TESS, el nou caçador de planetes

La cacera de planetes extrasolars continua. La nova missió TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) de la NASA, enviada a l’espai dimecres passat a bord d’un Falcon 9 de SpaceX, descobrirà milers de nous planetes fora del nostre sistema solar, incloent-hi aquells que puguen suportar vida.

La missió Kepler de la NASA, llançada ara fa 9 anys, arriba a la seua fi després d’haver detectat més de 3000 planetes. Primerament amb una cerca dirigida al voltant de la constel·lació del Cigne. Després, sense giroscopis suficients per afinar la punteria, i gràcies a una genialitat d’un enginyer de la NASA, continuant la cerca amb el programa estès K2.  En tots dos casos, per construcció de la missió, els planetes trobats s’ha situat sempre en unes zones molt concretes del cel. Però, qué hi ha a la resta del firmament inexplorat?

La missió TESS ha vingut a suplir aquesta mancança. Ara s’escombrarà pràcticament tot el cel per buscar planetes extrasolars a tot arreu. Aquesta pretensió tindrà, però, un cost. TESS “només” podrà vigilar de prop 200000 de les estrelles més brillants i més pròximes situades a menys de 300 anys-llum de nosaltres. Per una banda s’imposarà un fort esbiaixament a la mostra d’estels amb possibles planetes ja que no sabrem res d’estels llunyans però, per altra banda, coneixerem millor el nostre entorn d’aquest racó de la Galàxia. I com he dit, en totes les direccions de l’espai ja que TESS cobrirà una àrea estel·lar 400 vegades més gran que la que mai ha observat Kepler.

Els científics de l’equip de TESS esperem molt de la missió. Segurament es catalogaran diversos milers de nous planetes en totes les direccions del cel. D’aquests es creu que uns 300 seran d’una mida similar a la Terra o bé de tipus super-Terres, d’una mida no major de dues vegades el nostre planeta.

Durant els dos anys de la durada nominal de la missió, els sensors de TESS captaran simultàniament, i correlativament, tots els estels brillants situats en cadascun dels 26 sectors diferents de 24º x 96º en que s’ha dividit el cel. Cada sector serà observat per les càmeres un mínim de 27 dies seguits, mesurant la brillantor de cada estrella brillant durant cicles de 2 minuts.

TESS observarà només estels brillants. Això serà ben diferent al que es fa encara a la missió Kepler. De fet els estels estudiades per TESS seran de 30 a 100 vegades més brillants que les que mai ha observat Kepler. Més brillants implica més pròxims però també permet que els planetes descoberts per TESS puguen ser estudiats molt més fàcilment des d’observatoris terrestres o des d’altres telescopis espacials com el Hubble o el futur James Webb.  Això permetrà determinar des de terra amb tècniques cada vegada més acurades si el planeta és rocós, gasós, com és la seua atmosfera i, en un futur ben pròxim, si s’hi detecten biotraçadors que ens assenyalen possible vida.

El mètode per descobrir planetes al voltant d’estrelles que usa TESS, com també ho fa Kepler, és senzill i delicat alhora. És l’anomenat mètode dels trànsits. Si una estrella té un planeta i aquest passa per davant del seu disc estel·lar vist des de la Terra, es produirà una petita baixada de la seua brillantor, de la mateixa manera com  s’esdevingué quan Venus passà per davant del Sol l’any 2012. La detecció de planetes amb aquest mètode només és factible si l’estel, el planeta i la Terra es troben aproximadament alineats. Si no és així, si el planeta, vist des de la Terra, creua per dalt o per baix de l’estel, serà indetectable.

Tot és fantàstic però encara hi ha més. Les potents càmeres de TESS segur que troben, per atzar o de manera dirigida, altres objectes fins ara desconeguts. Els científics de la missió pensen que fins a 20000 cossos nous seran descoberts en les imatges captades: nous asteroides, planetes errants, nans marrons, o, qui ho sap, alguns objectes que ni podem imaginar.

Una fantàstica etapa de grans troballes se’ns presenta en un futur ben pròxim.

Imatges:

1.- El satèl·lit TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), que es mostra aquí en una il·lustració conceptual, identificarà els exoplanetes que orbiten les estrelles més brillants que hi ha al costat del nostre sistema solar. NASA.
2.- TESS situat en la còfia d’un Falcon 9 de Space X moment abans de l’enlairament.
3.- Vídeo. Com TESS escanejarà el cel quasi completament durant dos anys. NASA.
4.- Aquesta animació mostra com una baixada de la brillantor observada d’una estrella pot indicar la presència d’un planeta que passa davant d’ella, un mètode conegut com a trànsit. NASA’s Goddard Space Flight Center.
5.- Vídeo. El satèl·lit TESS se situarà en una òrbita que completa dues voltes a la Terra cada vegada que la Lluna orbita una vegada. NASA.

Veient de prop el naixement dels planetes

El mirar fotos de quan tenies hores o dies de vida sempre fa gràcia. Imagineu, doncs, la gràcia que em fa veure imatges de com va néixer el nostre Sistema Solar i el planeta que trepitgem. No el nostre exactament, sinó d’altres similars. Això és el que s’ha aconseguit amb l’instrument SPHERE, instal·lat en el telescopi Very Large Telescope (VLT) de l’Observatori Europeu del Sud a Xile. S’ha pogut veure, amb un detall sense precedent, els discos de gas i pols formats al voltant d’un grapat d’estels joves.

La formació estel·lar es dóna en els núvols moleculars gegants. Aquests núvols, freds i densos, contenen, bàsicament, hidrogen molecular H2. A causa d’alguna classe de pertorbació, com per exemple l’explosió d’una supernova pròxima, aquests núvols es tornen inestables gravitatoriament i poden fragmentar-se localment per col·lapsar per formar una nova estrella i, segurament un sistema de planetes a partir d’un disc de gas i pols.

Aquesta col·lecció de discos protoplanetaris observats amb l’instrument SPHERE prové de l’estudi sistemàtic d’un grapat d’estels, la majoria objectes T Tauri, un tipus d’estrelles molt joves, amb menys de 10 milions d’anys d’edat i variables en brillantor. I, resulta que aquests estels tan i tan joves, quasi bebès, encara conserven part de la nebulosa d’on es van formar. Aquest gas en forma de disc pla, conté gas, pols (grans de silicats) i petites roques de grandàries d’uns centenars de metres anomenades  planetesimals. Encara que sembla que aquests discos observats no tenen planetes formats, aquests ingredients seran les peces necessàries per a la formació en pocs milers d’anys de nous planetes i, per tant, nous sistemes planetaris que observaran els futurs astrònoms.

