El meteorit dels Urals
El matí del 15 de febrer un meteorit va impactar prop de la ciutat russa de Txeliàbinsk, situada al vessant oriental dels Urals. Uns estudis posteriors van determinar que es tractava d’un asteroide d’uns 17 m de diàmetre i una massa d’unes 10.000 tones que va entrar a gran velocitat a l’atmosfera de la Terra. Durant el viatge a través de l’atmosfera, l’asteroide es va fragmentar en molts trossos, la majoria dels quals s’acabaren desintegrant i d’altres van arribar fins a la Terra. L’ona de xoc va causar diversos ferits i nombrosos danys materials. A l’octubre se’n va recuperar un tros de 575 kg que va permetre conèixer la composició del meteorit, principalment silicats, però també sulfur de ferro i níquel i quantitats menys importants de crom, clinopiroxè i plagiòclasi. La composició dels meteorits és molt semblant a la del material del qual es van formar els planetes, d’aquí la importància d’estudiar-los. El que va ocórrer amb el meteorit dels Urals, amb una energia estimada d’unes 500 quilotones (la bomba atòmica d’Hiroshima tenia 13 quilotones), es produeix una mitjana d’una vegada cada segle. El darrer amb el qual es pot comparar és el meteorit de Tunguska, que va impactar en aquesta zona de Sibèria l’any 1908.
El meteorit dels Urals va impactar poques hores abans que l’asteroide 2012 DA14 passés a tan sols 27.000 km de la Terra, més a prop que la distància a la qual es troben alguns satèl·lits artificials i aproximadament a una quinzena part de la distància que hi ha entre la Terra i la Lluna. Si bé en un primer moment es va pensar que ambdós fets podien estar relacionats entre ells, l’anàlisi posterior de la trajectòria del meteorit, molt diferent de la de l’asteroide 2012 DA14, va descartar aquesta relació.
Dos cometes visibles a simple vista
Al març es va poder observar a simple vista el cometa C/2011 L4 PANSTARRS. Es tracta d’un cometa no periòdic (i que, per tant, no tornarà a passar prop de la Terra) descobert dos anys abans amb el telescopi Pan-STARRS, situat a Hawaii. El màxim apropament a la Terra es va produir el 5 de març.
Per la seva banda, al final de novembre, es va poder observar el cometa ISON. En tractar-se d’un cometa que mai no s’havia apropat al Sol, provinent directament del núvol d’Oort, estudiar-ne la composició pot ajudar a comprendre l’origen del sistema solar. L’ISON és un cometa dels anomenats "rasants", ja que el seu periheli, el punt de l’òrbita més proper al Sol, es trobava a tan sols 1.860.000 km del centre del Sol (el radi del Sol és de 695.500 km). Per primer cop es va poder seguir l’evolució d’un cometa d’aquestes característiques des d’una posició més enllà de l’òrbita de Júpiter fins al seu periheli. El cometa va ser visible a ull nu els dies anteriors al pas pel periheli, el 28 de novembre, però no va sobreviure a les intenses forces de marea provocades pel Sol i a la forta escalfor, per la qual cosa es va desintegrar just abans d’assolir la màxima aproximació al Sol. Tot i així, l’àmplia campanya d’observació que es va dur a terme els dies previs a la seva desaparició donarà noves pistes sobre la natura d’aquests cossos.
Exploració robòtica de Mart
Fotografia de la superfície de Mart obtinguda pel robot Curiosity
© ESA / ATG medialab / ESO / S. Brunier
Mart continua essent el planeta més activament estudiat. El robot Opportunity continua funcionant després de 9 anys de missió i més de 36 km recorreguts sobre la superfície marciana, un nou rècord per als vehicles d’exploració de la NASA. Per la seva banda, el seu successor, el Curiosity, l’any 2013 va començar a treballar a ple rendiment, bo i analitzant la composició química del sòl i les roques de la zona on va aterrar, a l’estiu del 2012. El Curiosity disposa d’una petita perforadora, que li permet foradar les roques, i d’un laboratori en el qual pot analitzar la pols resultant. Amb aquestes tècniques s’ha pogut establir que, en el passat, alguns minerals van estar en contacte amb l’aigua, cosa que indica que Mart va gaudir en algun moment d’un entorn propici per a la vida microbiana. L’estudi del subsòl de Mart fet per la sonda de la NASA Mars Reconnaissance Orbiter va mostrar igualment alteracions originades per la presència d’aigua en el passat, que en alguns casos podria haver aflorat a la superfície.
