Viatge al cor de la Galàxia

La Via Làctia és el nom popular que li donem a la nostra galàxia, zona de l’Univers on es troba el sistema solar. Formada per un disc pla d’uns 120.000 anys de diàmetre amb estructura de braços espirals, conté més de 200 mil milions d’estels, els seus corresponents planetes, així com milers de nebuloses de gas i pols, d’on després d’un llarg procés de col·lapse naixeran noves estrelles.El lloc més misteriós és el centre de la Via Làctia.  En el centre, que té forma de bulb esfèric i barrat, es concentra gran quantitat d’estrelles en general velles i ara sabem també que hi ha un forat negre supermassiu d’uns 4 milions de masses solars.

A conseqüència de la gran quantitat de pols que hi ha en la línia de visió des de la Terra cap al centre galàctic, que està situat en la constel·lació de Sagitari, la presència d’aquest forat negre només s’ha pogut detectar amb instrumentació especial i treballant en el rang de la llum infraroja.

L’Organització dels Observatoris Europeus de l’Hemisferi Sud (ESO) ha publicat fa uns dies un vídeo per acostar-nos de manera virtual a aquesta zona especialment interessant de la nostra galàxia. El vídeo comença amb una visió àmplia de la nostra galàxia, vista per un observador a ull nu des d’un indret amb cel ben fosc. Després ens submergim en la polsegosa regió central per fer-hi una ullada de ben a prop. Allà descobrirem el forat negre de quatre milions de masses solars, envoltat per un eixam d’estrelles que giren ràpidament al seu voltant. Evidentment, el forat negre és invisible però podem percebre la seua posició gràcies als moviments de les estrelles observats al llarg de 26 anys pels telescopis d’ESO. Un zoom a aquesta zona ens acosta a l’estel anomenada S2, que és l’estel que es troba més prop del monstre estel·lar. El maig del 2018 es trobava en el punt de màxima aproximació al forat negre. La part final del vídeo mostra una simulació dels moviments de les estrelles.

Informació del vídeo:

Acercándonos al centro de la Vía Láctea

Imatges i vídeo:

1.- Vídeo. ESO / GRAVITY Collaboration
2.- Imatge artística de com es creu que és la Vía Làctia vista des de fora.

El cel d’agost de 2018

Ja som al pic de l’estiu. El calor d’aquests dies i dels que vindran son molestos de dia però permeten que puguem passar més estona a les nits observant l’univers, sobretot si tenim l’oportunitat de fugir de les ciutats contaminades lumínicament i podem gaudir d’un cel nocturn impol·lut, tal com els humans l’hem fet durant milers d’anys.

I és que aquest agost serà espectacular, astronòmicament parlant. És el mes de la pluja dels Perseids però també tindrem la sort de veure la majoria dels planetes en el cel del capvespre.

Passada la ressaca de l’eclipsi de Lluna passat que ens recordà els nostres lligams amb l’Univers, cal tornar a mirar el cel amb ulls d’observador aficionat o ocasional.

Les constel·lacions estiuenques ja han desplegats totes les seues belleses davant dels ulls dels humans. L’Escorpí, amb la seua forma ondulant, domina l’horitzó sud en fer-se de nit. L’ull rogenc del monstre, Antares (Anti-Ares), recorda el color del planeta Mart. A la cua, prop de l’agulló, llueix una brillantor dèbil, el cúmul de Ptolomeu, al fet que aquest astrònom alexandrí va ser el primer a descriure’l com a nebulosa l’any 130 aC.

També és el temps del Triangle d’Estiu format pels estels més brillants del cel: Vega de la constel·lació de Lira, Deneb del Cigne i Altair de l’Àguila. Aquests primers dies d’agost, aquest triangle i les constel·lacions es troben ben altes al cel poc després de la posta del Sol. Si voleu distingir-los al cel, aquests dies trobareu la brillant estrella Vega exactament dalt del cap a les 12 de la nit. Una meravella celeste s’amaga entre els dos estels de la Lira (just per on passa la línia que uneix Altair i Vega a la figura). Es tracta de la nebulosa de la Lira, M57, una nebulosa planetària resultat de la mort d’un estel, tal com li passarà al Sol d’ací a uns 5000 milions d’anys. Amb un telescopi veureu una anella de pols al voltant d’un estel diminut, un nan blanc.