Aquestes imatges són extraordinàries, no només perquè estem veient en directe com s’estan creant nous estels i possiblement planetes sinó que són representacions dels nostres orígens en aquesta Terra que trepitgem. El Sistema Solar tenia una estructura similar en les primeres etapes de la seua formació fa uns 4600 milions d’anys. Els discos observats presenten una gran varietat de formes, grandàries i estructures, i, potser, fins i tot, efectes que poden ser planetes en formació.

L’objectiu principal de l’instrument SPHERE és detectar i caracteritzar, mitjançant imatges directes, exoplanetes gegants que orbiten estrelles pròximes. Aquest és un repte important ja que aquests planetes es troben molt a prop de les estrelles amfitriones i es caracteritzen per tenir una brillantor molt més baixa. En una imatge normal la llum procedent de l’estrella és tan intensa que emmascara completament la feble llum que prové d’un objecte com un disc de pols o un planeta.

Per això mateix, el disseny de SPHERE s’ha basat en la necessitat d’obtenir el major contrast possible en l’entorn immediat de l’estrella. Per fer visibles els discos de pols o els possibles exoplanetes, l’instrument SPHERE combina diverses tècniques avançades. La primera és utilitzar òptica adaptativa per corregir en temps real els efectes de la turbulència atmosfèrica; les imatges obtingudes són molt més nítides i el contrast millora. La segona tècnica es basa en l’ús d’un coronògraf que, amb un petit disc opac, bloqueja la llum procedent de l’estrella central: la relació de contrast augmenta encara més.

La majoria d’aquestes imatges s’obtingueren com a part del sondeig  DARTTS-S (Discs ARound T Tauri Stars with SPHERE). Les distàncies d’aquestes estrelles joves caçades en el procés de formar nous planetes oscil·len entre 230 i 550 anys llum de la Terra.

SPHERE està aconseguint uns resultants impressionants, no només en la caracterització d’estels joves sinó també en l’estudi d’objectes del Sistema Solar, com es pot observar en aquesta galeria d’imatges espectaculars.

Imatges:

1.- Image espectacular del disc de pols al voltant de l’estel jove IM Lupi obtinguda per l’instrument SPHERE instal·lat en el Very Large Telescope. Col·laboració ESO/H. Avenhaus et al./DARTT-S.
2.- Discos polsosos al voltant de diverses estrelles joves observats per l’instrument SPHERE instal·lat en el Very Large Telescope. Col·laboracions ESO/H. Avenhaus et al./E. Sissa et al./DARTT-S i SHINE
3.- Vídeo: Molt endins del capoll fred i turbulent d’un núvol molecular es troben nombroses estrelles en les primeres fases de formació. Un d’aquestes protoestrelles acull un disc polsegós on les nanes marrons o els planetes podran formar-se algun dia. NCSA / NASA / A. Kritsuk i M. Norman (UC San Diego) i A. Boley (Univ. De Florida)

De l’estrany objecte que vingué d’un altre sistema estel·lar

Fa unes setmanes parlavem del primer asteroide interestel·lar descobert. Batejat amb el nom ʻOumuamua,  aquest objecte únic va ser captat el 19 d’octubre de 2017 pel telescopi Pan-STARRS 1 a Hawaii. Observacions posteriors del Very Large Telescope (VLT) d’ESO a Xile i altres observatoris de tot el món han mostrat que ha viatjat per l’espai durant milions d’anys abans de la seua trobada casual amb el nostre sistema estel·lar. Però la sorpresa no s’acaba ací: ʻOumuamua sembla ser un objecte metàl·lic o rocós altament allargat de color vermell fosc, d’uns 400 metres de longitud, i és diferent del que normalment es troba en el Sistema Solar.

El nom ʻOumuamua es va triar per l’equip del telescopi Pan-STARSS. Prové del hawaià que significa “el que arriba de lluny”. El primer caràcter no és un apòstrof sinó el caràcter hawaià ʻOkina.  La Unió Astronòmica Internacional utilitza una nomenclatura molt estricta per designar objectes menors. Si és un cometa o asteroide es posa C/ o A/ respectivament seguit de l’any del descobriment i una combinació de lletres i números. Donat que aquest és el primer objecte extrasolar detectat i, per tant, s’ha encetat la possible observació d’altres similars s’usarà la lletra  I/. Així les maneres correctes de referir-se a aquest objecte serien: 1I; 1I/2017 U1; 1I/ʻOumuamua; i 1I/2017 U1 (ʻOumuamua).

Si al principi semblava que es comportava com un cometa, la falta d’emissions de gas en passar prop del Sol va fer concloure els astrònoms que era realment un asteroide. Tanmateix un asteroide ben peculiar. Amb una inclinació orbital de 123° respecte al pla dels planetes, una velocitat de 26,33 km/s respecte al Sol quan venia cap al sistema solar, una velocitat de 87,71 km/s en el punt de màxima aproximació al Sol (periheli) seguint una òrbita hiperbòlica amb excentricitat de 1,2, estava ben clar que provenia d’un altre sistema estel·lar.

El pocs dies que va estar a l’abast dels grans telescopis terrestres van permetre fer-ne un estudi ben acurat.

Combinant les imatges de l’instrument FORS del VLT (amb quatre filtres diferents) amb les d’altres grans telescopis, l’equip d’astrònoms dirigit per Karen Meech (Institut d’Astronomia, Hawaii, EUA) va descobrir que ‘Oumuamua varia moltíssim la seua brillantor, en un factor de deu, a mesura que gira sobre el seu eix cada 7,3 hores.

Karen Meech ho explica: “Aquesta gran variació en brillantor, poc comuna, significa que l’objecte és molt allargat: la seua longitud és unes deu vegades més gran que la seua amplada, amb una forma complexa i enrevessada. També vam descobrir que té un color vermell fosc, similar als objectes del Sistema Solar exterior, i confirmem que és totalment inert, sense cap indici de pols al voltant d’ell “.

Aquestes propietats suggereixen que ‘Oumuamua és dens, possiblement rocós o amb gran contingut metàl·lic, sense quantitats significatives de gel ni aigua, i que la seua superfície ara és fosca i està enrogida a causa dels efectes de la irradiació de raigs còsmics durant milions d’anys. S’estima que mesura almenys 400 metres de llarg.

