A l’alba s’hi veuen meravelles

Diumenge encara era fosc quan ens acostàrem a la platja per veure l’eixida del Sol. Al cel lluïa el planeta Venus, impassible al secret que l’endemà desvelaríem. Dissabte l’amic astrònom Josep Julià m’havia fet enveja perquè havia aconseguit, des de Dénia, veure Eivissa perfilada davant d’un Sol naixent. Seria possible veure Eivissa, des de 50 km al nord?

Eixida de Sol vist des de Dénia. 12 de setembre 2020. Josep Julià.

Finalment no vàrem veure Eivissa però el Sol ens féu un regal inesperat, tal com ens el va fer 6 anys enrere en presentar-nos un preciós miratge inferior. Mentre el Sol anava eixint, prenia l’estranya forma en omega (Ω). Aquest també conegut com de forma de vas etrusc fou descrit ja fa uns 150 anys a la novel·la El raig verd de Jules Verne, en aquell cas en el moment de la posta de Sol vist des de la costa d’Escòcia. Per això la seqüència ocorre al revés:

Immòbil, i amb una intensa emoció, van veure el globus de foc mentre s’enfonsava més i més prop de l’horitzó, i, per un instant, va quedar suspès sobre l’abisme. Després, a través de la refracció dels rajos, el seu disc semblava canviar fins que semblava un vas etrusc, amb costats voluminosos, de peu a l’aigua.

Com he dit abans, l’estiu del 2012 va vàrem veure el fenomen i a l’escrit que vaig fer llavors podeu llegir l’explicació. Ara adjunte només la imatge de com es produeix el miratge amb una palmera a un desert. Ara tenim una nova seqüència que us deixe ací baix. La llàstima va ser no veure el raig verd. A la pròxima.

L’eixida del Sol a l’estiu sempre és agraïda. Per la solitud, per la fresca però també per les meravelloses vistes que ens regala la natura.

Imatge final de l’eixida de Sol feta amb el mòbil. El Sol ha quedat massa saturat.

Imatges. Totes són d’Enric Marco llevat que es diga el contrari.

Estudiar els fenòmens atmosfèrics violents des de l’espai

Els fenòmens associats a les tempestes que ocorren a l’atmosfera terrestre encara no estan compresos totalment. Els raigs, llamps i trons en són els trets més característics però aquests es produeixen en la baixa atmosfera. Però des de l’espai, des de fa anys, s’observen altres fenòmens fins i tot més violents que no s’entenen encara. Per tractar d’explicar el problema global de les tempestes, dilluns passat, dia 2, es llançà  la missió ASIM (The Atmosphere Space Interactions Monitor) per instal·lar-se a l’exterior de l’Estació Espacial Internacional (ISS). La Universitat de València lidera aquest projecte de ciència de l’atmosfera.

L’objectiu principal de la missió ASIM és estudiar la correlació (mateix lloc, mateix temps) entre els esdeveniments lluminosos transitoris (TLE, Transient luminous events, per les seues inicials en anglès) i els flaixos terrestres de raigs gamma (TGF, Terrestrial gamma ray flashes) que es produeixen a l’atmosfera superior per sobre de les tempestes.

Els esdeveniments lluminosos transitoris (TLE) són descàrregues d’energia electromagnètica en l’atmosfera superior, molt per sobre del que observem des de la superfície terrestre. Els TLE inclouen sprites o espectres vermells, dolls blaus i follets (i molts més), encara que els més comuns són els sprites. Els TLE es produeixen per sobre de les tempestes, la qual cosa significa que mentrestant els raigs s’activen en la baixa atmosfera.

L’sprite és una descàrrega elèctrica que es produeix per sobre dels núvols cumulonimbe en tempestes intenses en la part de l’atmosfera anomenada mesosfera. Per sota té una estructura tipus filamentosa blava que pot assolir 30 quilòmetres d’alçada i en la seva part superior forma una espurna lluminosa vermell-ataronjada.

