Pols d'estels

De vegades reps un petit regal sense esperar-ho. Com el que m’ha tocat fa uns dies en visitar el petit però ben complet Museo de las Ciencias de Castilla-La Mancha situat a Conca. Convidat per José María Sánchez Martínez d’AstroCuenca, i responsable de l’Àrea d’Astronomia del Museu, vaig participar en el tradicional Ciclo de Conferencias AstroCuenca que ja va per la sisena edició.

El visitar la ciutat castellana sempre és interessant i, des que posaren en marxa l’AVE a Madrid només està a 55 minuts de València. S’ho val anar-hi per explorar el Museu de la Ciència inaugurat fa uns anys. L’astronomia, l’astronàutica, la biologia, la tecnologia són les àrees principals d’aquesta instal·lació de divulgació científica. També disposa d’una àrea de paleontologia on es destaquen els rics jaciments de fòssils conquesos però l’obertura pròxima del nou museu paleontològic mourà aquests materials a les noves instal·lacions.

L’associació d’aficionats a l’astronomia AstroCuenca organitza des de fa ja 6 anys un cicle de conferències amb diversos experts en diferents temes astronòmics i, enguany han tingut la deferència de pensar en mi.

Amb la xerrada Planetas extrasolares: de Star Wars a Interstellar. ¿Realidad o ficción? vaig tractar d’explicar els avenços en el coneixements sobre planetes descoberts fóra del sistema solar amb l’ajut de les ficcions planetàries més o menys realistes de las pel·lícules de la ciència ficció.

Vaig detallar els sofisticats mètodes de detecció que ens han permès de conèixer les principals característiques dels nous planetes i vaig enumerar les condicions per albergar vida tal com la coneixem. Però d’altra banda, a través dels films de ciència ficció, tenim en ment planetes de molt diversa tipologia: Tatoine a Star Wars, Pandora a Avatar, el planeta de Mann a Interstellar, etc. A la llum del que actualment sabem dels exoplanetes, podem preguntar-nos si aquests planetes ficticis són realistes o bé són inversemblants, perquè només són possibles en la imaginació dels guionistes. Vàrem repassar algunes escenes de films ben coneguts i veiérem que en alguns d’ells els mons que ens proposen són ben reals.

Fotos: Diversos moments de la visita i xarrada. Enric Marco.

Doncs sí. Els remors del descobriment d’un planeta al voltant de l’estel més pròxim, i que circulaven des de fa una setmana per la xarxa, han resultat ser certs.

Avui s’ha anunciat oficialment a la revista Nature (article original ací) que l’estel Proxima Centauri, l’estel més pròxim a la Terra, té un planeta al seu voltant. L’objecte, de nom Proxima b, ha estat descobert per un equip internacional d’astrònoms liderats pel català Guillem Anglada-Escudé, primer autor de l´article i investigador de la Universitat Queen Mary de Londres.

La troballa estaria relacionada amb el projecte Pale Red Dot, una iniciativa destinada a trobar planetes extrasolars al voltant de Pròxima Centauri.  Ha estat el resultat de 16 anys de mesures utilitzant diversos instruments i telescopis del Observatori Europeu Austral situats a Xile com ara  l’espectrograf HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher) del telescopi de 3,6 metres de La Silla i l’espectrograf UVES (Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph) del telescopio VLT i amb l’ús de la tècnica de la velocitat radial. L’estel Proxima Centauri es mou de manera quasi imperceptible, però detectable per aquests sofisticats instruments, sota l’atracció gravitatòria del planeta. L’anàlisi estadística per demostrar que el senyal és real, i no un fals positiu, és realment important con es pot veure al final de l’article.

(Aquest vídeo conté un error. En el moment 0:54 l’animació representa el mètode de la velocitat radial de manera incorrecta. Punxant sobre aquesta línia podreu veure la representació correcta. Nota de Nature. 25 d’agost 2016).

Proxima b és, podem afirmar-ho per tant, un planeta real amb una massa mínima de 1,27 masses terrestres (un 27% més massiu que la Terra), un període orbital d’11,186 dies (el seu any dura uns 11,2 dies) i situat a un 7,5 milions de quilòmetres de la seua estrella, el nan roig Proxima Centauri.

En comparació, Mercuri gira al voltant del Sol en 88 dies.

Semblen molt pocs dies per a un planeta interessant des del punt de vista biològic, però cal recordar que el nou planeta gira al voltant d’un nan roig,  molt més petit que el Sol i, per tant, també més fred. Així que Proxima b orbita en la zona habitable de la seua estrella. La zona habitable es defineix com el rang de distàncies a una estrella, on no fa ni massa fred ni massa calor i que, en conseqüència, un planeta situat en aquesta zona puga mantindre aigua líquida en la superfície, tot esperant l’existència d’una atmosfera. Aquesta definició ve a ser una manera burda, i de moment única, de classificar planetes amb possibilitat d’albergar vida tal com la coneixem, encara que siga microscòpica.

Aquest no és el primer planeta extrasolar habitable de tipus terrestre que es detecta però sí “el potencial anàleg de la Terra més pròxim”, comenta Guillem Anglada-Escudé a la Vanguardia.

També s’han realitzat estudis fotomètrics tot tractant de detectar un trànsit del planeta sobre l’estrella, de la mateixa forma com fa la missió Kepler. Si una estrella té un planeta i aquest passa per davant del disc estel·lar vist des de la Terra, el que s’anomena un trànsit, es produirà una petita baixada de la seua brillantor. L’observació fotomètrica de Proxima Centauri no ha descobert cap baixada significativa de brillantor. No ha trànsits, sembla.

Una llàstima. No es pot tindre tot. El pas de Proxima b sobre el disc de Proxima Centauri haguera estat essencial per determinar el diàmetre del planeta i la possible existència d’una atmosfera. En no conéixer el diàmetre no podem dir res de moment sobre la seua densitat. Tanmateix altres estudis suggereixen que Proxima b seria un planeta rocós.

També sembla que podria existir algun altre planeta amb un període al voltant de 80 dies però l’anàlisi estadística no és concloent.

Respecte a l’habitabilitat del planeta descobert cal tenir en compte que l’estrella Proxima Centauri emet gran quantitat de radiació ultraviolada i radiació X que pot ser unes 400 vegades la que rep la Terra del Sol. Sense la presència d’un fort camp magnètic que el protegesca, malgrat trobar-se en la zona d’habitabilitat, el planeta tindrà moltes dificultats per mantindre una biosfera. A la pàgina web del projecte s’hi pot trobar un extens informe en català sobre l’interessant problema de l’habitabilitat de Proxima b.

Com ja he dit a la Vanguardia que m’han preguntat sobre el descobriment:

“Després del descobriment de les ones gravitatòries, aquesta és la notícia astronòmica de l’any“, subratlla Enric Marco, astrònom de la Universitat de València que no ha participat en l’estudi. L’expert assegura que la troballa marcarà l’agenda de l’astronomia i l’astrobiologia dels propers anys.

Així doncs, d’aquest petit planeta que gira al voltant de la nostra petita veïna estel·lar Proxima Centauri en parlarem molt en els pròxims anys.

Més informació: El día que la humanidad descubrió un planeta habitable alrededor de la estrella más cercana. ¡Hola, Próxima b!. Eureka.

Imatges:

1.- Imatge artística d’una vista de la superfície del planeta Proxima b que orbita l’estel nan vermell Proxima Centauri, l’estel més proper al Sistema Solar. L’estrella doble Alfa Centauri AB també apareix en la imatge. Pale Red Dot.
2.- Comparació de la zona d’habitabilitat del Sistema Solar i de la del sistema de Proxima Centauri. Pale Red Dot.
3.- Periodograma dels desplaçaments Doppler on es veu el pic en el període d’11,2 dies. FAP és l’acrònim de la funció estadística Probabilitat de Falsa Alarma, és a dir, la probabilitat que el senyal observat siga fals. En la gràfica es veu com és d’insignificant. De l’article.
4.- Moviment de Propera Centauri apropant-se i allunyant-se de la Terra. A vegades Propera Centauri s’està acostant a la Terra a uns 5 quilòmetres per hora – el ritme normal de la marxa humana – i , d’altres retrocedeix a la mateix velocitat. Aquest patró regular de canvi de velocitats radials es repeteix amb un període de 11,2 dies. Una anàlisi acurada dels petits desplaçaments Doppler resultants indiquen la presència d’un planeta amb una massa d’almenys 1,3 vegades la de la Terra, en òrbita a uns 7,5 milions de quilòmetres de Proxima Centauri. Pale Red Dot.
5.- Vista artística de Proxima b des de l’espai. Ricardo Ramirez, Nature.