El pas d’aquest objecte tan estrany per l’interior del Sistema solar ens recorda la novel·la de ciència ficció Cita con Rama de l’escriptor Arthur C. Clarke. No vull revelar res de la història d’uns astronautes que exploren un nou cos que arriba a l’interior del Sistema Solar. Si no l’heu llegida us la recomane.  La similitud de Rama amb ‘Oumuamua és extraordinària i, per això a molts de nosaltres ens hagués agradat més que s’hagués posat el nom Rama per al primer objecte extrasolar detectat que ens visita.

Imatges:

1.- Il·lustració artísitica que mostra el primer asteroide interestel3lar: ‘Oumuamua. ESO/M. Kornmesser.
2.- Recreació de l’objecte Rama. Cita con Rama (1972)

Finalment una explicació per al misteriós senyal Wow!

Finalment un equip d’investigadors del Center for Planetary Science (CPS) als Estats Units ha donat una explicació convincent per al misteriós senyal de ràdio “Wow” detectat el 1977. L’estudi conclou que el núvol d’hidrogen que envoltava un cometa, desconegut aleshores, va emetre el fort senyal, l’origen del qual s’associava a una possible civilització extraterrestre.

El 15 d’agost del 1977 a les 23:16, el radiotelescopi de la Universitat d’Ohio, Big Ear va rebre un senyal de ràdio d’origen desconegut que provenia de la zona oest de la constel·lació del Sagitari.  Va durar exactament 72 segons i va assolir una intensitat màxima 30 vegades superior al soroll de fons.

En aquella època no existien encara els registres digitals i l’ordinador escrivia sobre fulls  de paper continu els senyals rebuts. La magnitud d’aquests s’expressava en números (del sistema hexadecimal). L’operador Jerry Ehman, que control·lava aquell dia l’instrument, va escriure la famosa nota “Wow!” (Caram!) al costat dels valors desorbitats, com es pot veure a la imatge. I aquest és el nom que se li ha quedat a aquell misteriós senyal.

Des de llavors, els científics han tractat de buscar una explicació plausible per a aquesta pujada sobtada de potència de ràdio, però cap ha semblat viable. S’hi pensà en fonts astrofísiques com ara asteroides, exoplanetes, estrelles però, també en satèl·lits militars secrets. Tanmateix, cap d’aquests hipòtesis encaixava  en el senyal rebut: molt concentrat en un punt del cel i esporàdic ja que estudis posteriors amb altres radiotelescopis més potents no tornaren a rebre cap increment de potència en aquella direcció per damunt del soroll radioelèctric.

Així que durant els darrers 40 anys la hipòtesi més raonable per explicar el fenomen era que fora un senyal d’alguna civilització extraterrestre, bé dirigit intencionadament cap a la Terra o captat accidentalment per l’antena Big Ear. La freqüència d’emissió era de 1420 MHz (longitud d’ona 21 cm) que correspon a la freqüència d’emissió de l’hidrogen neutre. Aquesta freqüència és àmpliament usada en radioastronomia per a cartografiar la Via Làctia o estudiar l’Univers ja que l’hidrogen és l’element més abundant.

“Escoltar” possibles civilitzacions alienígenes amb l’ús de la línia de 21 cm de l’hidrogen està considerat molt interessant pel programa SETI de cerca de possibles senyals extraterrestres. I, és que la línia es troba en la zona més tranquil·la de l’espectre radioelèctric, l’anomenada Finestra de Microones.

Aquests últims mesos, però, un grup del CPS liderat per l’astrònom Antonio Paris ha trobat una explicació més plausible. Han suggerit que el senyal sobtat i misteriós en Big Ear podria provindre del gran núvol d’hidrogen amb un radi d’uns pocs milions de quilòmetres que envolta el nucli d’un  cometa. I com que el cometa es mou ràpidament en el cel, la desaparició els dies posteriors del senyal en la mateixa posició celeste seria totalment explicable.

Els astrònoms han assenyalat que els cometes P/2008 Y2(Gibbs)266/P Christensen, descoberts en 2008 i 2006 respectivament, es trobaven just en la constel·lació de Sagitari, la zona del cel que explorava el radiotelescopi Big Ear. Els investigadors tingueren una oportunitat de comprovar la seua idea quan els dos cometes tornaren a aparèixer entre novembre de 2016 i febrer de 2017 per la mateix zona.

I, després de 200 observacions de la zona, que varen incloure la Via Làctia, púlsars, forats negres, i els dos cometes, els científics han arribat a la conclusió que els senyals de ràdio de l’hidrogen neutre d’aquests últims encaixen amb el senyal  “Wow!” de fa 40 anys. Per acabar de confirmar-ho van estudiar altres tres cometes que també tenien emissions similars. Evidentment no poden afirmar al 100% que “Wow!” va ser produït pel cometa 266/P Christensen, però poden afirmar amb relativa seguretat que va ser generada per un cometa.

Adéu, per tant a l’explicació alienígena. De fet, era l’emissió més forta i estranya captada per les nostres antenes i, sense explicació, per ara. Era molt temptador atribuir-ho a tecnologia no-terrestre, però cal assumir les proves. La navalla d’Occam torna a aplicar-se.

Quan dos o més explicacions s’ofereixen per a un fenomen, l’explicació completa més simple és preferible; és a dir, no han de multiplicar-se les entitats sense necessitat.

Ah! Per cert, el radiotelescopi Big Ear ja no existeix. La Universitat Ohio Wesleyan que era la propietària del terreny on estava muntat va vendre l’indret l’any 1983. Va ser, per tant, desmantellat l’any 1998 per construir-hi un camp de golf de 18 forats i una residència de 400 cases per a rics.

Imatges:

1.- El senyal “Wow” sobre paper contínu. Wikimedia Commons.
2.- Big Ear. BigEarg.org
3.- Posició del senyal Wow! en la constel·lació de Sagitari. Seti.

Un model per a KIC 8462852 fet des de València

Res d’estructures alienígenes, ni de núvols de cometes en l’estel KIC 8462852, també anomenat estel de Tabby per l’astrònoma que més l’ha estudiat, Tabetha Boyajian. El comportament inusual podria explicar-se per la presència d’un planeta gegant amb anells, com Saturn, acompanyat de dos núvols gegantescos d’asteroides troians al voltant de l’estrella.

Això és el que un equip d’astrònoms de la Universitat de València, liderat per Fernando Ballesteros, ha proposat aquesta setmana en un article enviat a la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS), disponible ací.