Els flaixos de raigs gamma terrestres (Terrestrial gamma-ray flashes o TGFs en anglès) són esclats de raigs gamma produïts en l’atmosfera de la Terra. Els TGFs registrats duren ben poc, entre 0,2 i 3,5 mil·lisegons, però poden presentar energies de fins a 20 MeV. Els científics també han detectat emissions de positrons i electrons energètics. Probablement són causats per intensos camps elèctrics produïts per sobre o a l’interior de grans tempestes elèctriques però el seu origen no està clar.

L’objectiu principal de la missió ASIM és estudiar la correlació (mateix lloc, mateix temps) entre els esdeveniments de llum transitòria (TLE) i les flaixos de raigs gamma terrestres (TGF). Això s’aconsegueix amb els dos instruments, un instrument òptic per observar els TLE i un detector d’altes energies de raigs X i raigs gamma per observar els TGF. Els dos instruments implementen algorismes d’activació avançats per a la identificació d’aquests esdeveniments.

Producció hipotètica de flaixos de raigs gamma terrestres (TGF) propers a un raig impulsat per ones electromagnètiques irradiades per un gran pols de llum.

La Universitat de València participa en la missió espacial ASIM, per analitzar els fenòmens violents de l’atmosfera. El professor d’Astronomia de la Universitat de València Víctor Reglero dirigeix l’equip internacional que ha dissenyat aquest instrument de recerca espacial. ASIM ha sigut desenvolupat durant dotze anys per equips danesos, noruecs i de l’estat espanyol.

Un conjunt de 40 persones dels camps de la recerca i les tecnologies de la Universitat de València, la Universitat Politècnica de Catalunya, l’Institut d’Astrofísica d’Andalusia-CSIC i l’Institut Nacional de Tècniques Aeroespacials (INTA) amb diverses empreses, entre les quals destaquen Aciturri i Iberespacio de Madrid i Vacuum Projects i Alcupla de València han realitzat un treball intens per desenvolupar l’instrument principal MXGS (els sistemes òptics).

Aquests treballs continuen la tradició de disseny de missions científiques de la Universitat de València començats el 1992 amb LEGRI (Low Energy Gamma Ray Imager) com a part de la plataforma MINISAT-01 llaçada l’abril de 1997, amb la missió d’Alta Energia Integral (2002) de l’Agència Espacial Europea i Uffo en el satèl·lit rus Lomonosov (2016). Un element clau de la missió actual ASIM ha sigut el disseny, fabricació i qualificació per a vol dels sistemes òptics d’Alta Energia (Màscares Codificades) de MXGS.

ASIM arribà a l’Estació Espacial Internacional en un vehicle de transport SpaceX Dragon després d’haver estat llançat per un coet Falcon de Spacex des de Cap Canyaveral (EUA) el passar el 2 d’abril.

Una vegada arribat a l’estació s’instal·larà ASIM en la seua ubicació, a l’exterior i l’extrem del mòdul europeu Columbus en una operació delicada pels seus tres-cents quilos de pes que exigixirà l’ús del braç robòtic i l’eixida d’astronautes, i que durarà una setmana en gravetat zero, i finalment s’encendrà.

Es preveu que els instruments a bord d’ASIM estiguen operatius uns dos anys, que seran dos anys de treball d’operacions i anàlisis al Centre de Dades, que tindrà seus compartides a la Universitat de Dinamarca, a la Universitat de Bergen a Noruega i a la Universitat de València, al Campus de Burjassot-Paterna.

Imatges:

1.- Logo del projecte ASIM.
2.- Representació de fenòmens elèctrics en l’alta atmosfera. Wikipèdia Commons.
3.- Un sprite sobre Laos, vist des de l’Estació Espacial Internacional. Imatge de la NASA cortesia de Jeff Schmaltz, MODIS Rapid Response Team, Goddard Space Flight Center. Text de Michon Scott.
4.- Com les tempestes envien partícules a l’espai. NASA/Goddard Space Flight Center. Part d’una sèrie d’imatges de l’esdeveniment.
5.- Producció hipotètica de flaixos de raigs gamma terrestres (TGF) propers a un raig. Wikipèdia Commons.