En astronomia sembla que últimament no saben guardar els secrets. Segons contà la revista alemanya Siegel el passat 16 d’agost, els astrònoms del consorci de l’Observatori Europeu Austral estan a punt de revelar l’existència d’un suposat planeta al voltant de Pròxima Centauri, l’estrella més pròxima al nostre sistema solar. L’estrella, situada a uns 4,2 anys llum de distància i pertanyent a la constel·lació del Centaure, és observable més fàcilment des del hemisferi sud.

És norma de la ciència no divulgar cap descobriment abans que estiguen publicats els resultats en una revista científica havent passat els rigorosos controls de revisió. Però algú se n’ha anat de la llengua i la revista Spiegel assegura que el descobriment es farà públic a final de mes. Caldrà esperar, doncs, per veure que hi ha de cert en tot això.

Si tot això es confirma finalment, el fet seria extraordinari, quasi comparable a l’anunci de l’existència de les ones gravitatòries el passat febrer.

Pròxima Centauri comparteix moviment al cel amb la parella d’estrelles Alfa Centauri A i Alfa Centauri B que formen un sistema doble. La nostra estrella es troba separada de les altres dues a uns 2º de distància en el cel (quatre vegades el diàmetre de la Lluna plena) i, per això, no és clar si hi està en òrbita al seu voltant o si senzillament comparteix el moviment i la situació propera a l’espai és a causa del fet que les tres estrelles es van originar en el mateix cúmul estel·lar fa milers de milions d’anys.

Pròxima Centauri és un estel nan roig molt més petit que el nostre Sol. Té només un poc més del 10% de la massa d’aquest i 10% del seu radi mentre que l’edat és semblant a la de la nostra estrella.

Daniel Marín, en el seu magnífic blog Eureka, ens revela com podria ser el planeta suposadament descobert. Sembla que la troballa estaria relacionada amb el projecte Pale Red Dot, una iniciativa destinada a trobar planetes extrasolars al voltant de Pròxima Centauri utilitzant diversos telescopis i amb l’ús de la tècnica de la velocitat radial.

Els astrònoms del Pale Red Dot han estat donant pistes els darrers mesos de com seria el suposat planeta al voltant de Pròxima Centauri. El període orbital del planeta, el seu “any”, seria només d’unes desenes de dies. En comparació, Mercuri gira al voltant del Sol en 88 dies.

Semblen molt pocs dies per a un planeta interessant des del punt de vista biològic, però cal recordar que el suposat nou planeta giraria al voltant d’un nan roig, que com he dit abans és molt més petit que el Sol i, per tant, també més fred. Així que el planeta podria estar perfectament orbitant en la zona habitable de la seua estrella. La zona habitable es defineix com el rang de distàncies des d’una estrella on l’aigua líquida podria acumular-se en la superfície d’un planeta en òrbita i ve a ser una manera burda, i de moment única, de classificar planetes amb possibilitat d’albergar vida, encara que siga microscòpica.

Si l’existència del planeta es confirma en els pròxims dies, aquest serà segurament un planeta tipus terrestre, donada la proximitat a l’estrella i que les observacions antigues de l’estel descarten planetes més grans de 3 masses terrestres en la zona habitable.

Bé, caldrà esperar. Si tot això és veritat i no una serp d’estiu tindrem un gran descobriment científic. Un planeta a la cantonada, segurament el punt màxim d’atenció del futur telescopi espacial James Webb que es llançarà a l’espai el 2018. Amb un planeta tan pròxim si que es podria estudiar “fàcilment” la seua atmosfera i alimentaria la recerca de traçadors biològics per esbrinar l’existència de vida extraterrestre.

I que contents estaran els impulsors del projecte ‘Starshot‘, que tant vaig criticar fa uns mesos i del qual Vilaweb se’n va fer ressò.

Esperem uns dies per veure si tot es confirma o només són “bufes de pato“.

Imatges:

Acaba el curs acadèmic i la Universitat ha clos també els cursos d’Unisocietat, destinada a les persones majors (> 30 anys) amb inquietud per aprendre i motivació per la cultura.

Dijous, 23 de juny, vespra de Sant Joan, a la seu de Requena, la Plana d’Utiel, després de la presentació del curs d’UNISOCIETAT 2016/2017 per part del Cap d’Iniciatives Ángel Morales, del tècnic Antonio Briz i de l’alcalde Mario Sánchez, vaig tindre el plaer de compartir una estona amb aquests estudiants tan especials  per parlar d’astronomia des d’una vessant un mica diferent. La xarrada es va centrar en la realitat o ficció dels planetes extrasolars des d’una òptica cinematogràfica.

Des de la descoberta de l’existència d’un planeta al voltant de l’estel 51 Pegasi l’any 1995, sabem que els planetes del nostre sistema solar no són únics a l’Univers. La utilització de noves tècniques d’anàlisi des de la superfície de la Terra, i sobretot la missió Kepler, han permès descobrir milers de nous planetes en la nostra galàxia. Ara ja sabem que segurament cada estrella del cel va acompanyada d’un o de diversos cossos que giren al seu voltant. Com són els nous exoplanetes? La majoria són gegants gasosos com Júpiter, d’altres estan coberts d’aigua o són cossos rocosos calents, i, fins i tot, uns pocs s’assemblen molt a la Terra.

En la xarrada vaig explicar els sofisticats mètodes de detecció que ens han permès de conèixer les principals característiques dels nous planetes i vaig enumerar les condicions per albergar vida tal com la coneixem. Però d’altra banda, a través dels films de ciència ficció, tenim en ment planetes de molt diversa tipologia: Tatoine a Star Wars, Pandora a Avatar, el planeta de Mann a Interstellar, etc. A la llum del que actualment sabem dels exoplanetes, podem preguntar-nos si aquests planetes ficticis són realistes o bé són inversemblants, perquè només són possibles en la imaginació dels guionistes. Vàrem repassar algunes escenes de films ben coneguts i veiérem que en alguns d’ells els mons que ens proposen són ben reals.

Un estudi de la Universitat demostra que quasi la meitat dels exoplanetes coneguts tenen una gravetat similar a la de la Terra. Mentre els científics cerquen el perquè d’aquesta similitud gravitatòria, la notícia està saltant a les xarxes i als mitjans de divulgació pel recolzament que dóna la nova dada a la ciència ficció. Passejar pel planeta Takodana com si es tractara de Hollywood Boulevard, tal com va fer Harrison Ford en ‘El Despertar de la Força’, no sembla ja una idea tan absurda.

Investigadors de l’Observatori Astronòmic de la Universitat de València, en el Parc Científic, han publicat un estudi en la revista ‘Astrobiology’ que demostra que quasi la meitat dels exoplanetes coneguts –planetes que es troben en altres sistemes solars– tenen una gravetat similar a la de la Terra.

L’estudi fa un càlcul de la velocitat d’acceleració que tindria un objecte deixat caure sobre diferents cossos del Sistema Solar i de gran nombre d’exoplanetes. Aquesta acceleració depèn del valor de la gravetat en la superfície de cada astre, valor que és calculat a partir de la massa i del radi mesurats per a cada planeta. En la superfície de la Terra aquesta acceleració val g = 9,8 m/s².

L’article publicat en ‘Astrobiology’ distingeix tres famílies diferents de planetes: cossos de massa menor que la de la Terra, per als quals la gravetat superficial augmenta com l’arrel quadrada de la seua massa; gegants gasosos amb masses majors a 300 vegades la massa terrestre, on la gravetat superficial és directament proporcional a la massa del planeta; i una regió intermèdia, entre 1 i 300 vegades la massa de la Terra, amb gravetat superficial pràcticament constant i molt similar a la terrestre, on es troben les superterres i els neptuns –cossos amb un nucli rocós important on l’atmosfera comença a tenir un pes significatiu en la massa planetària. La Terra, segons l’estudi, es troba just en la zona de transició a aquesta tercera família de planetes, la qual cosa la converteix, curiosament, en el membre més petit possible de la família de les superterres.

El treball aporta noves dades a l’astrobiologia –la gravetat és un factor limitant en el creixement dels organismes– i ofereix un resultat sorprenent sobre el qual els científics no poden encara trobar explicació. “Desconeixem les causes que provoquen aqueixa similitud gravitatòria, ja que encara no existeixen models que la justifiquen”, assegura Fernando J. Ballesteros, cap d’Instrumentació de l’Observatori Astronòmic, que ha dirigit la recerca.

I mentre els científics cerquen el perquè d’aquesta similitud gravitatòria, la notícia està saltant a les xarxes i als mitjans de divulgació pel recolzament que dóna la nova dada a la cinematografia de ciència ficció, gènere bastant reprovat en aquest aspecte pel fet d’oferir representacions fantasioses i lleugerament resoltes de la gravetat en planetes diferents a la Terra. Així ocorre especialment en space operes com ‘La Guerra de les Galàxies’, on els personatges visiten planetes diferents sense que s’aprecien canvis en la gravetat; un fins avui ‘presumpte error’ però, en certa manera, una concessió cinematogràfica.