Kerberos i Styx, noves llunes de Plutó
Els anys 2011 i 2012, observacions fetes amb el Telescopi Espacial Hubble de la NASA van revelar la presència de dos satèl·lits fins aleshores desconeguts, que orbitaven al voltant de Plutó. Al juliol del 2013, la Unió Astronòmica Internacional va fer oficials els noms d’aquest dos nous cossos: Kerberos i Styx. El primer té un diàmetre entre 13 i 34 km, mentre que el segon és un cos irregular que fa entre 10 i 25 km. Amb Kerberos i Styx ja són cinc els satèl·lits coneguts de Plutó.
Abundància de planetes extrasolars
El descobriment de nous planetes extrasolars ha deixat de ser notícia. Al final del 2013 se’n coneixien més d’un miler, pertanyents a més de 750 sistemes planetaris. Les darreres estimacions, basades en dades del telescopi espacial Kepler, indiquen que una de cada sis estrelles podria tenir al seu voltant un planeta de mida similar a la Terra. Això donaria més de 16.000 milions de planetes semblants al nostre a la Via Làctia.
Un cop detectat, el següent pas en l’estudi d’un planeta extrasolar és aconseguir determinar-ne les característiques físiques (mida, massa, distància a l’estrella) i la composició de l’atmosfera, en cas que en tingui. En aquest darrer aspecte, un grup d’astrònoms japonesos va obtenir un resultat que indica una alta probabilitat de presència d’aigua a l’atmosfera de la superterra anomenada GJ 1214b. Una superterra és un tipus de planeta més gran que la Terra, però que no arriba a la mida dels grans gegants gasosos del sistema solar com Urà i Neptú. La presència d’aigua a l’atmosfera d’una d’aquestes superterres ajuda a establir el lloc on es va formar dins del disc protoplanetari, ja que la distribució d’elements dins seu no és uniforme. El gel d’aigua es troba present a les regions exteriors del disc, on s’hauria format GJ 1214b, per després migrar cap a zones més properes a la seva estrella.
Gaia: un mapa en 3D de la Via Làctia
Recreació artística del satèl·lit Gaia de l’ESA, amb la Via Làctia de fons
© NASA / JPL - Caltech / MSSS
El 20 de novembre es va enlairar, des del Port Espacial Europeu de Kourou (Guaiana Francesa), el satèl·lit Gaia de l’Agència Espacial Europea (ESA), el qual té com a objectiu determinar la posició, la distància i el moviment de 1.000 milions d’estrelles (l’1% del total d’estrelles de la Via Làctia), amb una precisió sense precedents, equivalent a l’angle amb què veuríem des de la Terra una moneda d’un euro situada a la superfície de la Lluna. Aquestes dades permetran estudiar l’origen i l’evolució de la nostra galàxia. El Gaia realitzarà les seves observacions des d’un punt situat a 1,5 milions de la Terra en direcció oposada al Sol, anomenat L2. La missió d’aquest satèl·lit durarà cinc anys, durant els quals cada estrella serà observada una mitjana de setanta vegades. A més d’observar les estrelles, la missió revelarà un gran nombre d’objectes fins ara desconeguts, com 200.000 nous asteroides, centenars de milers de quàsars i milers de nous planetes extrasolars.