Recordem que l’estel de Tabby va ser observat per la missió Kepler entre l’any 2009 i 2013 dins d’un estudi de 150.000 estrelles per tal de determinar la presència o no de planetes. Però aquest estel, en lloc de mostrar una petita baixada d’un màxim d’1% de la lluminositat en passar el planeta per seu davant, com s’havia vist en altres estels amb planetes, ha mostrat baixades irregulars de flux d’un 20%. Una davallada tan brutal de llum estel·lar sense cap explicació convincent i que ha convertit l’estel en l’objecte més misteriós de la Via Làctia.

La setmana passada, com ja vaig informar, l’estel de Tabby tornà a manifestar-se. Des del 2013 havia estat tranquil·la, sense activitat aparent, almenys detectable des de la Terra. I durant 5 dies la lluminositat de l’estel cau un 3%.

I que ha proposat l’equip de l’Observatori Astronòmic de la Universitat de València pel que respecta a l’estrany objecte? Des de fa un any estan estudiant la possibilitat d’explicar l’inusual comportament de l’estel amb l’ús d’elements totalment habituals al Sistema Solar. L’equip de treball assegura que tota la peculiaritat de KIC 8462852 tindria sentit si se suposa l’existència d’un planeta gegant amb anells, com ara Saturn, amb un període orbital de 12 anys, i acompanyat en l’òrbita al voltant de l’estrella de dos núvols gegantescos d’asteroides troians. L’esdeveniment de la setmana passada ha accelerar l’acabament de l’article científic i l’enviament a MNRAS per a la seua publicació, prèvia valoració pels referees o censors.

Els asteroides troians són un grup d’asteroides que comparteixen òrbita amb un planeta  a l’entorn dels punts de Lagrange  L4 i L5 , situats aproximadament a 60° al davant i a 60° al darrere del planeta en la seua òrbita, respectivament. En els punts de Lagrange, l’atracció gravitatòria del planeta i de l’estel s’equilibren i, per tant, són punts d’estabilitat gravitatòria. Així que, de manera natural, els objectes que s’hi troben allí, romanen estables durant mil·lennis, seguint o precedint el planeta. Els troians més estudiats són els del planeta Júpiter com es mostra a la figura. Els que segueixen el planeta gegant s’anomenen pròpiament asteroides troians, i, per compensar, els precedents reben el noms d’asteroides grecs. Tanmateix per acurtar, als dos tipus d’objectes se’ls anomenen globalment troians .

Farà un any el company Fernando Ballesteros, de l’Observatori Astronòmic de la Universitat de València, s’observà d’un detall del que, aparentment, ningú s’havia adonat. Es podria interpretar la baixada del 15% de flux que detectà Kepler al voltant del dia 793 de la missió (figura 2c) con el pas o trànsit d’un planeta gegant i la sèrie de fenòmens al voltant del dia 1500 (figura 2d) com el pas d’un dels grups dels asteroides troians associats.

Com que el model pretén ser un model científic, ha de fer prediccions. I si tot és com sembla, aproximadament al voltant del dia 4430, és a dir en febrer del 2021, el segon grup de troians ha de passar per davant l’estel, un succés que la finestra d’observació del Kepler no permeté veure en el seu pas anterior. És a dir, a principis del 2021 la corba de llum de l’estel de Tabby s’ha de tornar caòtica amb baixades espectaculars i irregulars. A més a més s’espera un nou trànsit principal del planeta anellat per davant de l’estel a principis del 2023.

I per què cal introduir un anell al voltant del planeta? En la corba de llum del dia 793 (fig 2c) s’observa que la baixada és asimètrica. La davallada és més suau que la pujada de llum. Això indica que l’objecte que tapa l’estel no és esfèric sinó asimètric. I, sembla que la hipòtesi d’un anell inclinat un 5º respecte al pla orbital del planeta fa casar les dades observacionals molt bé.

Finalment caldria donar una explicació a la davallada de llum del sistema KIC 8462852 del 19 de maig passat. El model ho preveu perfectament com l’eclipse secundari del sistema que ocorre quan el planeta passa per darrere l’estel. Donat que els planetes sempre reflecteixen un poc la llum del seu estel, “l’apagada” del planeta ha de fer baixar momentàniament la llum del conjunt estel-planeta.

Encara que hi ha alguns punts que caldria aclarir, com ara que no s’ha detectat amb el satèl·lit Spitzer cap emissió de llum remarcable en l’infraroig que denotaria un disc, o que el planeta ha de ser gran (30% radi estel·lar) per fer un eclipsi tan profund i durador, el model té molt bona pinta i explica tot els fenòmens observats fins ara i, més important encara, fa previsions per al futur. Si els pròxims dies o mesos es produeix un altre fenomen d’activitat de l’estel KIC 8462852, el model no serà correcte. Però si l’estel no fa res fins al 2021 ja tindrem una explicació possible per a l’estel més misteriós de la Via Làctia.

Més informació:
La estrella de Tabby y sus troyanos, el bloc de Alberto Fernández Soto. 24 maig 2017.
New Hypothesis For Tabby’s Star Suggests A Ringed Planet And Lots Of Asteroids, Iflscience. Alfredo Carpineti, 24 de maig 2017. Amb entrevista a Fernando Ballesteros.
Detectar extraterrestres seria un indicatiu de que és possible sobreviure al desenvolupament tecnològic, Entrevista a Fernando Ballesteros, Premi Europeu de Divulgació Científica, Pols d’estels, 15 febrer 2007.

Imatges i vídeos:

1.- Esquema del sistema de KIC 8462852 i l’explicació del comportament inusual. Ballesteros et al., enviat a MNRAS, 2017.
2.- 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 793 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?.
3.- Esquema dels asteroides troians de Júpiter. Wikipedia Commons.
4.- Animació del sistema per a Cuatro, feta per Santiago Romero Ruiz, Infografista en Noticias Cuatro·, Informativos Telecinco y Las Mañanas de Cuatro.

El misteri torna a l’estel KIC 8462852

KIC 8462852, l’estel més misteriós de l’univers, tal com l’anomenava fa uns dies Josep Casulleras  en un extens reportatge publicat a Vilaweb, ha tornat a fer de les seues tal com estava previst. Ha tornat a minvar la seua llum de manera espectacular. Des de fa una setmana, doncs, diversos observatoris del món l’estan seguint per tal d’esbrinar quina és la causa de les baixades espectaculars de brillantor de l’estrella.