No obstant açò, després dels resultats d’aquest estudi que està cridant l’atenció dels mitjans de divulgació científica, passejar-se pel planeta Takodana com si es tractara de Hollywood Boulevard, tal com va fer Harrison Ford en ‘El Despertar de la Força’, podria no haver sigut una idea tan absurda.

Referència de l’article: “Walking on Exoplanets: Is Star Wars Right?” (Astrobiology 16 n. 5, 2016 (doi: 10.1089/ast.2016.1475).

Més informació: http://online.liebertpub.com/doi/10.1089/ast.2016.1475
A partir de la nota de premsa de la Universitat de València.

Figures:

1.- Fernando Ballesteros sobre la Lluna.
2.- Gràfic on es troben classificats els exoplanetes depenent de la seua acceleració superficial o gravetat.
3.- Luke Skywalker en Tatooine. El planeta amb dos sols. Star Wars.

L’octubre passat parlava de l’estel KIC 8462852 i de l’estranya forma de la seua corba de llum. La nau Kepler de la NASA ha estat observant aquest estel de la constel·lació de Cigne durant quatre anys i, durant aquest temps, les dades mostren dos episodis de baixada de lluminositat, el primer d’un 15%, i el següent, amb nombrosos pics fins a un 22%. L’existència d’un planeta gegant de la grandària de Júpiter o major al voltant de l’estel només explicaria una baixada d’un 1% de la lluminositat estel·lar. Per tant…

Qué pot fer baixar la llum d’un estel un 22%?

Com s’explica al post Qué hi ha al voltant de l’estel KIC 8462852? d’octubre passat, l’estel no és variable ni sembla probable l’existència al seu voltant d’un disc protoplanetari, així com d’altres explicacions naturals. Totes elles impliquen l’emissió d’un excés de radiació infraroja que no ha estat observada des de la Terra.

És per això que un grup d’astrònoms va pensar en alternatives per donar llum a l’estrany comportament de l’estel KIC 8462852. Una megaestructura artificial del tipus esfera de Dyson a mitjan fer podria explicar les observacions. Una mena de coberta grandiosa per recollir gran part de l’energia de l’estel central per alimentar una civilització extraterrestre superavançada. L’astrònom Jason T Wright (1 i 2) i d’altres van proposar aquesta solució i demanaven que els radiotelescopis del projecte SETI, de cerca de civilitzacions extraterrestres, s’encararen cap a l’estrany objecte per veure si es detectava algun senyal clarament artificial.

Aquests darrers dos mesos, l’activitat observacional vers aquest objecte celeste ha estat intensa. En pocs dies els radiotelescopis disponibles de l’Allen Telescope Array en Califòrnia s’encaren cap a l’estel KIC 8462852 però no observaren res d’especial en aquest estel de magnitud 11.7 i situat a uns 1400 anys-llum de distància.

Però, potser l’estratègia de recerca de senyals estava equivocada. Comença a ser possible en entorns pròxims a la Terra la utilització de senyals làsers per a comunicació entre naus o entres naus interplanetàries i l’estació de control terrestre. Ja s’han fet diversos experiments amb èxit amb les sondes Lunar Reconnaissance Orbiter, MESSENGER i Galileo. Així com els senyals de ràdio són omnidireccionals, els làsers poden enviar-se de manera dirigida cap a un objectiu concret. I a més a més, en estar la llum del làser en el rang del visible, un telescopi serà suficient per veure el senyal.

Per això, era una bona idea tractar de cercar emissions làser en forma de polsos de variació ràpida provinents de l’estel. La gran variabilitat indicaria la presència de senyals intel·ligents que caldria desxifrar. Durant sis nits entre el 29 d’octubre i el 28 de novembre de 2015, un grup d’astrònoms de SETI van cercar polsos tan curts com d’una bilionèsima part d’un segon a l’Observatori òptic SETI de Boquete al Panamà, amb l’us d’un telescopi newtonià de 0,5 metres de diàmetre. Encara que semble un telescopi petit per a la feina proposada, aquest utilitza un mètode de detecció especial que té una major sensibilitat als senyals de polsos. Si alguns hipotètics extraterrestres hagueren enviat polsos làser de manera intencionada en l’espectre visible en direcció a la Terra, aquest observatori en Boquete podria haver-los facilment detectat sempre que excediren el límit mínim detectable de l’observatori.

Els astrònoms han calculat com seria possible enviar un senyal dirigit cap a la Terra amb una despesa energètica menyspreable.

Tanmateix Douglas Vakoch, president del SETI International i coautor de l’article enviat a la revista Astrophysical Journal Letters “No hem trobat proves d’una civilització avançada que envie senyals làser de manera intencionada cap a la Terra” i per tant “La hipòtesi d’una megaestructura al voltant de l’estel KIC 8462852 està perdent molts punts ràpidament”.

Descartada la hipòtesi d’una estructura artificial per explicar l’estranya forma de la corba de llum de l’estel, els astrònoms han retornat a la més prosaica idea dels cometes. Un gran núvol de cometes situat en una òrbita molt excèntrica podria ser la clau del problema. L’empenta gravitatòria d’una estrella propera podria haver causat que cometes situats al núvol d’Oort de l’estrella es dirigiren cap al sistema estel·lar interior. De fet existeix un estel nan roig situat a només 132000 milions de quilòmetres (885 ua). Però tot açò encara s’ha de confirmar.

Continuem vigilant aquest sistema que encara ens donarà sorpreses.

L’article que han enviat a publicar a la revista Astrophysical Journal Letters

Imatges:

1.- Megaestructura extraterrestre al voltant d’un estel.
2.- Corba de llum de l’estel KIC 8462852
3.- Una vista del Allen Telescope Array, del Institut SETI en el Hat Creek Observatory, Califòrnia. SETI Institute.
4.- L’Observatori òptic SETI de Boquete al Panamà. SETI International.

KIC 8462852 seria el nom d’un estel a la constel·lació del Cigne ben normal si no fos que les dades de la nau de recerca d’exoplanetes Kepler mostren una anomalia estranya, encara no compresa pels astrònoms. Alguns però s’han afanyat a proposar l’existència d’una megaestructura artificial extraterrestre al voltant de l’estel.

Kepler és una sonda enviada a l’espai l’any 2009 especialitzada en detectar planetes al voltant d’estels llunyans. El mètode de detecció és ben senzill. Quan un planeta passe per davant de la seua estrella, Kepler notarà una lleguera baixada de brillantor. Aquesta baixada de lluminositat serà major quan més gran siga el planeta però sempre serà molt petita. Per exemple, per a un suposat observador llunyà del Sol, Júpiter, el més gran dels planetes del sistema solar, produeix una minva de llum del Sol de només un 1% quan transita per davant de la nostra estrella.

Amb aquest mètode dels trànsits Kepler ha aconseguit detectar més de 1000 planetes extrasolars. Com s’observa ací dalt, les baixades de flux lluminós en les gràfiques (les corbes de llum) causades pels planetes en transitar l’objecte davant de l’estel són sempre molt petites. A més a més, aquest trànsit es repeteix regularment i, d’aquesta manera es pot determinar el seu període orbital.

Però qué passa quan la baixada de brillantor observada és d’un 20%? I a més a més amb pics irregulars que no mostren cap patró? Doncs, que senzillament no es té ni la més mínima idea…

Kepler té el proposit d’observar uns 100 000 estels d’una zona molt petita del cel, situada entre les constel·lacions del Cigne i Lira. És clar que l’observació de variacions petitíssimes de flux a la recerca de suposats planetes s’ha de fer de manera automàtica. Les estrelles sospitoses de tenir planetes són estudiades després per astrònoms experts.Tanmateix totes les estrelles són observades per humans per trobar comportaments estranys, aprofitant l’extraordinària capacitat de la visió humana per detectar patrons i regularitat molt millor que el que fa un ordinador (però no tan ràpid). Mitjançant el programa de ciència ciutadana Planet Hunters,  milers de voluntaris estan ajudant a descobrir nous mons.

Precisament aquests voluntaris avisaren de l’estrany comportament de l’estel KIC 8462852. Durant els quatre anys d’observació ha mostrat dos episodis de baixada de lluminositat, el primer d’un 15%, i el següent, amb nombrosos pics fins a un 22%.

Qué pot fer baixar la llum d’un estel un 22%?

