Què li passa a Betelgeuse?

Durant les nits d’hivern la constel·lació d’Orió és ben visible. Les tres estrelles alineades del cinturó ajuden a que siga una de les més conegudes del cel. La mitologia ens diu que representa un gegant caçador. I aquestes setmanes, Betelgeuse, l’estel rogenc situat al seu muscle dret, sembla que s’està apagant. És un senyal que està a punt d’explotar com a supernova?

Betelgeuse és l’estel més brillant de la constel·lació i un dels 10 més brillants del cel. Tanmateix actualment la seua brillantor ha minvat tant que a finals de desembre havia baixat a la posició 21.

Quina podria ser l’explicació d’aquest fenomen?

Betelgeuse és una supergegant roja, una immensa bola de gas d’unes 12 masses solars, un estel evolucionat que fa mil·lennis deixà la tranquil·la seqüència principal on cremava hidrogen per formar heli. Ara unflada exageradament travessarà fases successives de cremat d’hidrogen, heli, carboni, neó, oxigen i silici. Al final d’aquest procés, l’estrella acabarà amb una estructura interna similar a la d’una ceba, amb diverses capes, cadascuna d’una composició diferent. I quan les cendres siguen de ferro al centre, ja no es podrà generar més energia i s’esdevindrà el col·lapse i l’explosió de supernova.

Betelgeuse és relativament jove. Només té un 10 milions d’anys mentre que el Sol, molt més vell, es troba a la meitat de la seua vida d’uns 4500 milions d’anys. Les altíssimes pressions i temperatures de l’interior d’aquest tipus d’estels supergegants i tan massius tenen com a conseqüència que cremen molt ràpidament i tenen una vida curta. Si vius intensament la vida, la cremes molt de pressa.

Betelgeuse està a només 700 anys llum, prou prop per poder resoldre el seu disc estel·lar amb els nostres telescopis. La imatge superior, realitzada amb els radiotelescopis de  l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), ens mostra l’estel supergegant roig, una de les estrelles més grans conegudes. Les antenes d’ALMA ens presenten l’estrella com d’unes 1400 vegades més gran que el Sol. La figura mostra la mida de l’estrella comparada amb el Sistema Solar. Si situarem Betelgeuse al lloc del Sol engoliria Mercuri, Venus, Terra i Mart i fins i tot el gegant del gas Júpiter. Només Saturn en restaria fora encara que sofriria la calor de l’estrella i, a poc a poc, s’aniria evaporant. I, donada la seua massa i edat, es considera que l’estel explotarà com a supernova en els pròxims 100 000 anys. Però, realment podria ser d’ací 1000 anys, o demà mateix. Ningú ho sap del cert.

Representació artística que mostra Betelgeuse amb una bombolla gegantina que bull a la superfície i una forta emissió de gas que va ser expulsada a sis radis fotosfèrics o aproximadament a una distància equivalent a l’òrbita de Neptú. ESO//L. Calçada.

I ara, des d’octubre la lluminositat de  l’estel està baixant ràpidament. A finals de desembre del 2019 la brillantor de Betelgeuse s’havia atenuat un factor 2,5, d’una magnitud aparent 0.5 a l’actual de 1.5. És a dir, l’estel és, ara mateix, un 2,5 més fosca que a l’estiu passat.

Betelgeuse està tan prop i és tan gran que és l’única estrella, sense comptar el Sol, de la qual podeu veure amb instrumentació sofisticada la seu superfície. I s’ha detectat una gran variació en l’aparició de zones fosques i brillants, que la converteix en una estrella variable. A més perd material i forma núvols de gas al seu voltant, que poden ser la causa de la baixada de brillantor observada actualment.  Les baixades i pujades de brillantor s’han observat regularment al llarg del temps des del segle XIX però mai s’havia vist una baixada tan profunda i continuada.

Així que la disminució de brillantor observada ara ha estat associada per alguna premsa a l’explosió imminent de Betelgeuse. De fet, no sabem exactament que passa a l’exterior d’una estrella pocs dies abans del seu col·lapse i explosió. Quins signes externs presenta una estrella abans de morir com a supernova? No se sap massa bé.

Tanmateix els astrofísics especialistes en el tema descarten que per ara Betelgeuse vaja a explotar. Només semblen efectes de les capes externes i dels núvols de material que l’envolten.

Simulació realitzada amb el programa Celestia de la constel·lació d’Orió tal com es podria veure des la Terra quan Betelgeuse esclate com a supernova. Hi ha, però, un detall a considerar. L’estel brillarà com la Lluna plena però continuarà essent un objecte puntual.

Ara bé, si tenim la sort que en la nostra vida l’estel es decidira a fer-nos un espectacle celeste serà un fenomen que no ens passarà per alt. Betelgeuse serà aleshores la supernova més brillant no mai observada, tan brillant com la Luna plena. A més, durant uns mesos seria visible tan de dia com de nit, i podríem caminar sota la llum de Betelgeuse. Passat aquest temps començaria a baixar la seua brillantor fins que cap als tres anys retornaria a la seua lluminositat habitual. Aquesta baixada de llum no s’aturaria ja que cap als sis anys Betelgeuse seria tan dèbil que deixaria de ser visible a ull nu. La constel·lació d’Orió perdria el seu muscle dret i el seu aspecte canviaria per sempre.

Mes informació:
Betelgeuse: Star’s weird dimming sparks rumors that its death is imminent
Betelgeuse: What’s up?
El enigma de Betelgeuse

Imatges:

1.- Betelgeuse és l’estrella brillant roja que se troba situada en la part superior dret de l’imatge. Hubble European Space Agency (HST/ESA).
2.- Sense atribució. Wikipedia Commons.
3.- Imatge via ESO.
4.- ESO/L. Calçada. A plume on Betelgeuse (artist’s impression with annotations)
5.- Infografia d’Heloïse Stavance.@Sydonai
6. HeNRyKus Celestia. Wikipedia Commons.

