons-Winnecke. El millor moment serà després del vespre del 27, cap a la part nord-est de l’esfera celeste.

Solstici d’estiu

Finalment el 21 juny a les 15:57 el Sol se situarà en el punt més al cel, a 23º 27′ per damunt de l’equador celeste, és a dir a uns 72º d’altura en les nostres latituds. Serà el moment del solstici d’estiu. La primavera acaba i torna l’estiu.

La Lluna

La Lluna presentarà les següents fases en hora local:

Fase Mes Dia Hora
Lluna plena Juny 04 04 41
Quart minvant Juny 10 20 31
Lluna nova Juny 18 05 38
Quart creixent Juny 26 08 50

Si voleu obtenir més informació podeu punxar aquest enllaç. També podeu veure, i imprimir si voleu, un senzill mapa del firmament del mes de maig de 2023. I tot això gràcies al Planetari de Quebec i al JPL.

Imatges:

1. Es prepara una nit tempesta sobre l’Aula d’Astronomia. 12 de maig 2023. Enric Marco.
2.- Conjunció del planeta Mart amb el cúmul obert del Pesebre en Càncer. 2 de juny 2023 a les 23:00 h. Stellarium.
3.- Triple conjunció de Mart, Venus i la Lluna en el capvespre del 21 de juny del 2023 a les 22:30 h Stellarium.