dilluns, de setembre 21, 2020

Podria haver-hi vida a Venus?

Fa uns dies, un grup multinacional d’astrònoms, sota el lideratge de la Universitat de Cardiff, va publicar un estudi que ha fet trontollar l’escenari de cerca de vida fora de la Terra.



L’estudi, que recull dades obtingudes en 2 fases, l’any 2017 i el 2019, i amb 2 instruments diferents (el telescopi James Maxwell a Hawaii, i el complex ALMA a Xile), confirma la detecció de fosfà a l’atmosfera de Venus, un gas considerat com a possible biomarcador.



Anem pas a pas per tal d’explicar què vol dir tot això.


La cerca de vida (elemental) fora de la Terra es basa, per als indrets que no podem explorar directament, en la detecció remota de concentracions de gasos en les atmosferes planetàries que puguin ser sospitoses (tècnicament en diem fora del seu estat d’equilibri). Aquest gasos s’anomenen globalment biomarcadors.



En realitat, no existeix (que coneguem encara) el biomarcador perfecte. Tenim molt bones aproximacions, però cadascuna d’elles presenta els seus problemes. Per exemple, l’oxigen es pot emprar com a biomarcador. Es tracta del gas oxidant per excel·lència, i es combina de seguida amb molts altres compostos per a crear òxids i sals diverses (la prova la tenim amb el rovell que poc a poc van desenvolupant els metalls exposats a la nostra atmosfera). La clau per a considerar-lo biomarcador és que si no existeixen fonts que el renovin constantment, l'oxigen desapareix ràpidament en estat lliure. I, a la Terra, el principal fenomen productor d’oxigen és la fotosíntesi. D’aquesta forma, la detecció d’oxigen en una atmosfera pot ser un bon indicador per a sospitar la presència de vida.



El gas detectat a Venus ha estat el fosfà (també anomenat fosfina). És un compost simple, format per un àtom de fòsfor i 3 d’hidrogen (amb una fórmula, per tant, similar a la de l’amoníac, només que canviant l’àtom de nitrogen per un de fòsfor).



La fosfina és molt poc estable en atmosferes oxidants. En presència de compostos oxidants, la fosfina és efímera, i el fòsfor passa a formar part de materials com ara els fosfats. Així, de forma similar al que explicava abans quan parlava de l'oxigen, si no hi ha una font que renovi constantment la fosfina, aquesta desapareix d’una atmosfera planetària oxidant de forma ràpida.



Aquest és justament el cas a la Terra. Evidentment la nostra atmosfera és l’exemple perfecte d’un aire oxidant, amb la presència d’oxigen lliure. De forma que la fosfina no sobreviu en aquestes condicions.  Però tot i això se’n detecta en el nostre planeta, i la raó és que existeixen mecanismes que en produeixen, de fosfà. I aquí ve el punt important: a la Terra tot el fosfà generat prové de fonts biològiques. En concret, de l’acció humana (indústria) i del metabolisme de determinats microorganismes que viuen en ambients anaeròbics (és a dir, privats d’oxigen).



Per tot això, la fosfina és considerada un biomarcador per a atmosferes oxidants.



A pesar que Venus no té oxigen en estat lliure en la seva atmosfera, aquesta és igualment oxidant, especialment per la presència d’abundant àcid sulfúric en forma de vapor i petites gotes en els núvols del planeta. I per aquest motiu és tan sorprenent (i sospitós) detectar-hi fosfà.



La sospita es fa més gran encara quan es tenen en compte les concentracions detectades. L’estudi parla de 20 parts per miler de milió a les capes altes de l’atmosfera de Venus, entre els 50 i els 80 km d’alçada aproximadament. Sembla una minúcia, sí, però en realitat es tracta de concentracions destacades. Com a referència, en el nostre planeta les concentracions de fosfina a l’aire són d’unes poques parts per bilió, per tant un parell d’ordres de magnitud menys que a Venus.



Quin problema tenim amb la fosfina? Abans ja deia que no tenim un biomarcador perfecte. En el cas de la fosfina, un dels problemes és detectar-la en remot.