El primer que es podria pensar és que KIC 8462852 és un estel variable, que intrínsecament brilla més o menys al llarg del temps. Però resulta que és una estrella una mica més gran i brillant que el Sol i, situada com aquest, en la seqüència principal, una zona estable de la vida de les estrelles. Per la mateixa raó també s’ha descartat que un disc de pols i residus orbite aquest estrany objecte. L’estel és massa vell per a tindre encara un disc de formació planetària al seu voltant.

També s’ha proposat un xoc catastròfic entre planetes ja formats que ha creat un disc de residus però aquest emetria llum en l’infraroig i aquest excés de radiació infraroja no s’ha observat.

Rebutjades aquestes i d’altres hipòtesis per explicar l’estranya corba de llum de KIC 8462852 els autors pensen que un gran núvol de cometes situats en una òrbita molt excèntrica podria ser la clau del problema. L’empenta gravitatòria d’una estrella propera podria haver causat que cometes situats al núvol d’Oort de l’estrella es dirigiren cap al sistema estel·lar interior. De fet existeix un estel nan roig situat a només 132000 milions de quilòmetres (885 ua). Aquesta explicació no ha convençut els experts ja que caldria una quantitat immensa de cometes per tapar un 22% la llum de KIC 8462852.

En qué ens quedem, doncs? De moment només amb hipòtesis que no expliquen res.

Per això s’estan explorant altres possibilitats. Una megaestructura artificial del tipus esfera de Dyson a mitjan fer podria explicar les observacions. Una mena de coberta grandiosa per recollir gran part de l’energia de l’estel central per alimentar una civilització extraterrestre superavançada. L’astrònom Jason T Wright (1 i 2) i d’altres han proposat aquesta solució i ja demanen que els radiotelescopis del projecte SETI, de cerca de civilitzacions extraterrestres, s’encaren cap a l’estrany objecte per veure si es detecta algun senyal clarament artificial.

Però com diu Daniel Closa a Centpeus, tot i que aquesta seria una explicació, estaria al final del tot de la llista de possibilitats ja que, per exemple, no es detecta l’excés de radiació infraroja que esperaríem si fos el cas.

No hem de llançar les campanes al vol per la suposada prova de l’existència d’una civilització extraterrestre. Aquesta excitació que experimentem aquests dies els astrònoms ja l’hem viscuda anteriorment. Els companys Vicent Martínez i Fernando Ballesteros ho han contat magníficament en l’article que publicaren ahir, WOW! ¿Por fin extraterrestres?

I finalment una curiositat.

L’article original Planet Hunters X. KIC 8462852 – Where’s the flux? està signat per nombrosos astronoms que han observat l’objecte des de molts punts de vista, amb instruments diferents i longituds diferents. Cal destacar que el segon membre de l’equip, D. M. LaCourse signa com a Amateur Astronomer (Astronom aficcionat). ¡Quin gran poder tenen les iniciatives de ciència ciutadana per acostar la ciència a la gent i fer-la participar en els grans descobriments!

Imatges:

1.- Estructura artificial al voltant d’un estel. Esfera de Dyson.
2.- Transit Light Curves – Image Courtesy of NASA/JPL
3.- Corba de llum de l’estel KIC_8462852 al llarg de 1580 dies d’observació. Es veuen una baixada de flux al voltant del dia 800 i altres seguides cap al dia 1500. Baix es veuen ampliacions de les baixades. De l’article Planet Hunters X. KIC 8462852 – Where’s the flux?

Si tot va bé, el pròxim 14 de juliol, després d’un viatge de 9 anys, la nau de la NASA New Horizons,  farà un vol rasant i ben ràpid pel sistema de Plutó i durant unes hores obtindrà per a la humanitat unes imatges espectaculars de la superfície d’un cos pràcticament desconegut.

Serà un motiu d’alegria per a tothom, especialment per als astrònoms planetaris i, sobre tot, per als astrònoms nord-americans que van quedar frustrats quan se li llevà el rang de planeta a Plutó.

Prepareu-vos. Visitarem el fosc i desconegut planeta nan Plutó. Hui Plutó, el dimoni destronat.

Podcast, Ecos del Cosmos, 15 de maig 2015

Parlem del planeta nan Plutó, ara que la nau New Horizons està a punt d’arribar-hi. La secció En aquell temps recorda el descobriment de Ceres, que, com Plutó, deixà de ser planeta. En I a mi què, parlem de Finder, un radar de la NASA per a rescatar persones soterrades. I, a més, les nostres seccions habituals Actualitat Astronòmica i el nostre Astroconcurs.

Astroconcurs:

Hui no hi ha pregunta sinó una espècie d’enquesta. Escolteu la proposta al final del programa.

La persona que propose el que es demana al programa i tinga més èxit rebrà un llibre oferit per la Càtedra de Divulgació de la Ciència de la Universitat de València.

Imatge: Foto completa de la família de Plutó. La càmera de la nau New Horizons ja ha pogut detectar els satèl·lits coneguts, Nyx, Hydra, Cèrber i Estix. Caront i Plutó brillen massa per a la sensibilitat de la càmera a bord i estan sobreexposats. NASA, JPL, Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (APL).

No hi res més normal que conéixer el temps que farà demà. Ara, un equip de la Universitat de Toronto ha esbrinat també com es formen els núvols, com bufa el vent i quina calor fa en sis mons extraterrestres.

Ja s’estan analitzant de manera detallada els planetes detectats i confirmats per la missió de cerca planetària Kepler (*) de NASA, per estudiar les seues propietats. Si la massa, temperatura, distància a la seua estrella, si és gasós o rocós, etc són les primeres dades que es determinen, alguns investigadors ja han anat una mica més enllà. Ara ja són en condicions de determinar, fins i tot, el tipus de clima i l’oratge diari.

Un equip internacional d’astrofísics de la Universitat de Toronto, York University i Queen’s University de Belfast ha pogut veure variacions diàries de l’oratge en sis planetes mentre mostraven diferents fases d’il·luminació vistes des de la Terra mentre giraren al voltant de les seues estrelles. Les fases observades en aquests planetes són similars a les que presenta la Lluna vistes des la superfície de la Terra.

“Es va determinar el temps atmosfèric que tenen aquests mons alienígenes a partir de la mesura dels canvis que els planetes experimenten quan giren al voltant de les seues estrelles mare, i identificant d’aquesta manera el cicle dia-nit“, va dir Lisa Esteves, una estudiant de doctorat en el departament d’astronomia i astrofísica a la Universitat de Toronto, i primera autora de l’estudi publicat el 12 de maig a la revista científica The Astrophysical Journal.

Com que els planetes estudiats estan ben prop de les seues estrelles, s’ha suposat que giren com la majoria de cossos del sistema solar, de dreta a esquerre, o de l’oest cap a l’est, mirant des de damunt del seu pol nord. Aquest gir determina el règim general de vents que, tal com ocorre en la Terra, circula d’oest a est. Com a conseqüència d’això, els núvols que es formen a l’hemisferi nocturn on la temperatura és més baixa són arrossegats pels vents cap a l’hemisferi diürn matinal on són a poc a poc dispersats i evaporats. D’aquesta manera les vesprades en aquests planetes presenten cels rasos i calorosos.

La figura 2 presenta una visió artística d’un d’aquests mons. A part inferior de la imatge, es veuen les fases visibles per un observador situat a la Terra. D’esquerra a dreta, mostren primer l’hemisferi matutí nuvolós que a mesura que el planeta gira al voltant de l’estrella va mostrant l’hemisferi vespertí lliure de núvols i ben calorós. Aquesta zona il·luminada s’ha detectat amb els sofisticats instruments del Kepler com a un excés de brillantor en la zona diürna del planeta a causa de la llum estel·lar reflectida pels núvols. L’explicació proposada explica bé el comportament de la variació de lluminositat de quatre dels planetes estudiats (Kepler-7b, Kepler-8b, Kepler-12b, i Kepler-41b) ja que aquests planetes no són prou calents per generar calor intern.

Els altres dos planetes restants de l’estudi (Kepler-76b and HAT-P-7b) presenten excés de brillantor vespertina. Sembla que aquests si que semblen tindre prou calor intern per que els vents transporten calor intern cap a l’hemisferi de vesprada, explicant així l’excés de brillantor vespertí observat.

Més informació: The weather on alien worlds: astrophysicists prepare forecasts for planets beyond our solar system. Sean Bettam.

Article original en: Changing Phases of Alien Worlds: Probing Atmospheres of Kepler Planets with High-Precision Photometry publicat en The Astrophysical Journal.

(*) Nota aclaratòria. La missió Kepler semblava morta quan dues rodes de reacció s’espatllaren en maig de 2013. Tanmateix els enginyers de la NASA van aconseguir que continuara apuntant als seus objectius. A hores d’ara, Kepler continua caçant planetes.