La missió Kepler, llançada l’any 2009, ha permés descobrir més de 3000 planetes al voltant d’estels mitjançant el mètode del trànsit. Si un cos planetari passa per davant del seu estel, la brillantor d’aquest baixa un màxim d’1% durant unes hores. Però tal com vaig contar en descobrir-se, en una d’aquestes estrelles, la KIC 8462852, situada a uns 1.500 anys llum de nosaltres a la constel·lació del Cigne, les disminucions de llum que s’hi van detectar eren totalment anòmales, de fins al 20%, amb durades de dies i setmanes. No s’hi trobava cap explicació que s’ajustara a les dades. Això sí, hipòtesis moltes: des d’un disc de pols, a núvols de cometes fins a una megaestructura alienígena. Va néixer així el gran enigma de l’estel més misteriós de la galàxia, coneguda popularment com l’estel de Tabby, en honor de la seua principal investigadora, l’astrònoma nord-americana Tabetha Boyajian.

Doncs ha tornat a passar. Tal com l’astrònoma va preveure, aquest últims dies el fenomen misteriós que fa disminuir la lluminositat de l’estel de Tabby s’ha posat en marxa. Ho contava ahir al seu bloc en anglés l’astrònom cordobés Ángel R. López-Sánchez que treballa a l’Australian Astronomical Observatory (AAO).

Fa uns dies els astrònoms de l’Instituto de Astrofísica de Canarias liderats per Marian González, amb Héctor Socas-Navarro, Andrés Asensio, Carlos Westendorp i Carlos González estaven obtenint dades espectroscòpiques de l’estel amb el Telescopi Mercator d’1.2 m, situat a l’Observatori del Roque de los Muchachos a La Palma, Canàries.

La nit de diumenge passat varen descobrir un comportament inusual a les línies de l’hidrogen de l’atmosfera estel·lar. Ràpidament es posaren en contacte amb l’astrònoma principal de l’estudi de l’estel, Tabetha Boyajian que va fer una crida internacional per observar KIC 8462852 amb tots els mitjans possibles, fins i tot els astrònoms aficionats han estat invitats. Ací part de la crida de l’astrònoma:

Col·legues des de Canàries estan a la meitat d’un temps d’observació de l’estel KIC 8462852 amb l’espectrògraf HERMES del telescopi Mercator (Tenerife, Espanya). Els seus espectres preliminars mostren emissió en el centre de la línia d’Hα, menor pel que fa al Ca h i k. Per refrescar-vos la memòria, totes les observacions espectroscòpiques anteriors estaven lliure de qualsevol emissió…

Així que tots els mitjans d’observació disponibles estan observant des de fa uns dies el misteriós objecte. La passada nit (19-20 de maig), per exemple, s’observà l’estel misteriós des de les instal·lacions de l’Observatori d’Aras de los Olmos de la Universitat de València.

La xarxa global de telescopis Las Cumbres Observatory està monitoritzant l’estrella de Tabby  i va ser testimoni d’un canvi dramàtic de l’estrella en els últims dies. La brillantor es mostra pel que fa a la lluentor normal de l’estrella – el punt més baix mostra una caiguda del 2%. LCOGT

L’alerta ha permés detectar una baixada de lluminositat d’un 2% com anunciava ahir Tabetha Boyajian al twitter i sembla que va en augment. En els esdeveniments anteriors, la corba de llum ha arribat a baixar fins al 20%. És adir, la llum de l’estel ha minvat un 20% de manera irregular i durant uns dies. Imagineu quin fenomen grandiós i a gran escala està passant ara mateix al sistema estel·lar de Tabby.

Ara que l’observen (o l’observaran pròximament) multituds d’instruments i tècniques diverses des de terra i des de l’espai podrem tindre una idea més precisa del comportament estrany de l’estel. Les nits següents poden ser emocionants…

Actualització

Sembla que el fenomen que afecta a l’estel KIC 8462852 ha acabat, com demostra la corba de llum obtinguda a Las Cumbres Observatory i a molts altres. L’estel torna al nivell normal.

Imatges:

1.- Camp d’estels al voltant de KIC 8462852 (amb una creu al damunt) del Digitized Sky Survey – STScI/NASA, Colored & Healpixed by CDS. Amb Aladin Lite. Centre de Dades Astronòmiques d’Estrasburg.
2.- Mapa de la posició de l’estel de Tabby. De l’usuari @owl_astro.
3. Dibuix artístic d’un eixam de cometes al voltant de KIC 8462852. NASA/JPL-Caltech.
4.- Gràfic de la caiguda de la lluminositat de l’estel obtinguda per la xarxa de telescopis Las Cumbres Observatory.

La nebulosa del Cranc mostra els seus secrets

Un equip internacional d’astrònoms acaba de publicar una imatge molt detallada de la nebulosa de Cranc, resultat de la combinació de dades de diversos telescopis situats a la superfície terrestre i en l’espai. Aquests instruments cobreixen quasi tot l’espectre electromagnètic, des de les ones de ràdio observades pel Very Large Array fins al potent resplendor en raigs X observat pel telescopi espacial Chandra. I per suposat, el telescopi espacial Hubble ha proporcionat la imatge de la nebulosa en llum visible mentre que la visió en infraroig ha estat proporcionada per telescopi espacial Spitzer.

Moltes vegades no som conscients que l’Univers no és només com ens el mostren els nostres ulls. La radiació que és capaç d’excitar els cons i bastons de la nostra retina, la llum anomenada visible, sols ens mostra un aspecte de la realitat del nostre entorn. Processos molt energètics com el gas gira al voltant d’un estel de neutrons brilla en llum de raig X o gamma mentre que la formació d’estels només es veu si emprem sensors de llum infraroja. Per això si volem comprendre un objecte tan complex com la nebulosa del Cranc cal combinar tota la informació disponible.

La nebulosa del Cranc és el resultat d’una violenta explosió de supernova observada per astrònoms xinesos l’any 1054. L’estiu d’aquell any, des de Xina s’observà una “estrella invitada”, un nou estel que va aparèixer en la que ara anomenen la constel·lació del Cranc. Segons conten les cròniques xineses, l’estel, que va ser visible uns mesos i es podia observar fins i tot de dia, era sis vegades més brillant que Venus.

Nebulosa del Cranc en llum visible. El púlsar, el disc d’acrecció i els dolls són invisibles amb aquesta llum. NASA, ESA, J. Hester and A. Loll (Arizona State University).

Fins fa poc, cap més registre donava fe de l’observació del fenomen però ara es creu que els natius americans feren pictogrames d’un estel brillant al costat del creixent de Lluna (encara que no és compatible la Lluna creixent en Taure en estiu). També s’ha trobat referència del fenomen en l’obra del segle 13 Meigetsuki del poeta japonés Fujiwara no Teika. També s’han trobat referencies en l’astronomia islàmica a la supernova en una copia del segle 13 feta per Ibn Abi Usaibia d’un treball d’Ibn Butlan, un metge cristià nestorià que treballava a Baghdad en aquella època.