El Gaia consta de dos telescopis i d’un pla focal compost per cent sis càmeres CCD amb un total de mil milions de píxels, el més gran mai enviat a l’espai. S’estima que el volum de dades generat per la missió serà de l’ordre d’un petabyte, o el que és el mateix, 200.000 DVD. El catàleg final de la missió es farà públic al voltant de l’any 2022. En la preparació de la missió i de les eines computacionals per a la posterior anàlisi i tractament de les dades, hi ha participat un ampli equip d’astrònoms i enginyers de l’Institut de Ciències del Cosmos de la Universitat de Barcelona (ICC-UB), dirigit per Jordi Torra.
L’estructura central de la Via Làctia
El bulb galàctic, situat a la zona central de la Via Làctia, és una de les regions més importants i massives de la nostra galàxia, però al mateix temps de les més desconegudes, a causa dels densos núvols de gas i pols que ens n’impedeixen la visió directa. Dos nous estudis fets a longituds d’ones infraroges, on el gas i la pols es tornen més transparents, van obtenir una imatge precisa de l’estructura del bulb. El primer, realitzat per investigadors de l’Institut Max Planck de Física Extraterrestre (Alemanya), ha treballat amb una mostra de 22 milions d’estrelles del bulb, n’ha determinat les distàncies i n’ha realitzat un mapa tridimensional. L’estudi ha posat de manifest que el bulb té forma de closca de cacauet quan es mira de costat, i que vist des de dalt té forma d’una barra allargada.
El segon estudi, encapçalat per S. Vásquez de la Pontifícia Universitat Catòlica de Xile, es basa en el moviment en 3D de 400 estrelles. Les estrelles sembla que es moguin al llarg dels braços del bulb en forma de x, ja que les seves òrbites van de dalt a baix i fora del pla de la Via Làctia. Aquesta estructura en forma de x o cacauet coincideix molt bé amb els models teòrics de galàxies espirals barrades, com la nostra, que van començar la seva evolució a partir d’un disc d’estrelles. El col·lapse posterior de la part interior va donar lloc a l’estructura que ara observem.
La distància al Gran Núvol de Magalhães
Astrònoms de la Universitat de Concepción (Xile) van determinar a quina distància es troba el Gran Núvol de Magalhães
© NASA / ESA / S. Lake / Pomfret School
Per poder calcular la distància que hi ha fins a galàxies llunyanes, els astrònoms mesuren primer la distància a objectes propers, anomenats candeles estàndards, que fan servir com a referència. El repte és determinar amb precisió la distància a alguna d’aquestes candeles estàndards, ja que, si no, la cadena no funciona i les distàncies als objectes més llunyans són poc acurades. Un dels primers passos va ser establir a quina distància es troba el Gran Núvol de Magalhães, una petita galàxia irregular que orbita la Via Làctia i on trobem algunes candeles estàndards. Això és el que han fet un equip d’astrònoms dirigits per W. Gieren, de la Universidad de Concepción (Xile), a partir d’observacions de sistemes binaris eclipsants, estrelles que orbiten una al voltant de l’altra, de manera que una passa pel davant de l’altra i provoca variacions en la llum que rebem. La distància resultant és de 163.000 anys llum, amb un error de només el 2%, més petit que el que s’havia obtingut fins ara i que permetrà recalibrar les distàncies als objectes més allunyats de l’Univers.
Més proves a favor del Big Bang
La teoria del Big Bang proposa que l’Univers es va formar en una gran explosió fa al voltant de 13.800 milions d’anys i que des de llavors s’ha anat expandint. L’Univers primitiu, abans de la formació de les primeres estrelles, estava compost pels anomenats elements primordials, principalment hidrogen i heli, però també per d’altres com liti i beril·li. A partir d’aquests elements es van formar les primeres estrelles, que, per tant, haurien de tenir aquesta mateixa composició. Malgrat que la teoria del Big Bang té el suport de les observacions, encara hi ha incògnites per resoldre, com, per exemple, que l’abundància dels isòtops de liti a les estrelles més antigues no es correspon amb les quantitats dels elements predites en la composició de l’Univers primitiu.