Imatges: Dibuixos artístics de com seria un exoplaneta amb núvols de matí i cel ras i calorós a la vesprada (totes les  imatges cortesia de Lisa Esteves).

Avui, el telescopi espacial Hubble fa 25 anys a l’espai. L’instrument que ha canviat la nostra percepció de l’Univers es llançà a bord del transbordador Discovery, en la missió STS-31, el 24 d’abril de 1990. El dia següent, el 25 d’abril, amb l’ajut del braç robòtic i d’algun passeig espacial, el Hubble va ser desplegat en la seua òrbita definitiva per la tripulació del transbordador.

Avui toca celebrar els 25 anys d’èxits i parlar de la revolució dels coneixements de l’univers que ens ha regalat el telescopi Hubble. I és que el Telescopi Espacial Hubble ha canviat significativament la nostra visió de l’Univers. Alguns dels descobriments més innovadors realitzats en el camp de l’astronomia del segle XX han estat realitzats pel Hubble, la qual cosa ha permès als astrònoms comprendre millor el món en què vivim i investigar encara més entorn dels seus misteris.

Hui parlem del Hubble i dels seus descobriments més importants

Podcast, Ecos del Cosmos, 24 d’abril 2015

Hui celebrem el 25è aniversari del llançament del Telescopi Espacial Hubble i parlem de la seua repercussió en la ciència que ha donat una nova visió de l’univers. En En aquell temps rememorem la figura d’Edwin Hubble, en I a mi què, parlem de l’aplicació de la tecnologia del Hubble en la vida quotidiana. I, a més, les nostres seccions habituals Actualitat Astronòmica i el nostre Astroconcurs.

Més informació:

La web creada per a l’aniversari: Hubble 25 Anniversary.

El lloc web on trobar les seues imatges: Hubble site.

El Hubble Heritage Project website. On s’han triat les millors imatges del telescopi Hubble, s’han millorat i s’han explicat per experts amb la finalitat d’educar i inspirar.

Vídeo: Zoom en la Nebulosa de l’Ull de Gat. ESA, NASA, HEIC, NOT, Digitized Sky Survey 2, G. Bacon and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA) and R. Corradi (Isaac Newton Group of Telescopes, Spain)

Avui, el telescopi espacial Hubble fa 25 anys a l’espai. L’instrument que ha canviat la nostra percepció de l’Univers es llançà a l’espai a bord del transbordador Discovery, en la missió STS-31, el 24 d’abril de 1990. El dia següent, el 25 d’abril, amb l’ajut del braç robòtic i d’algun passeig espacial, el Hubble va ser desplegat en la seua òrbita definitiva per la tripulació del transbordador.

El telescopi espacial Hubble és un telescopi robòtic amb un espill de 2,5 metres de diàmetre localitzat en les vores exteriors de l’atmosfera terrestre, en òrbita al voltant de la Terra a uns 500 quilòmetres d’alçada.  El seu període orbital es troba entre 96 i 97 minuts. Concebut des de finals dels anys 70, és un projecte conjunt de la NASA i de l’ESA, l’Agència Espacial Europea.

Des del moment que s’instal·là s’usa d’una forma diferent a la de tots els instruments llançats a l’espai fins aquell moment. Qualsevol investigador de qualsevol país el pot utilitzar de la mateixa manera que pot optar a qualsevol telescopi terrestre. Només ha de fer una petició raonada i un informe tècnic que un comité científic valorarà. I n’hi ha tanta demanda que, actualment, es calcula que només una cinquena part de les peticions d’ús del Hubble són ateses. Això dóna a entendre el gran interés dels astrònoms per tindre accés a objectes celestes només assolibles amb aquest telescopi.

I fins a finals dels anys 90 el Hubble continuà sent innovador i inclús  hi havia un programa de petició de temps per a astrònoms aficionats, però les restriccions de pressupostos i de personal no van permetre la seua continuïtat.

Hermann Oberth, el pare de l’astronàutica alemanya, va veure la necessitat de disposar d’un gran telescopi a l’espai ja l’any 1923. L’astrònom nord-americà Lyman Spitzer va escriure un famós informe l’any 1946 en què discuteix sobre els avantatges de tindre un observatori astronòmic extraterrestre.

L’avantatge de disposar d’un telescopi més enllà de l’atmosfera radica principalment en què, d’aquesta manera, es poden eliminar els efectes de la turbulència atmosfèrica (un malson per als astrònoms), cosa que permet aconseguir la màxima resolució òptica de l’instrument. A més l’atmosfera terrestre absorbeix fortament la radiació electromagnètica en certes longituds d’ona. Especialment en l’infraroig no es pot observar des de terra, ni en la zona de l’ultraviolat. A més a més és impossible fer espectroscòpia en certes bandes a causa de l’absorció de l’atmosfera terrestre.

També cal afegir que els telescopis terrestres es veuen afectats per factors meteorològics, com ara la presència de núvols, o per pols o turbulències i, d’altra banda, la contaminació lumínica ocasionada pels grans assentaments urbans fa que només es puguen situar els grans telescopis en zones molt allunyades. Un observatori com el Hubble que evite tots aquests problemes inherents a l’observació des de terra, ha de ser, per tant, molt preuat.

Problemes inicials

L’any 1990, una vegada va estar el Hubble en òrbita, tot el món esperava les primeres imatges espectaculars dels planetes, de les nebuloses, de les galàxies però aviat s’adonaren que les imatges estaven totes borroses! Que havia passat? 1600 milions de dòlars llençats al fem per a un telescopi miop? Els enginyers de la NASA anaven de bòlit tractant d’esbrinar què havia passat. Finalment s’adonaren que l’espill del telescopi no enfocava bé els objectes i produïa una imatge amb aberració esfèrica. La culpable, l’empresa constructora de l’òptica.

El telescopi espacial havia estat llançat a l’espai amb el seu espill principal tallat perfectament… però amb la forma equivocada. No era un error molt gran, tan sols d’una vint-i-cinquena part del grossor d’un cabell humà. El microdefecte va ser suficient per a fer que el telescopi d’1600 milions de dòlars, fóra miop i ens regalara unes imatges mai no vistes d’un extraordinari univers…….borrós.

Va caldre enviar la primera missió de manteniment del Hubble l’any 1993, per canviar la càmera Wide Field Planetary Camera 1, per la nova Wide Field Planetary  Camera 2 que portava una òptica incorporada per focalitzar bé, una mena d’ulleres. Mireu, abans i després. Amb aquesta càmera es va obtenir, per exemple, la imatge més profunda, la d’objectes més llunyans i més antics (que ve a ser el mateix), el Camp Profund del Hubble.

Tot ha anat bé des d’aleshores. I d’altres missions del transbordador han anat canviant equips obsolets o espatllats.

Però tots aquests problemes inicials ja s’han resolt afortunadament. Avui toca celebrar els 25 anys exitosos a l’espai i parlar de la revolució dels coneixements de l’univers que ens ha regalat el telescopi Hubble. I és que el Telescopi Espacial Hubble ha canviat significativament la nostra visió de l’Univers. Alguns dels descobriments més innovadors realitzats en el camp de l’astronomia del segle XX han estat realitzats pel Hubble, la qual cosa ha permès als astrònoms comprendre millor el món en què vivim i investigar encara més al voltant dels seus misteris.

Fem un ràpid repàs dels descobriments més importants.

Camps profunds

Una de les raons principals per la qual va ser construït el telescopi espacial Hubble fou per a mesurar la grandària i l’edat de l’univers i provar les últimes teories sobre el seu origen.

Un gran resultat relacionat amb aquest objectiu va ser aconseguir les Deep Fields (Camp Profund, Camp ultra profund). Són observacions que Hubble ha anat fent en zones molt petites del cel, on aparentment no hi havia res per observar i que, després de mirar durant molt de temps (dies, fins i tot), han anant apareixent milers de galàxies dèbils que no es coneixien. Això ha estat un resultat sorprenent que ningú no s’esperava. I en alguns d’aquests Camps Profunds s’ha aconseguit veure galàxies que daten de només 500 milions d’anys després del Big Bang. El que ens ensenya aquest descobriment és que si mirem molt de temps amb un telescopi a qualsevol direcció de l’univers trobarem milers i milers de galàxies. Un resultat impressionant.

Amb els Camps Profunds els astrònoms van poder veure amb claredat, per primera vegada, el moment en què les galàxies s’estaven formant. Les imatges d’aquestes galàxies febles donen pistes “fòssils” sobre la forma que va tindre l’univers en un passat molt remot i com va poder haver evolucionat amb el temps.