Des de finals dels anys 60 se sap que en el centre d’aquesta nebulosa hi ha un púlsar, un  estel de neutrons superdens, tan petit com una ciutat però que concentra la massa equivalent al nostre Sol.

Aquest monstre estel·lar és el resultat de l’explosió d’un estel com a supernova. En aquest procés les diferents capes d’un estel evolucionat amb un nucli de ferro-niquel s’enfonsen. Però mentre que les més internen col·lapsen ràpidament i formen un objecte dens format per neutrons, (l’estel de neutrons), les capes més externes es troben un interior molt dur i, que emet partícules molt energètiques. Per tant, reboten i són expulsades. És l’explosió supernova.

Com que l’estrella original girava, durant el col·lapse el residu estel·lar que queda al centre augmenta la velocitat de gir de manera espectacular de la mateixa manera quan una ballarina sobre gel augmenta la velocitat del gir en plegar els braços. Al mateix temps el camp magnètic del residu s’amplifica i s’emet un flux de radiació electromagnètic en direcció a l’eix del camp. Donat que aquest eix i els de l’estel de neutrons no estan perfectament alineats, aquest flux de radiació escombra l’espai, com ho fa la llum d’un far. És el pols de radiació visible de l’estel de neutrons que capten els radiotelescopis, el púlsar. En la nebulosa del Cranc el residu que en quedà rota a la increïble velocitat d’un gir cada 33 milisegons amb un camp magnètic amplificat milions de vegades més intens que el del Sol.

La complicada forma de la nebulosa és provocada por la complexa interacció entre el púlsar, un vent ràpid de partícules que venen del púlsar, i el material expulsat originalment per l’explosió de supernova i per l’estel abans de l’explosió.

Cal fixar-se bé en la imatge més energètica, l’obtinguda en raigs X. Ací s’hi veu el disc d’acreció al voltant del púlsar així com els dos dolls de gas perpendiculars col·limats pels camps magnètics que emergeixen de les zones polars de l’estrella de neutrons. Ací baix podeu veure un esquema on les diverses parts de la imatge en raig X estan explicades.

Actualment se sap que l’explosió que va donar origen a la nebulosa, i que brillà breument com 400 milions de sols, va ocórrer a 6500 anys-llum de nosaltres. Si hagués passat a només 50 anys-llum la radiació emesa per la supernova en totes les longituds d’ona energètiques (gamma, raigs X, ultraviolat) així com les partícules d’alta energia haurien escombrat la majoria de la vida a la Terra.

El vídeo d’Adam Block compara imatges de la nebulosa obtingudes l’any 1999 amb d’altres de l’any 2012. S’hi veu clarament que el gas s’expandeix encara per l’explosió de fa quasi 1000 anys. Imagineu si va ser d’intensa l’explosió…

Imatges i vídeos:
1.- La nebulosa del Cranc en una composició que combina imatges preses en gran part de l’espectre electromagnètic. NASA, ESA, G. Dubner (IAFE, CONICET-University of Buenos Aires) et al.; A. Loll et al.; T. Temim et al.; F. Seward et al.; VLA/NRAO/AUI/NSF; Chandra/CXC; Spitzer/JPL-Caltech; XMM-Newton/ESA; y Hubble/STScI.
2.- Imatge en llum visible de la nebulosa del Cranc obtinguda pel Telescopi Espacial Hubble NASA, ESA, J. Hester and A. Loll (Arizona State University).
3.- Esquema del procés de formació de l’estel de neutrons i l’explosió supernova. Wikipedia Commons.
4.- Video de la composició de la imatge en totes les longituds d’ona.
5.- Esquema de la Nebulosa on es veu la posició del púlsar, el disc d’acrecció i els dolls.
6.- M1: el Remanent de la Nebulosa del Cranc d’Adam Block. L’animació mostra l’expansió de la nebulosa entre els anys 1999 i 2012. La imatge del 1999 està presa al VLT d’ESO. La del 2012 és del Mount Lemmon SkyCenter utilitzant el Schulman Telescope de 80 cm.

 

Nous planetes. Descobriment de la NASA?

La descoberta de set planetes de tipus terrestre al voltant de l’estel TRAPPIST-1 ha estat la notícia científica destacada de la setmana. Tothom parla del gran treball que han fet els científics de la NASA per caracteritzar el petit sistema planetari situat a una distància de només 39 anys llum.

És això correcte? o quelcom grinyola? Perquè els astrònoms europeus ens hem quedat una mica decebuts per l’apropiació del descobriment per l’agència espacial nord-americana, NASA, que, en muntar una roda de premsa, ho ha venut com a propi, encara que, curiosament, l’equip internacional que ha descobert el nou sistema planetari està liderat per l’astrònom belga de la Universitat de Lieja, Michaël Gillon. I si repassem detalladament la llista completa de l’equip de treball no veiem cap preeminència de l’Agència espacial nord-americana. De fet, només he vist dues persones relacionades amb la NASA.

El grup de persones darrere la troballa està format per M. Gillon (Université de Liège, Liège, Belgium), A. H. M. J. Triaud (Institute of Astronomy, Cambridge, UK), B.-O. Demory (University of Bern, Bern, Switzerland; Cavendish Laboratory, Cambridge, UK), E. Jehin (Université de Liège, Liège, Belgium), E. Agol (University of Washington, Seattle, USA; NASA Astrobiology Institute’s Virtual Planetary Laboratory, Seattle, USA), K. M. Deck (California Institute of Technology, Pasadena, CA, USA), S. M. Lederer (NASA Johnson Space Center, Houston, USA), J. de Wit (Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA, USA), A. Burdanov (Université de Liège, Liège, Belgium), J. G. Ingalls (California Institute of Technology, Pasadena, California, USA), E. Bolmont (University of Namur, Namur, Belgium; Laboratoire AIM Paris-Saclay, CEA/DRF – CNRS – Univ. Paris Diderot – IRFU/SAp, Centre de Saclay, France), J. Leconte (Univ. Bordeaux, Pessac, France), S. N. Raymond (Univ. Bordeaux, Pessac, France), F. Selsis (Univ. Bordeaux, Pessac, France), M. Turbet (Sorbonne Universités, Paris, France), K. Barkaoui (Oukaimeden Observatory, Marrakesh, Morocco), A. Burgasser (University of California, San Diego, California, USA), M. R. Burleigh (University of Leicester, Leicester, UK), S. J. Carey (California Institute of Technology, Pasadena, CA, USA), A. Chaushev (University of Leicester, UK), C. M. Copperwheat (Liverpool John Moores University, Liverpool, UK), L. Delrez (Université de Liège, Liège, Belgium; Cavendish Laboratory, Cambridge, UK), C. S. Fernandes (Université de Liège, Liège, Belgium), D. L. Holdsworth (University of Central Lancashire, Preston, UK), E. J. Kotze (South African Astronomical Observatory, Cape Town, South Africa), V. Van Grootel (Université de Liège, Liège, Belgium), Y. Almleaky (King Abdulaziz University, Jeddah, Saudi Arabia; King Abdullah Centre for Crescent Observations and Astronomy, Makkah Clock, Saudi Arabia), Z. Benkhaldoun (Oukaimeden Observatory, Marrakesh, Morocco), P. Magain (Université de Liège, Liège, Belgium), and D. Queloz (Cavendish Laboratory, Cambridge, UK; Astronomy Department, Geneva University, Switzerland).