Què n’esperem del 2020?

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

Astronomia i exploració espacial

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

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

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

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

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

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

Solar Orbiter. ESA/ATG medialab

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

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

Gaia, operada per l’Agència Espacial Europea (ESA), ha creat el mapa tridimensional més gran, precís, de la nostra Galàxia. Aquesta imatge mostra la visió de la Via Làctia basada en mesures de gairebé 1.700 milions d’estrelles.

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

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

Física

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

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

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

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

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

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

El cel de gener de 2020

L’any comença i el fred, finalment, ha arribat. La neu pinta de blanc les muntanyes dels Pirineus, mentre les planes deixen enrere les boires i els núvols sembla que podran impedir la contemplació del cel els primers dies de gener.

El fred no ajudarà a mantindre’s al costat del telescopi per veure amb ell o a ull nu els fenòmens celestes que podrem gaudir aquest primer mes de l’any.

Els planetes seran esquius aquests dies. Només Venus brillarà exultant al cel del capvespre mentre que Saturn i Mercuri passaren aquests dies per darrere del Sol, sent, per tant, inobservables.

A la matinada, però, poc abans de l’eixida del Sol hi haurà una mica més de joc de planetes.

El planeta Venus es troba en les millores condicions d’observació aquests dies. Al capvespre, en amagar-se el Sol, ja veurem cap al Sud-Oest i ben alt un objecte ben brillant que és difícil que no trobes. Fins i tot, abans que surten les primeres estrelles tindrem Venus dominant tot aquest cantó de cel. I, si no sou capaços de veure’l, tot i les referències que us donen, el 28 de gener, al voltant de les 19 hores, un tall de Lluna se situarà al seu costat. Seria bonic fer-ne una fotografia.

 

No caldrà esperar tant per veure una configuració celeste especial. La nit del 7 de gener la Lluna en quart creixent visitarà la constel·lació de Taure. Tot just al seu costat podrem admirar l’ull del Bou, Aldebaran, un estel gegant roig. L’espectacle estarà complet si admirem Orió, la gran constel·lació del gegant caçador.

La constel·lació d’Orió és molt fàcil de reconèixer al cel si troben les tres estrelles en línia, Alnitak, Alnilam i Mintaka (d’esquerra a dreta). Ja amb telescopi podrem trobar belles nebuloses de gas i pols, com la famosa Nebulosa del Cap de Cavall i la Nebulosa d’Orió.

Un cas apart es l’estrella Betelgeuse, una supergegant roja que mostra estranys signes d’una pròxima explosió en forma de supernova. Situada en el muscle dret del gegant, aquests dies ha perdut brillantor i els experts s’han entusiasmat a l’espera de veure una bell show celeste per Nadal. Tranquils, sembla que de moment no passarà.

Serà a l’eixida del Sol quan podrem veure millor una dansa de planetes. La Lluna, com sempre, ens ajudarà a reconèixer-los. Així la matinada del 21 de gener, cap a les 7:30, pocs minuts abans de l’eixida del Sol, una Lluna en quart minvant se situarà ben prop d’un feble planeta Mart, mentre Júpiter, prop de l’horitzó s’ho mira de lluny.

Si ens volem passar la nit al ras, tenim ocasió fer-ho tot esperant la pluja d’estels dels Quadràntids. La nit del 3 al 4 de gener, cap a la matinada, serà el màxim de la pluja, associada a les deixalles del cometa. Amb una taxa horària zenital THZ de 120, aquesta és una de les pluges de meteors més actives juntament als Perseids a l’agost i als Gemínids al desembre.

Gener també ens obsequiarà a un eclipsi de Lluna penumbral. La nit del 10 de gener la Lluna plena entrarà dins de la penombra de la Terra i la lluminositat minvarà moderadament. L’eclipsi serà tan suau que passarà sense pena ni glòria per a la majoria de la població.

Finalment dir-vos que el 5 de gener, a les 8:00, la Terra passarà pel periheli de l’òrbita al voltant del Sol. Aquell moment el nostre planeta se situarà en el punt de major aproximació al Sol, 0,98325 ua = 147092107 km.

La Lluna presentarà les següents fases en hora local:

Fase Mes Dia Hora
Quart creixent Gener 3 05 45
Lluna plena Gener 10 20 21
Quart minvant Gener 17 13 58
Lluna nova Gener 24 22 42

Si voleu obtenir més informació podeu punxar aquest enllaç. També podeu veure un senzill mapa del firmament del mes de gener de 2020. I tot això gràcies al Planetari de Quebec.

Imatges

1.- Fotografia del cinturó d’Orió, format per les estrelles Alnitak, Alnilam i Mintaka (d’esquerra a dreta). Al costat d’Alnitak també són visibles la Nebulosa de la Flama i la Nebulosa del Cap de Cavall (a l’esquerra), així com les nebuloses de reflexió NGC 2023, IC 434 i IC 435. A la cantonada superior esquerra de la imatge hi ha les nebuloses. generalitzat M 78 i NGC 2071. Es veuen molt bé les estrelles σ Orionis i 31 Orionis. La primera es troba a la dreta del Cap de Cavall i la segona, molt roja, a la dreta i més avall de Mintaka. myyorgda, Wikipedia Commons.
2-3.- Panoràmiques celestes de Stellarium.
4.- Mapa d’Orió. Härkä és Taure, i Jänis, Lepus, en la llengua de la imatge de Wikipèdia.
5.- Panoràmiques celestes de Stellarium.