Expansió accelerada

Amb el Hubble també s’ha aconseguit esbrinar el ritme i la forma en què l’Univers s’expandeix. I resulta que no només s’expandeix, sinó que ho fa de manera accelerada. Durant molts anys els cosmòlegs han estat discutint sobre si l’expansió de l’Univers s’aturaria en algun futur distant o si continuaria eixamplant-se  per sempre. I això depenia de la quantitat de massa que té l’Univers en conjunt i, en conseqüència, de quina és la densitat de l’Univers.

Doncs ara sabem que, per les observacions de supernoves llunyanes dutes a terme amb el Hubble, l’expansió no està disminuint en absolut, sinó que, a causa d’alguna propietat misteriosa de l’espai, denominada energia fosca, l’expansió s’està accelerant. Aquesta conclusió sorprenent és el resultat dels mesuraments combinats en observar supernoves llunyanes amb els millors telescopis del món, inclòs el Hubble.

El descobriment de l’expansió accelerada de l’Univers va permetre que l’any 2011 tres astrònoms, Saul Perlmutter, Adam Riess i Brian Schmidt, obtingueren el Premi Nobel de Física.

Esclats de raigs gamma

Les observacions realitzades amb el telescopi espacial Hubble han aconseguit posar llum a un misteri: els esclats de Raigs Gamma (GRB, en anglés). Són emissions molts curtes d’aquesta radiació tan energètica, només observables des de telescopis amb detectors d’alta energia en òrbita. Són tan curtes que de vegades no s’aconseguia distingir la seua petjada visible des de terra. En ser tan energètics semblava que no estarien associats a estrelles. Avui, en part a causa del Hubble, sabem que aquestes explosions s’originen en altres galàxies, sovint a molt grans distàncies.

Després de les observacions del Hubble de l’atípica supernova SN1998bw i de l’esclat de raigs gamma GRB 980425, semblà plausible una connexió física d’aquests dos esdeveniments. Però altres treballs associen els esclats al xoc i col·lapse d’un sistema binari d’estrelles de neutrons.

Mirant els planetes

El telescopi espacial Hubble ha dedicat també part del seu temps d’observació a investigar els objectes més pròxims com els cossos del Sistema Solar.

Les imatges del Hubble d’alta resolució dels planetes i llunes del nostre Sistema Solar només poden ser superades per les fotos preses per naus espacials que hi han anat, al seu costat. Hubble, fins i tot, té un avantatge sobre aquestes sondes: pot veure aquests objectes de manera regular, per la qual cosa pot observar-los durant períodes molt més llargs que qualsevol sonda que haja passat a prop. El control regular de les superfícies planetàries és vital en l’estudi d’atmosferes i geologia planetàries.

A més Hubble és més versàtil per a l’observació planetària. Pot reaccionar ràpidament a successos inesperats que ocorren en el Sistema Solar. Per exemple, açò ens va permetre veure l’impressionant xoc dels trossos del cometa Shoemaker-Levy 9 en l’atmosfera de Júpiter durant uns quants dies del mes de juliol de 1994. Hubble va seguir els fragments del cometa en el seu últim viatge i va enviar increïbles imatges en alta resolució de les cicatrius de l’impacte.

Hubble també ha observat el planeta Mart, sobretot en les oposicions, Saturn i les seues llunes i, per suposat Plutó i les llunes que l’envolten. I fins i tot ha descobert noves llunes, així com un planeta nan més enllà de Plutó, la qual cosa va conduir a discutir si Plutó és un planeta. I això comportà la rebaixa final de categoria espacial del  cos celeste.

Formació planetària

Han estat molt importants les observacions de Hubble que han servit per confirmar les teories de la formació dels planetes. Abans del llançament del telescopi, s’estava segur que el Sol s’havia format a partir d’una nebulosa de gas i pols, que es comprimí deixant al seu voltant un disc de residus del qual, per acreció, s’anaren formant els planetes. Tot molt bonic, però no es tenien altres exemples. Com saber si la teoria era correcta?

L’alta resolució de la càmera del Hubble va permetre, per primera vegada, observar aquests discos de gas i pols, (en anglés “proplyds” de protoplanetary disks), al voltant d’estrelles acabades de nàixer en la nebulosa d’Orió. Recorde perfectament les imatges dels discos menuts amb un punt roig al centre en una imatge del Hubble de l’any 1995. El descobriment va causar impacte. A partir d’aquell moment es va tindre la certesa que existien segurament altres planetes fora del sistema solar i que es formaven com ho va fer el nostre.

Però Hubble també ha tractat d’observar planetes ja formats fora del Sistema Solar. Així és com l’any 2008, va aconseguir fotografiar per primera vegada un planeta extrasolar en llum visible. I així va ser com vam poder veure el planeta Fomalhaut b, un planeta gegant gasós d’aproximadament tres vegades la massa de Júpiter en òrbita de l’estrella Fomalhaut. Dins del disc de residus que l’envolta, un petit punt brillant va canviant de posició d’any en any.

Però fins i tot, fa ben poc, l’any 2012 Hubble descobrí un nou tipus de planeta extrasolar: un món aquàtic, una espècie de Waterworld extraterrestre, envoltat per una atmosfera densa i humida.

Forats negres supermassius galàctics

Les altes prestacions del telescopi Hubble no només han confirmat l’existència dels forats negres, sinó que amb l’alta resolució de les càmeres de Hubble s’ha demostrat que efectivament els forats negres existeixen i que, a més a més, el centre de totes les galàxies espirals tenen un forat negre supermassiu, un monstre d’uns quants milions de masses solars. De fet, Gargantua, el forat negre de la pel·lícula Interstellar, és un forat negre d’aquest tipus. No s’han inventat res. I això ho sabem ara gràcies a les observacions fetes amb el Hubble.

Però no ho saben tot encara, per sort. El perquè d’aquesta associació, forat negre – galàxia és encara un misteri que caldrà esbrinar. Això té moltes implicacions per a la teoria de formació i evolució de les galàxies.

Lents gravitatòries com a telescopis còsmics

Tothom té assumit en el nostre subconscient que la llum viatja en línia recta. Ho veiem cada dia. Però realment això no és així. Einstein ja va demostrar el 1915, fa 100 anys!, que els objectes massius deformen el teixit de l’espai-temps. Així que quan la llum d’un objecte llunyà passa prop d’una galàxia o d’una estrella, la seua trajectòria es corba cap a ells. Aquest efecte s’anomena lent gravitatòria i s’observa en ben poques ocasions. S’ha de tindre la sort de tindre alineats un objecte llunyà amb una galàxia relativament pròxima. I només la sensibilitat de telescopis com el Hubble les pot estudiar detalladament. De vegades els rajos que vénen en diferents direccions de l’objecte llunyà es dobleguen formant múltiples imatges de la galàxia original. Un exemple recent ha estat veure com una supernova d’una galàxia distant mostrava quatre imatges a causa de la distorsió d’un cúmul de galàxies pròximes.

Matèria fosca

Les observacions amb el Hubble han permés també estudiar la misteriosa matèria fosca. Actualment es creu que unes 3/4 parts de la massa de l’Univers està formada per una matèria que no emet llum, una substància molt diferent de la que composa el món que ens envolta.

La matèria fosca interactua només amb la gravetat, la qual cosa significa que no reflecteix, ni emet, ni tapa la llum de les estrelles. Per això, no es pot observar directament. Ara bé els estudis fets amb el Hubble de com els cúmuls de galàxies dobleguen la llum que passa per ells (les lents gravitatòries de les quals hem parlat abans) permeten deduir on es troba la massa oculta. A partir de les observacions ja s’han fet mapes indicant on està aquesta massa fugissera.

L’enigma de la naturalesa d’aquesta fantasmal matèria encara estem lluny de resoldre’l. Ho comprendrem algun dia? Segur.

Nova visió de l’Univers

Hubble ens ha canviat la nostra visió de l’Univers. Abans de Hubble era com si miràrem el cel amb ulleres brutes. Amb Hubble hem vist el cel directament sense les ulleres, molt més clar i sense impediments. El telescopi espacial és una de les missions científiques més reeixides i duradores de la NASA i de l’ESA. Ha retornat a la Terra centenars de milers d’imatges, llançant llum sobre molts dels grans misteris de l’astronomia. La seua mirada ens ha ajudat a determinar l’edat de l’univers, la identitat dels quàsars i l’existència de l’energia fosca.

I què li passarà finalment a Hubble? Segons el que li queda de combustible sembla que podrà durar fins el 2020 o 2030. Ja s’està preparant un substitut, el telescopi James Webb, amb un nou disseny… però d’això ja en parlarem un altre dia.

Més informació:

La web creada per a l’aniversari: Hubble 25 Anniversary.

El lloc web on trobar les seues imatges: Hubble site.

El Hubble Heritage Project website. On s’han triat les millors imatges del telescopi Hubble, s’han millorat i s’han explicat per experts amb la finalitat d’educar i inspirar.