Si l’anunci de la troballa del sistema planetari al voltant de TRAPPIST-1 per part de la NASA no és a causa de la implicació dels seus investigadors, caldria pensar que és per l’ús dels seus instruments astronòmics.

La col·laboració TRAPPIST (The Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope) tracta de “caçar” planetes al voltant d’estels nans roigs de poca massa amb un parell de telescopis de 60 cm propis: un ubicat a Marroc, per a l’estudi del cel de l’hemisferi nord, i un altre a Xile, per al cel de l’hemisferi sud. A més a més, com s’especifica a l’article publicat en la revista Nature (ací resum), per observar el sistema s’han utilitzat també una gran quantitat de telescopis d’observatoris d’arreu del món.

A la taula adjunta no només s’hi pot veure la llista completa dels instruments usats sinó la gran quantitat d’hores dedicades en cadascun d’ells per a observar els trànsits dels planetes davant de l’estrella. I és que fer un gran descobriment és costós de mena.

Així l’equip ha utilitzat els telescopis i instruments terrestres següents: TRAPPIST–South situat a l’Observatori de La Silla de l’ESO a Xile,  TRAPPIST–North a Marroc, el telescopi robòtic de 2 metres Liverpool i el telescopi de 4.2 metres William Herschel  situats a l’Observatori del Roque de los Muchachos de La Palma, Canàries, el telescopi de 3.8 metres UKIRT a Hawaii, el telescopi d’1 metre SAAO a Sud-Àfrica, i, finalment la càmera infraroja HAWK-I en el  Very Large Telescope d’ESO en Xile.

Però què és això de l’ESO? L’Observatori Europeu Austral (ESO) és l’organització intergovernamental de ciència i tecnologia de major importància en astronomia dedicada a l’observació del cel en l’hemisferi sud. ESO opera en tres llocs, únics per la seua qualitat, ubicats al desert d’Atacama xilè: La Silla, Paranal i Chajnantor. El Very Large Telescope, situat a Paranal i utilitzat per la col·laboració TRAPPIST, és un conjunt de quatre telescopis amb un espill primari de 8,2 metres de diàmetre cadascun i és un dels equips astronòmics més avançats del món.

El mes de maig passat l’equip publicà els primers resultats sobre l’estel TRAPPIST-1. S’havien descobert tres planetes al voltant de l’estel. Dos dels planetes, TRAPPIST-1b i TRAPPIST-1c, eren segurs. Tanmateix, respecte al tercer planeta, TRAPPIST-1c, hi havia dubtes, ja que només van poder veure dos senyals del suposat objecte.

Així que, per assegurar-se, van demanar poder utilitzar el Spitzer Space Telescope, un telescopi espacial especialitzat en observar en la banda de l’infraroig. Durant 20 dies consecutius varen poder observar el sistema TRAPPIST-1. I sota l’aparença d’un únic planeta se n’amagaven quatre, més un altre cinqué probable.

Així que, la instrumentació que la NASA deixà utilitzar a l’equip va ser essencial per al descobriment final però, de la mateixa manera, caldria també agrair la col·laboració d’altres organitzacions. L’ESO, per exemple, també va celebrar la troballa amb una nota de premsa que ha passat desapercebuda. De fet, s’han usat TRAPPIST-South i VLT, des d’instal·lacions a Xile pertanyents a ESO.

No hagués estat més productiu fer la roda de premsa conjunta NASA/ESO? A més a més, donat que TRAPPIST és una col·laboració internacional ben reeixida on treballen plegats astrònoms europeus, musulmans, africans i nord-americans, donar-li més presència a la roda de premsa en aquests moments de l’era Trump hagués estat molt potent.

Imatges:

1.- Moment de la conferència de premsa de la NASA.
2.- Liverpool Telescope, a l’Observatori del Roque de los Muchachos, La Palma, Canàries. Dr Robert Smith, Liverpool John Moores University.
3.- Taula amb els telescopis utilitzats en el descobriment. Nature.
4.-Vista aèria de la plataforma d’observació en el cim del Cerro Paranal, amb els quatre recintes per als telescopis de 8,2 metres de la unitat (UTS) i diverses instal·lacions per a l’interferòmetre del VLT (VLTI). ESO.
5.- Vista aèria del telescopi espacial infraroig Spitzer. NASA.

Descoberts set planetes de grandària terrestre en una estrella pròxima

L’expectació era gran aquest vespre per l’anunciada conferència de premsa de la NASA. Ja sabíem que l’anunci estaria relacionat amb els exoplanetes, planetes situats més enllà del sistema solar. De fet, un dels objectius de l’astronomia del segle XXI és la detecció de planetes tipus Terra. I amb puntualitat, a les 19 h. s’ha donat la gran notícia: el descobriment de set planetes d’una grandària similar al nostre i que giren al voltant de l’estel TRAPPIST-1. La troballa d’aquest sistema de set mons rocosos, tots ells amb possibilitats d’aigua en la superfície, és un pas endavant molt important per la recerca de vida fora de la Terra. El descobriment s’ha publicat en la revista Nature (ací resum).

L’estel TRAPPIST-1 es troba a uns 39 anys llum de distància i la podem trobar a la constel·lació d’Aquarius. És un nan roig, estel que es caracteritza per tindre molt poca massa. Com a conseqüència d’això, en aquests tipus d’estels el ritme de crema de l’hidrogen en el nucli estel·lar és tan lent que s’estima que poden durar més que tota la història de l’univers. Són bastant fredes ja que la temperatura superficial no arriba als 4000 K.