Aquesta polèmica, però, va ser resolta enguany, quan al mes d’octubre van ser presentades unes noves observacions que estableixen que la proporció entre els isòtops Li-6 i Li-7 és la predita per la teoria. Aquestes observacions, fetes amb el telescopi Keck, de 10 m, situat a Hawaii, són les més precises de què es disposa fins al moment.
Mapa del fons còsmic de microones
Al març passat va ser presentat el mapa del fons còsmic de microones efectuat per la missió Planck de l’Agència Espacial Europea (ESA). El fons còsmic de microones és una relíquia de quan l’Univers tenia només 380.000 anys, instant en què els electrons i els protons, fins aleshores lliures, es van recombinar per formar els primers àtoms. En aquell moment l’Univers es va tornar transparent, ja que la llum podia recórrer lliurement l’espai sense interactuar amb els electrons i els protons com fins a aquell moment. Aquesta radiació, originàriament a una temperatura de 2.700 °C, s’ha anat refredant per l’expansió de l’Univers, fins que avui en dia ens arriba en forma de microones amb una temperatura de 2,7 °C per sobre del zero absolut. Les petites irregularitats de l’Univers, en aquella època van deixar empremta a la radiació en forma de petits canvis de temperatura que depenen de la direcció en la qual observem. Són aquestes fluctuacions de temperatura les que va cartografiar la missió Planck al llarg de més de quinze mesos.
Les primeres anàlisis mostren algunes característiques que no poden ser explicades pels models actuals, com ara una petita asimetria d’un hemisferi del cel respecte de l’altre, o la presència d’una àmplia zona amb una temperatura més freda que la mitjana. Una possible explicació a l’asimetria podria ser que l’Univers no fos isòtrop, és a dir, que no fos igual en totes les direccions, tal com es pensava fins ara. A part d’aquestes anomalies, la resta de dades recollides per la missió Planck encaixen perfectament amb el model estàndard de l’Univers i han permès determinar la seva composició: el 4,9% de matèria ordinària, de la qual estan compostes les galàxies que podem observar; el 26,8% de matèria fosca, matèria no visible que podem detectar per la seva influència gravitatòria, i el 68,3% d’energia fosca, una força misteriosa responsable de l’acceleració de l’expansió de l’Univers. La natura dels dos darrers components és ara per ara desconeguda, cosa que significa que només coneixem amb certesa un escàs 5% dels components de l’Univers.
La Voyager 1 abandona el sistema solar
La sonda Voyager 1 va ser llançada el 5 de setembre de 1977 amb l’objectiu d’estudiar de prop Júpiter, Saturn, Urà i Neptú. Les darreres dades enviades per la sonda, situada a més de 18.000 milions de quilòmetres de la Terra, indiquen que ha abandonat el que es coneix com heliosfera, la zona d’influència del Sol, per endinsar-se en l’espai interestel·lar.
Aquestes dades indicatives van començar a aparèixer al final del 2012, quan, d’una banda, els instruments de la Voyager van detectar per primera vegada raigs còsmics de baixa energia –partícules originades a les darreres fases de la vida de les estrelles–. La seva detecció ha estat possible gràcies a la desaparició quasi total de partícules de la mateixa energia provinents del Sol (en concret s’ha observat una disminució de la intensitat de partícules solars en un factor superior a 1.000). D’una altra banda, la densitat d’electrons mesurada per un altre dels instruments de la Voyager ha augmentat fins a quaranta vegades la densitat mesurada dins de l’heliosfera. Aquest valor observat coincideix amb el valor que els científics preveien per a l’espai interestel·lar.
Totes les dades que envia la sonda Voyager ajuden a conèixer millor l’heliopausa, la zona fronterera entre el sistema solar i l’espai interestel·lar, i com interactua el camp magnètic solar amb el camp magnètic de la Galàxia. La Voyager 1 es converteix d’aquesta manera en el primer artefacte humà que abandona el sistema solar, mentre que la sonda bessona Voyager 2 es troba encara dins de l’heliosfera, a uns 15.000 milions de quilòmetres de la Terra.