Imatges:
Foto 1. Hubble observat des d’un transbordador.
Foto 2. Transferència de dades des del Hubble.
Fotos 3. Imatge abans i després de la reparació, 1993
Foto 4. Columnes de gas en la Nebulosa de l’Àguila(M16): Pilars de la Creació. Zona de formació estel·lar. NASA, ESA, STScI, J. Hester and P. Scowen (Arizona State University).
Foto 5. Aquesta imatge d’alta resolució del camp ultra profund del Hubble HUDF inclou galàxies de diferents edats, mides, formes i colors. Les més petites i vermelles, unes 100, són de les més distants i ja existien quan l’univers tenia tot just 800 milions d’anys. NASA/ESA.
Foto 6. Nebulosa del Cranc (M1). Gas en expansió de la supernova 1054.NASA, ESA, J. Hester and A. Loll (Arizona State University).
Foto 7. Imatge en color dels impactes múltiples del cometa P/Shoemaker-Levy 9 en Júpiter. NASA/ESA
Foto 8. Imatge de Mart durant l’oposició del 2001. NASA/ESA
Foto 9. Quatre llunes al voltant de Saturn. NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)
Foto 10. Sistemes protoplanetaris en Orió. NASA, ESA and L. Ricci (ESO)
Foto 11. Imatge de Fomalhaut i Fomalhaut b Credit: NASA, ESA, P. Kalas, J. Graham, E. Chiang, E. Kite (University of California, Berkeley), M. Clampin (NASA Goddard Space Flight Center), M. Fitzgerald (Lawrence Livermore National Laboratory), and K. Stapelfeldt and J. Krist (NASA Jet Propulsion Laboratory)
Foto 12. Un disc de pols envolta un fotat negre supermassiu en la galàxia espiral NGC 7052. Roeland P. van der Marel (STScI), Frank C. van den Bosch (Univ. of Washington), and NASA.
Foto 13. Hubble veu com una supernova es separada en quatre imatges per una lent còsmica. NASA, ESA, and S. Rodney (JHU) and the FrontierSN team; T. Treu (UCLA), P. Kelly (UC Berkeley), and the GLASS team; J. Lotz (STScI) and the Frontier Fields team; M. Postman (STScI) and the CLASH team; and Z. Levay (STScI)

La troballa continuada de planetes al voltant d’estels llunyans ha situat la Terra en el lloc que li pertoca en l’evolució estel·lar. El nostre planeta no seria més que un d’entre tants en l’oceà còsmic. Però, aquests dies, el descobriment, per primera vegada, de molècules orgàniques complexes al voltant d’un estel acabat de nàixer és un pas més per reafirmar-nos en la idea que l’existència de la vida en el nostre planeta pot ser conseqüència directa de l’evolució estel·lar. En definitiva, que, nosaltres, finalment. som pols d’estels, fills de les estrelles.

Aquestes molècules complexes, components essencials per a la construcció de la vida, s’han trobat en el disc protoplanetari que gira al voltant d’un estel jove. D’aquest disc de residus sobrants de la formació de l’estel central potser ja s’estan formant els futurs planetes del sistema estel·lar tal com passà al nostre sistema solar fa un 4500 milions d’anys.

El conjunt de radiotelescopis ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) situat al nord de Xile ha fet possible aquest descobriment en poder captar les dèbils ones de ràdio que emeten les molècules complexes estudiades. Aquest fet confirma que les condicions que van donar lloc al naixement de la Terra i el Sol no són úniques en l’univers. Els resultats es publiquen en el número d’avui de la revista Nature.

ALMA va estudiar l’estel jove MWC 480, un estel amb només un milió d’anys d’existència. En comparació, el Sol té uns 5.000 milions d’anys. El disc protoplanetari que envolta aquest estel conté grans quantitats d’acetonitril també anomenat cianur de metil (CH₃CN), una molècula complexa basada en el carboni. Però les quantitats trobades no són poques ja que es calcula que hi ha suficient cianur de metil al voltant de MWC 480 com per a omplir tots els oceans de la Terra.

Tant aquesta molècula com el seu parent més simple, el molt tòxic àcid cianhídric (HCN), van ser trobats en els fredes vores del disc de residus acabat de formar al voltant de l’estel. La regió on s’hi situarien aquestes molècules complexes seria l’anàloga a la del cinturó de Kuiper — la zona de Plutó, el regne dels planetesimals gelats i dels cometes en el nostre Sistema Solar, més enllà de Neptú.

I és que el cinturó de Kuiper conté una gran quantitat de cometes que encara conserven, des del temps en què es van formar els planetes, la informació original de la química primerenca del Sistema Solar. Es creu que els cometes i els asteroides del Sistema Solar exterior van enriquir al jove planeta Terra amb aigua i molècules orgàniques, ajudant a preparar l’etapa en la qual es desenvoluparia la vida primigènia. Per aquesta raó és tan important estudiar de prop els cometes i els seus gels per esbrinar l’origen dels oceans de la Terra i la seua contribució a l’origen de la vida.

“Els estudis de cometes i asteroides mostren que la nebulosa solar que va generar al Sol i els planetes era rica en aigua i compostos orgànics complexos“, assenyala Karin Öberg, astrònoma del Centre Harvard-Smithsonian d’Astrofísica de Cambridge, Massachusetts (EUA) i autora principal del nou article.

“Ara tenim encara més evidències que aquesta mateixa química existeix en altres parts de l’univers, en les regions que podrien formar sistemes estel·lars no gaire diferents al nostre“. Öberg assenyala que açò resulta especialment interessant, atès que les molècules que es troben en MWC 480 també es troben en concentracions similars en els cometes estudiats de ben a prop en el nostre Sistema Solar.

L’estel MWC 480, que té aproximadament dues vegades la massa del Sol, està a uns 455 anys llum, en la regió de formació estel·lar de Taure. El seu disc circumdant està en les primeres etapes de desenvolupament — és a dir, fa poc que ha començat a condensar-se a partir d’una freda i fosca nebulosa de gas i pols.

Amb ALMA i amb altres telescopis s’han arribat també a detectar signes evident de formació de planetes en el disc encara que caldrà fer observacions de major resolució per confirmar-ho.

Des de fa temps, els astrònoms saben que els foscos i freds núvols interestel·lars, on es formen els estels, són eficients fàbriques de molècules orgàniques complexes, incloent-hi un grup de molècules conegudes com a cianurs. Els cianurs i, en concret, el cianur de metil, són importants perquè contenen enllaços carboni–nitrogen: aquests enllaços són essencials per a la formació dels aminoàcids, són la base per a la creació de les proteïnes i constitueixen els components essencials per a la construcció de la vida.

No obstant açò, fins ara no estava molt clar si aquestes mateixes molècules orgàniques complexes es formen i sobreviuen de forma habitual en l’ambient energètic d’un sistema solar recentment creat, on els xocs i la radiació poden trencar fàcilment els enllaços químics.

Gràcies a la notable capacitat d’ALMA, els astrònoms han pogut comprovar, en les últimes observacions, que aquestes molècules no solament sobreviuen, sinó que prosperen.

I el més important: les molècules detectades per ALMA són molt més abundants que les trobades en els núvols interestel·lars. Açò revela als astrònoms que els discos protoplanetaris són molt eficients en la formació de molècules orgàniques complexes i que són capaces de formar-les en escales de temps relativament curtes.

Atès que aquest sistema continua evolucionant, els astrònoms especulen que és probable que les molècules orgàniques, protegides i fora de perill a l’interior de cometes i d’altres cossos gelats, siguen transportats a entorns més enriquidors per a la vida, com ara planetes situats en la zona d’habitabilitat del sistema estel·lar.

“Gràcies a l’estudi d’exoplanetes, sabem que el Sistema Solar no és l’únic que té planetes o l’únic que compta amb abundància d’aigua“, conclou Öberg. “Ara sabem que tampoc som únics quant a la nostra química orgànica. Una vegada més, hem après que no som especials. Des del punt de vista de la vida en l’univers, és una bona notícia”.

Nota de premsa original: Descubiertas moléculas orgánicas complejas en un joven sistema estelar.

Imatge: Il·lustració del disc protoplanetari que envolta al jove estel MWC 48. Crèdit: B. Saxton (NRAO/AUI/NSF).

Eixim a la nit per veure el cel, lluny de la ciutat que ens ha furtat les estrelles. Si tenim una bona nit, veurem milers de punts lluminosos que, des de fa centenars d’anys sabem, que són sols com el nostre Sol.