Els planetes continuen donant un espectacle fascinant aquest estiu. Poc després de la posta de Sol, la majoria dels planetes seran visibles. Si mirem des de l’oest cap a l’est distingirem: Venus cap a l’oest, Júpiter al sud-oest, Saturn al sud i Mart, roig com un titot, cap al sud-est. La nit del 14 al 15 d’agost un fi tall de Lluna s’afegirà a la performance celeste. Adjunte imatge simulada del programa Stellarium. Punxeu la imatge per veure-la més gran.

Planetes visibles després de la posta de Sol del 14 d’agost. Punxa la imatge per veure-ho més gran.

Donat que els planetes giren al voltant del Sol en òrbites molt poc inclinades respecte a l’òrbita de la Terra, l’anomenada eclíptica, al cel els planetes realment dibuixen aproximadament aquest camí. Però clar, com que nosaltres viatgem sobre la Terra el que veiem és el moviment del Sol al nostre voltant al llarg de l’any. Per tant, l’eclíptica és també el camí anual del Sol, i la línia on es produeixen els eclipsis, quan es creua la Lluna pel mig.

Venus encara és l’astre més brillant del capvespre, ara en competència amb Mart. És l’astre que es veu només en pondre el Sol si mireu cap a l’oest. El 17 d’agost estarà en la màxima elongació oriental, a 45,9º del Sol, la màxima separació aparent de la direcció solar. Encara que estarà a només 10º d’altura respecte de l’horitzó, serà visible durant una 1 hora i quart abans que s’amague. Aquests dies l’observació amb un telescopi menut serà suficient per veure que el planeta presenta una fase en quart creixent. Venus té fases com la Lluna, un fet que descobrí Galileo Galilei i li confirmà que la Terra gira al voltant del Sol. A partir del 17 Venus tornarà a aproximar-se al Sol i la brillantor serà cap vegada més feble.

A Júpiter, el rei dels planetes, emmarcat entre els estels Spica de la Verge i Antares de l’Escorpí, el podreu trobar cap al sud-est en fer-se fosc. Un telescopi menut ja us mostrarà les bandes de núvols i el ball constant de les llunes. La nit del 17 d’agost una lluna creixent se situarà al seu costat per ajudar a trobar-lo.

Saturn, en la constel·lació de Sagitari, es troba actualment enmig de la Via Làctia. Situat cap al sud, poc després de la posta del Sol, un telescopi permetrà que admireu els seus anells i algun satèl·lit i tot, com ara la interessant lluna Tità.

Finalment Mart, cap al sud-est, és ara mateix l’astre més brillant, amb permís de Venus. En oposició i, en el punt més pròxim a la Terra, es troba actualment a només 58 milions de quilòmetres. El poguéreu veure prop de la Lluna eclipsada el passat 27 de juliol. Un telescopi mostrarà els casquets polars i algun tret característic com la regió muntanyenca i volcànica de Tharsis. Tanmateix la gran tempesta de pols que sofreix el planeta des de fa uns mesos està dificultant l’observació nítida del planeta. I, encara que està ben prop de la Terra, no s’arribarà a veure tan gran com la Terra. D’això ja en vaig parlar fa un temps.

Agost és el mes dels Perseids, la pluja de meteors que provenen dels residus del cometa 109P/Swift-Tuttle. Encara que el moment de la màxima activitat de la pluja ocorrerà en la nit del diumenge 12 al dilluns 13 d’agost, els Perseids poden veure’s en una banda temporal molt més ampla, des del 23 de juliol fins al 22 d’agost. De fet aquests darrers dies, de nit amb un cel fosc, n’haureu vist segur. Enguany pot ser un bon any per observar molts Perseids. Serà lluna nova dos dies abans i, per tant, el cel serà lliure de llums. Això sí, cal fugir en cerca de cels nocturns impol·luts com ara, per exemple, el Montsec a Catalunya o l’Alto Túria als Serrans, al País Valencià.

La Lluna presentarà les següents fases en hora local:

Fase Mes Dia Hora
Quart minvant Agost 4 20 18
Lluna nova Agost 11 11 58
Quart creixent Agost 18 09 49
Lluna plena Agost 26 13 56

Si voleu obtenir més informació podeu punxar aquest enllaç. També podeu veure un senzill mapa del firmament del mes d’agost de 2018. I tot això gràcies al Planetari de Quebec.

Imatges:

1.- La imatge del planeta Neptú a l’esquerra va ser obtinguda durant la prova del mode d’òptica adaptativa del camp Narrow-Field de l’instrument MUSE en el Very Large Telescope d’ESO a Xile. La imatge de la dreta és una imatge comparable del Telescopi espacial Hubble de la NASA / ESA. Tingueu en compte que les dues imatges no es van prendre al mateix temps, així que no mostren trets superficials idèntics. ESO/P. Weilbacher (AIP)/NASA, ESA, i M.H. Wong i J. Tollefson (UC Berkeley)
2-5.- Simulacions d’Stellarium
6.- Simulació del radiant dels Perseids.