La detecció es basa en l’anàlisi de la llum rebuda del planeta en qüestió. Aquesta llum es descompon mitjançant un mecanisme similar a l’acció d’un prisma per a obtenir el que anomenem espectre. Els elements i compostos químics acostumen a deixar la seva empremta en l’espectre de llum, quan aquesta interacciona amb el material que travessa. Aquestes marques apareixen en els espectres com a bandes fosques (o també com a bandes molt brillants, en funció del tipus d’interacció), i funcionen ben bé com si fossin codis de barres: cada element, cada compost químic té el seu conjunt de marques.



Per desgràcia, l’atmosfera de la Terra interfereix molts cops en la claredat dels codis de barra d’alguns compostos. I aquest és el cas de la fosfina.



Per a realitzar la detecció, els científics que han participat en l’estudi han hagut d’aprofitar un senyal que la molècula de fosfina genera en l’infraroig i que es pot rebre des de la superfície del nostre planeta. Aquest fet no tan sols fa que la detecció sigui complexa, sinó que l’estimació de concentracions ho és encara molt més.



Però el problema més important respecte la fosfina i la seva consideració com a biomarcador és que no acabem d’estar segurs, ni aquí a la Terra, sobre la seva relació amb la vida. Abans deia que identifiquem fosfina en entorns anaeròbics (per exemple, en els intestins dels pingüins). Però en el món científic hi ha molt debat sobre si aquesta fosfina és un producte directe del metabolisme dels microorganismes que habiten aquests entorns, o bé podria ser simplement el resultat de reaccions químiques posteriors, no directament relacionades amb l’activitat microbiana.



Per aquesta raó, l’estudi publicat és curós en recalcar que en cap cas es pot dir que s’hagi detectat vida a Venus, però sí un indicació sospitosa que caldria analitzar amb més detall.



La coneguda com a navalla d’Occam diu que en ciència l’explicació més simple acostuma a ser l’encertada. En aquest cas, és molt possible que el fosfà a l’atmosfera de Venus sigui generat per reaccions abiòtiques, no relacionades amb la vida.



De totes maneres, l’equip de científics, en el seu informe, destaca que han simulat tots els fenòmens que caldria esperar, i cap d’ells és capaç de generar les concentracions de fosfina detectades. Parlen, per exemple, del vulcanisme de Venus, o de la interacció de la llum ultraviolada del Sol amb les capes altes de l’atmosfera del planeta. Fins i tot amb la possibilitat que el fosfà hagi estat transportat per asteroides o cometes. Però, com deia, cap d’aquestes explicacions convenç a l’equip.



Durant el capítol de “La Terra és plana” de "El Suplement" de Catalunya Ràdio que vàrem dedicar al tema (al final de l'article trobaràs l'enllaç), en Roger Escapa em preguntava si aquesta detecció era el més a prop que mai hem estat de descobrir vida fora de la Terra. Vaig respondre que al meu parer, sí.



Tot i les precaucions que hem de tenir, i a pesar que penso que hi ha moltes probabilitats que es tracti de noves reaccions químiques que, en aquelles condicions, creïn fosfà, o també que es puguin haver produït errors en les mesures, crec que mai hi ha hagut una detecció tan excitant com aquesta pel que fa a la cerca de vida.



A Mart, amb molt el planeta més explorat, es va produir fa anys la detecció de gas metà, un altre biomarcador. Però les concentracions són molt petites, no hi ha acord sobre aquestes en funció dels instruments que ho mesuren i, a més, es coneixen fenòmens abiòtics generadors de metà (com ara geològics). Per tant, si el metà a Mart ens va insipirar a seguir remenant la sorra d’aquell món, el fosfà venusià ens crida dient que paga la pena anar-hi.



Només enviant naus, sondes que explorin aquests núvols, podrem confirmar si allà habiten formes de vida bàsiques. Per cert, que haurien de ser completament diferents al nostre esquema de vida a la Terra, ja que cap aminoàcid o proteïna pot sobreviure el contacte amb àcid sulfúric!