Fa només 20 anys, però, que el coneixement humà ha anat una mica més enllà i ara ja coneixem que molts d’aquests Sols no estan assoles en el seu girar al voltant del centre de la Galàxia, sinó que la majoria estan acompanyats per planetes, cossos potser semblants, però segurament diferents als nostres del sistema solar. Avui, parlarem de planetes sota la llum d’altres sols i sobre la seua relació amb la ciència ficció.

Podcast, Ecos del Cosmos, 16 de gener 2015

Hui parlem dels planetes sota la llum d’altres sols, i sobre la seua relació amb la ciència ficció. I, a més, les nostres seccions habituals: Actualitat Astronòmica, El cel a simple vista, I a mi què (en la qual parlem del metall líquid) i el nostre Astroconcurs.

Astropregunta:

Qui va ser responsable de la seqüència de lletres que podeu escoltar al final del programa i què vol dir?

El que primer que ho endevine rebrà un llibre de divulgació de la ciència regal de la Càtedra de Divulgació de la Ciència.

Imatge. De la mateixa manera que el planeta Tatooine de Luke Skywalker en Star Wars, Kepler-16b orbita un grup de dues estrelles. Representa ací com un planeta rocós, Kepler-16b podria ser també un gegant gasós com Saturn. Les perspectives per a la vida en aquest món estrany no són massa bones, ja que té una temperatura semblant a la del gel sec. Però el descobriment indica que la icònica doble posta de sol de la pel·lícula no és ja només ciència ficció. NASA.

Kepler, la missió de la NASA dedicada a buscar planetes semblants a la Terra, sembla que ja no serà capaç de descobrir nous cossos orbitant estrelles llunyanes. Un comunicat de premsa de l’agència espacial ha anunciat que la roda de reacció número 4, necessària per assegurar l’apuntat exacte als estels estudiats, s’ha espatllat. Aquesta roda es troba en les proximitats dels motors de posicionat.

Ara, amb la nau, col·locada en un mode estable i segur i estant assegurada la comunicació amb la Terra,  els enginyers de la NASA avaluen les possibilitats que hi ha per continuar la missió o si cal dedicar Kepler a l’estudi d’objectes més assolibles com ara la detecció i observació d’asteroides del Sistema Solar.

Kepler és una missió de la NASA llençada l’any 2009 amb l’objectiu de realitzar una cerca detallada de planetes exteriors al nostre sistema solar. Per limitar el camp de treball i ser més eficients, s’ha restringit durant aquests quatre anys a observar simultàniament i repetidament “només” unes 150.000 estrelles cada 30 minuts en una zona entre les constel·lacions del Cigne i de la Lira.

Els planetes al voltant d’altres estrelles són molt difícils de captar. Són molt petits en comparació amb l’estrella i només reflecteixen la llum estel·lar. Malgrat els entrebancs s’han desenvolupat diverses tècniques per detectar-los.

El mètode que feia servir Kepler per descobrir planetes al voltant d’estrelles és senzill i delicat alhora. Si una estrella té un planeta i aquest passa per davant del seu disc estel·lar vist des de la Terra, el que s’anomena un trànsit, es produïrà una petita baixada de la seua brillantor, de la mateixa manera com  s’esdevingué quan Venus passà per davant del Sol el passat mes de juliol 2012.

L’observació d’aquest procés necessita un apuntat molt precís a l’estel estudiat que precisament es fa impossible sense l’ajut de la roda de reacció número 4.Està clar que no tots els sistemes planetaris seran observables, bé perquè el conjunt Kepler-planeta-estrella no està alineat o perquè el planeta és molt menut i la baixada de brillantor estel·lar a causa del trànsit és inapreciable. Tanmateix el nombre de planetes que Kepler ha trobat i que compleixen les condicions observacionals és considerable.La missió Kepler estava optimitzada per trobar planetes de la mida de la Terra (0,5 a 10 masses terrestres) en la zona d’habitabilitat d’estels semblant al Sol.

Aquest observatori espacial, equipat amb un espill d’un metre de diàmetre i 42 CCD captadores d’imatges, permetia veure simultàniament 100 graus quadrats de cel. S’havia llançat per una missió de 3,5 anys de durada que el novembre de 2012 fou ampliada fins el 2016.Els objectius científics s’han complert de sobres. Kepler ja ha confirmat l’existència de 132 exoplanetes i fins i tot d’alguns planetes tipus Terra. Uns altres 2740 candidats esperen torn per ser confirmats o no com a planetes, entre ells uns 350 planetes de la grandària de la Terra. Tres dels més petits candidats amb menys del doble de la grandària de la Terra foren confirmats com a planetes en la zona habitable de les seus estrelles respectives fa només un mes.

En aquest bloc he estat parlant algunes vegades dels descobriments de Kepler. L’apunt més recent parlava d’un sistema planetari en miniatura i una vegada vaig parlar del descobriment d’un planeta amb dos sols.

Com el gat sense urpes, Kepler sense rodes de reacció ja no caçarà planetes.

Foto 1: Dibuix artístic de Kepler. NASA.
Foto 2: Camp estel·lar observat per Kepler.
Foto 3: Grandàries relatives de tots els planetes descoberts en la zona habitable de la seua estrella en comparació amb la Terra. D’esquerra a dreta: Kepler-22b, Kepler-69c, Kepler-62e, Kepler-62f i Terra (excepte per a la Terra, les imatges dels planetes són interpretacions dels artistes). NASA Ames/JPL-Caltech.

Un nou sistema planetari ha estat descobert en la constel·lació de la Lira. Encara que això ja ha deixat de ser una notícia de primera plana després de 867 planetes trobats, aquest conjunt de planetes observats per la missió Kepler és tot una fita per les dimensions diminutes del nou sistema de cossos planetaris.

Kepler és una missió de la NASA llençada l’any 2009 per fer una cerca detallada de planetes exteriors al nostre sistema solar. Per limitar el camp de treball i ser més eficients es limita a observar simultàniament i repetidament només unes 150.000 estrelles cada 30 minuts en les constel·lacions del Cigne i de la Lira.

La tècnica per detectar planetes al voltant d’estrelles és senzilla i delicada alhora. Si una estrella té un planeta i aquest passa per davant del seu disc vist des de la Terra, el que s’anomena un trànsit, produïrà una petita baixada de la seua brillantor, tan com s’esdevé quan Venus passa per davant del Sol.

Està clar que no tots els trànsits planetaris seran observables, o bé perquè Kepler-planeta-estrella no estan alineats o perquè el planeta és molt menut i la baixada de brillantor estel·lar a causa del transit és inapreciable.

Aquesta setmana passada els científics de la missió Kepler han comunicat el descobriment del sistema planetari Kepler-37. En un principi posseeix tres planetes ben menuts i amb la sorpresa afegida d’haver detectat el planeta més petit descobert fins ara en un estel semblant al Sol.

El més petit dels planetes, Kepler-37b, és una mica més gran que la Lluna i és un terç de la grandària de la Terra. Kepler-37c, el segon planeta, és lleugerament més menut que Venus (3/4 part de la Terra). Kepler-37d, el tercer planeta, és el doble de gran que la Terra. El període de translació del primer planeta Kepler-37b és només de 13.37 dies mentre que els anys de Kepler-37c i Kepler-37d són de 21.30 dies i 39.79 dies respectivament. Tots tres es creu que són rocosos i es troben a una distància a la seua estrella menor que la distància de Mercuri al Sol. L’estel Kepler-37a és molt semblant al Sol, encara que una mica més menut i fred, i, per tant, el calor sobre els cossos planetaris serà implacable. El primer planeta, el diminut Kepler-37b, soportarà temperatures al voltant de 700 K (447 ºC), tan grans per fondre el plom o el zinc.

Aquestes altes temperatures descarten que aquests planetes tinguen una atmosfera, que siga s’hauria vaporitzat, o un lloc on puguera suportar vida tal i com la coneixem.

Potser sorprenga la precisió amb que coneixem les propietats de cossos tan allunyats de la Terra. Per saber el diàmetre dels planetes cal saber amb gran precisió el diàmetre de l’estel central del sistema. Les tècniques d’astrosismologia, o mesura dels tremolors dels estels a causa del moviment del gas estel·lar ha permés determinar el radi de l’estel Kepler-37a amb un 3% d’exactitud, que s’ha traslladat a la precisió excepcional aconseguida en la grandària dels planetes del sistema.

Aquesta tècnica de les oscil·lacions estel·lars va ser desenvolupada primerament en el Sol, en la que la tècnica de l’heliosismologia s’ha estudiat des de fa més de 30 anys en l’Observatorio del Teide a Canàries.

Imatge 1: Comparació artística dels planetes del sistema Kepler-37 amb els cossos del sistema solar.  Crèdit: NASA/Ames/JPL-Caltech

Imatge 2: Descripció artística de Kepler-37b. Crèdit: NASA/Ames/JPL-Caltech