I el Sol ens féu un regal

Sunrise01 Sunrise02 Sunrise03 Sunrise04 Sunrise05 Sunrise06 Sunrise07 Sunrise08L’observació celeste et dóna de vegades regals inesperats. Estàvem dilluns passat fotografiant, des de la vora de la mar, la inusual conjunció entre els planetes Venus i Júpiter quan, una vegada la lluïssor del cel va ser massa intensa i els planetes van desaparéixer, vam tindre la pensada d’esperar a veure l’eixida del Sol.

I puntual a la cita, a les 7:17 min., el Sol va començar a treure el seu disc per darrere l’horitzó. I aleshores va ser com, amb la càmera preparada, vaig poder captar com el disc solar li costava separar-se de l’horitzó i adquiria una estranya forma en omega (Ω). Aquest efecte també rep el nom de vas etrusc (fotos 1 i 2), denominació que va posar-li l’escriptor Jules Verne, en un passatge de l’obra El raig verd (1882, a partir de la versió en anglés!).

Tots els ulls es van girar cap a l’oest. El sol semblava enfonsar-se amb més rapidesa quan s’acostava a la mar; que va llançar una llarga estela de llum enlluernadora sobre la superfície tremolosa de l’aigua; el seu disc aviat va canviar d’un to d’or vell a un color vermell foc, i, a través dels seus ulls entretancats, semblava brillar amb tots els matisos que varien d’un calidoscopi. Tènues i ondulants  línies tacaven el tremolós camí de la llum sobre la superfície de l’aigua, com una massa de lluentons de brillants gemmes. Cap mínim senyal de núvol, boirina o boira era visible al llarg de tot l’horitzó, que era tan clarament definit com una línia negra traçada sobre paper blanc. Immòbil, i amb una intensa emoció, van veure el globus de foc mentre s’enfonsava més i més prop de l’horitzó, i, per un instant, va quedar suspès sobre l’abisme. Després, a través de la refracció dels rajos, el seu disc semblava canviar fins que semblava un vas etrusc, amb costats voluminosos, de peu a l’aigua.

El Sol continuava pujant, separant-se de l’horitzó i, mentre ho feia, s’allargassava i prenia la forma de gota fins que finalment aconseguí despegar-se de l’horitzó i adquirí la seua forma usual circular.

Aquest bonic efecte, que teniu il·lustrat en les fotos adjuntes que vaig fer, és un clar exemple de miratge inferior. Aquest efecte òptic és molt conegut al desert, o sobre una carretera calenta. Es produeix quan hi ha una capa d’aire calent sobre la superfície de l’aigua (o de l’arena o de la carretera) i és la causa que un raig de llum de l’objecte que en teoria no havia d’arribar a l’observador, es corbe i arribe als seus ulls. Des del punt de vistmiragea de l’observador, per tant, hi ha rajos que venen des de la direcció de l’aigua (o de l’arena o de la carretera) i formen una imatge invertida de l’objete sota l’objecte real. No és, en cap cas, una reflexió sobre l’aigua, és una refracció causada per la variació sobtada de l’index de refracció de l’aire.

Hi ha d’altres fenòmens astronòmics que mostren a vegades miratges com es pot veure a l’entrada Mirage of astronomical objects de la Viquipèdia. El Sol en la posta o en l’eixida pot presentar miratges, però també la Lluna o fins i tot cometes observats prop de l’horitzó marí.

Però el més desconcertant és el raig verd, fenomen òptic atmosfèric que es pot observar poc després de la posta de Sol o poc abans de la sortida, en el qual es pot veure un punt verd, normalment durant un o dos segons, sobre la part superior del Sol. Aquest efecte va meréixer la novel·la El raig verd de Jules Verne, de la que ja he parlat. Però no sé si va ocòrrer o no durant l’observació del passat dilluns ja que no vaig estar massa atent al primer moment de l’eixida del Sol.

Podeu trobar més informació sobre els miratges en els enllaços següents:

An Introduction to Mirages Un detallat treball sobre la física dels miratges amb gràfics explicatius.

Rising Sun forming the Greek letter omega also known as an Etruscan vase shape. De la sèrie Science is Beauty.

Imatges: 1-8. Eixida del Sol el 18 d’agost a les 7:17. Un miratge invertit del Sol des de la platja de Tavernes. Enric Marco.
9. Miratge invertit de Total Internal Reflection and its Application, TutorVista.com