Com ja vaig contar en el cas de Proxima Centauri, també nan roig, i el planeta descobert al seu voltant, un estel tan dèbil i fred presenta molt prop seu la zona d’habitabilitat, regió al voltant de l’estel on l’aigua es pot mantindre líquida. I, de fet, tres dels planetes descoberts cauen dintre d’aquesta zona privilegiada. La vida, tal com la coneixem, necessita aigua líquida per mantenir-se i, aquesta zona és un bon lloc on començar a buscar vida fora de la Terra.

L’equip internacional que ha descobert el nou sistema planetari està liderat per l’astrònom de la Universitat de Lieja (Bèlgica), Michaël Gillon. Des de fa uns anys el seu grup s’ha dedicat a buscar planetes al voltant d’estel nans roigs de poca massa. De fet, aquests estels han estat sistemàticament ignorats ja que la missió Kepler de la NASA, dedicada a buscar exoplanetes, només apunta a estels semblants al Sol, molt més calents.

Aquest astrònom porta endavant la col·laboració TRAPPIST (The Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope) que tracta de “caçar” planetes amb un parell de telescopis de 60 cm: un en Marroc, per a l’estudi del cel de l’hemisferi nord i altre en Xile, per al cel de l’hemisferi sud. Per trobar els possibles planetes al voltant d’un estel s’usa el mètode dels trànsits: observar la lleu baixada de lluminositat (menor d’1%)  que produeix el pas d’un planeta per davant del seu estel.

El mes de maig passat l’equip publicà els resultats d’una campanya d’observació sobre l’estel anomenada TRAPPIST-1. S’havien descobert tres planetes al voltant de l’estel. Dos dels planetes, TRAPPIST-1b i TRAPPIST-1c, eren segurs. Tanmateix, respecte al tercer planeta, TRAPPIST-1c, hi havia dubtes, ja que només van poder veure dos senyals del suposat objecte.

Així que, per assegurar-se, van demanar poder utilitzar el Spitzer Space Telescope, un telescopi espacial especialitzat en observar en la banda de l’infraroig. Cal recordar que la dèbil estrella brilla més en aquestes longituds d’ona. Durant 20 dies consecutius varen poder observar el sistema TRAPPIST-1 per caracteritzar finalment el fugitiu planeta. El resultat, però, no va ser el que s’esperava. Realment, sota l’aparença d’un únic planeta se n’amagaven quatre, amb períodes orbitals d’uns 4, 6, 9 i 12 dies. A més, Spitzer va revelar el senyal dèbil d’un altre planeta addicional TRAPPIST-1h. Hi havia, per tant, almenys set planetes al voltant de l’estel.

Comparació del sistema TRAPPIST-1 i el sistema solar interior.

La proximitat dels valors dels períodes orbitals dels sis primers planetes a divisions de nombres enters petits (8/5, 5/3, 3/2, 3/2 i 4/3, respectivament) ens indica que les òrbites dels planetes són ressonants i que, segurament, els planetes es formaren més lluny del seu estel del que estan ara i que posteriorment migraren a les posicions actuals. A més a més, les mesures precises de Spitzer demostren que els planetes interactuen entre ells, i, a més, en estar tan prop de l’estel, hi poden estar lligats per efectes de marea, mostrant-li sempre la mateixa cara, tal com passa amb la Lluna respecte de la Terra. Tindrien d’aquesta manera una rotació síncrona: el període de rotació i de translació de cada planeta serien iguals. Per tant cada cara dels planetes té dia/nit perpetua. Això determinarà el clima d’aquests cossos ja que presentaran vents intensos que bufen de l’hemisferi diürn al nocturn.

En principi la presència d’aigua líquida en el sistema planetari seria possible només per als planetes e, f, g que es troben ben endins de la zona habitable del sistema. Tanmateix els autors de l’article afirmen que la rotació síncrona de tots els planetes seria la causa d’altres configuracions no previstes, com ara l’existència de planetes amb superfícies totalment congelades, amb oceans interiors en la part nocturna, mentre la part diürna, més càlida, tindria una superfície lliure de gels. La possibilitat de vida en aquest tipus de planetes ha estat estudiada. El vídeo mostra una visió artística del possible aspecte d’aquests planetes.

La troballa és realment extraordinària. L’astrofísica  Elisa Quintana, del Goddard Space Flight Center de la NASA i membre de l’equip TRAPPIST comenta: “Tindre aquest sistema de set planetes és realment increïble. Us podeu imaginar la quantitat d’estrelles properes que podrien albergar munts i munts de planetes”

Aquest sistema és un laboratori excel·lent per estudiar l’evolució dels petits planetes com el nostre. A més a més, les seues atmosferes podran ser analitzades fàcilment pels futurs grans telescopis en construcció com l’E-ELT o pel James Webb Space Telescope. Buscar, i potser trobar, traces de vida a través de gasos bio-marcadors com el metà, l’ozó o d’altres serà un repte per a la pròxima dècada.

De tots els mons que hem vist en la ciència ficció, aquests són encara més extraordinaris“, diu Hannah Wakeford, un científic que treballa en exoplanetes a Goddard.

Imatges:

1.- Representació artística dels set planetes descoberts. NASA/JPL-Caltech/R. Hurt, T. Pyle (IPAC).
2.- Els set planetes al voltant de TRAPPIST-1 tal com es veurien des de la Terra amb un telescopi hipotètic de gran potència. NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (IPAC).
3.-  Com seria veure el cel des de la superfície del planeta TRAPPIST-1f. En estar el planeta ancorat per les marees a l’estel, la cara nocturna estarà congelada mentre que la cara diürna tindria aigua líquida. NASA/JPL-Caltech/T. Pyle (IPAC).
4.- Observacions infraroges del  Spitzer Space Telescope del sistema de set planetes que orbiten l’estel TRAPPIST-1. Es veu el canvi de lluminositat quan el planeta passa per davant de l’estel. Aquestes observacions varen permetre determinar molt precisament la grandària, distància a l’estel, la massa i la densitat dels planetes. NASA/JPL-Caltech/M. Gillon (Univ. of Liège, Belgium).
5.- Comparació del sistema de TRAPPIST amb el sistema solar interior. NASA/JPL-Caltech/R. Hurt, T. Pyle (IPAC).
6.- Comparació de les zones habitables del sistema de TRAPPIST amb el sistema solar interior. NASA//JPL-Caltech.
7.- TRAPPIST-1 Planets – Flyaround Animation. NASA/JPL-Caltech.

Gaia, els primers resultats

Gaia_GDR1_Sky_Map_HDs

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Hi ha feina a fer. En continuarem parlant.

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