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.

Finalment l’E-ELT s’ubicarà a Xile

E-ELT

Observar el cel és una feina costosa. Si durant milers d’anys l’ésser humà va controlar el moviment dels planetes i el pas de les estacions amb l’únic ús dels seus ulls, l’invent del telescopi i el seu ús per Galileu va obrir un món de possibilitats immenses. La cerca de noves nebuloses, cometes cada vegada més dèbils, llunyanes galàxies necessitaven incrementar més i més l’amplària de la lent o de l’espill per captar cada vegada més fotons.L’impuls de l’estudi de la cosmologia, part de l’astronomia dedicada a veure d’on va sortir tot plegat i cap a on anem com a univers, va ser conseqüència de la disponibilitat de telescopis d’uns quants metres de diàmetre que recollien la llum de distants galàxies i que van permetre a Edwin Hubble descobrir l’expansió de l’univers l’any 1929.

Si la cosmologia ha estat la principal impulsora de la construcció de grans telescopis, com ara el Gran Telescopi Canàries de més de 10 metres, els astrònoms dedicats a l’estudi dels planetes al voltant d’altres estels també en seran usuaris pròximament.

Fins ara disposem de 13 telescopis de la categoria 8-10 metres. Mentre el Gran Telescopi Canàries està situat a l’Observatori del Roque de los Muchachos a l’illa de la Palma, d’altres estan situats a Hawaii (els telescopis Keck, un Gemini i el Subaru japonés) i a Xile (els 4 telescopis VLT i altre telescopi Gemini).

Però ben aviat els descobriments d’aquests gegants ens obriran altres interrogants que caldrà respondre amb telescopis més grans. Fins i tot els telescopis actuals no poden obtindre imatges dels planetes extrasolars ni observar les primeres galàxies formades a l’Univers que tenien les estrelles que van generar els primers elements químics llevats de l’hidrogen i l’heli.

Per això ja està en marxa el disseny i construcció d’una nova generació de telescopis extremadament grans. El Thirty Meter Telescope (TMT) es posarà també al volcà extingit de Mauna Kea (Hawaii). El Giant Magellan Telescope (GMT), de 24,5 metres, es situarà a Xile. L’European Extremely Large Telescope (E-ELT), de 42 metres, i projecte de l’European Southern Observatory (ESO), finalment s’ha decidit fa uns dies que s’ubicarà a Cerros Amazones dins del desert d’Acatama a Xile.

Segueix…

La localització d’aquest telescopi ha estat molt discutida. Espanya i Xile pugnaven per situar-lo en el seu territori. El Govern espanyol oferia 300 milions d’euros per sufragar part del cost estimat de 1000 milions d’euros que costarà el projecte.

La oferta espanyola, molt substanciosa, deixà a més d’u perplex per les retallades en I+D que la ministra de Ciència i Innovació ha efectuat darrerament a la ciència en aquesta època de crisi. Un colp d’efecte potser, donat que els informes tècnics avalaven des de feia mesos la candidatura del desert d’Acatama per a l’E-ELT per la major quantitat de nits d’observació sense núvols i per la proximitat de l’observatori Paranal també de l’Observatori Europeu del Sud.

E-ELT01

Decidida ja la seua ubicació caldrà ara esperar la seua construcció i inauguració per al 2018.

Les característiques de l’E-ELT poden veure’s a la seua pàgina web o en aquest vídeo ben aclaridor de les seues magnituds. Recollirà 15 vegades més llum que els grans telescopis actuals amb la seua superfície de 1300 metres quadrats. L’espill de 42 metres de diàmetre no estarà construït d’una sola peça sinó per 1000 segments hexagonals d’uns 1,4 metres d’ample i 5 cm de gruix. La forma òptica adient del conjunt, necessària per a formar una imatge, s’aconsegueix amb milers de sensors que espenten els segments i que responen en mil·lèsimes de segons a les deformacions globals causades per la temperatura i per les distorsions del seu propi pes.

Els seus reptes científics seran la detecció i característiques dels exoplanetes, física fonamental (per exemple, variació de les constants fonamentals de la física al llarg de la història còsmica), els primers objectes de l’Univers i història de l’evolució de les galàxies, forats negres i la natura i distribució de la matèria fosca i energia fosca que domina l’Univers.

Fotos: ESO