A pocs dies de l’anunci, algunes agències espacials ja estan traient la pols a dissenys i projectes que havien caigut, any rere any, durant la “subhasta” dels pressupostos. En el moment en què escric aquest article, l’administrador general de la NASA ha fet unes declaracions dient que Venus ha d’agafar el protagonisme de futures missions. Al mateix temps, l'Índia, un dels països més potents pel que fa als programes espacials, també ha compromés una missió pels propers anys.




I per què hem d’invertir en buscar vida?



Aquesta pregunta me l’han fet molts cops. Per mi és senzill respondre-la, especialment si tenim en compte que totes les inversions en ciència en general no poden ni comparar-se amb el que ens gastem en despesa militar arreu del món.



De totes les respostes, però, que podria donar, que inclourien el desenvolupament de tecnologia i materials necessaris per a realitzar les exploracions i que després emprarem en el nostre dia a dia, n’hi ha una fonamental: no sabem com la vida va aparèixer al nostre planeta. La troballa de vida elemental a fora ens podria donar moltes pistes, no tan sols per a respondre aquesta qüestió sinó també per a explicar-nos què és la vida.



Hem de cercar vida per saber qui som en realitat. Aquesta és la resposta.



Si vols saber més, pots escoltar:

·        * El capítol de “La Terra és plana” (El Suplement de Catalunya Ràdio) que vàrem dedicar a aquesta descoberta

·        * La secció que fem quinzenalment amb en Josep Cuní (SER Catalunya)


dijous, de juliol 23, 2020

Arriben Les Llàgrimes de Sant Llorenç 2020. Guia d'observació... i reflexió!


Primer va ser degut al confinament del març. Vaig decidir llançar una iniciativa anomenada “Ciència en confinament”, amb l’objectiu d’oferir continguts gratuïts científics a la gent per a fer un xic més suportable el moment. I la cosa va créixer fins als 42 capítols en directe a través d’internet, amb més de 6.000 assistents en total.

Després ha estat el retorn lent al que eufemísticament anomenem “nova normalitat”. També l’escriptura del proper llibre, sobre les “casualitats” que han fet que tinguem vida.

El final de temporada de “La Terra és plana” dins El Suplement de Catalunya Ràdio ha estat intens, amb capítols que han requerit feina de preparació. Hem completat ja 2 temporades, i hi tornem el proper setembre.

Ah! I les xarxes socials, que cada cop m’estan requerint més temps. En especial, twitter. La veritat és que és fantàstic rebre la quantitat de fotografies del cel i comentaris que m’envieu!

El gran perjudicat amb tot això ha estat el blog. No he tingut gaire temps per escriure nous articles, la veritat.

Així que he decidit que les Llàgrimes de Sant Llorenç bé s’ho mereixien.

Es tracta de la pluja d’estrelles més famosa de totes i la més senzilla d’observar, gràcies a que es produeix en ple mes d’agost. El seu nom tècnic: els Persèids.

L’espectacle ja va de fa dies, ja que és un fenomen que dura setmanes. Però les millors nits, quan més densitat de fugisseres es concentrarà, seran les de l’11 al 12 i del 12 al 13 d’agost.

Enguany coincideix amb Lluna minvant, de forma que tindrem una primera part de la nit sense la llum del nostre estimat satèl·lit. El moment millor per mirar el cel, per tant, serà durant la primera part de la nit, abans no surti la Lluna de matinada.

Cap a on mirar? Fàcil. No cal triar una direcció determinada. Els meteors (traços lluminosos de les estrelles fugaces) poden aparèixer en qualsevol punt del cel. El més òptim és mirar en vertical, ja que d’aquesta manera es pot controlar més superfície de cel. Això sí, haureu d’estirar-vos còmodament o el coll us acabarà adolorit!

I quantes fugisseres veureu? Ah... ja m’agradaria a mi tenir la resposta! Hi ha tants factors que hi prenen part! Per exemple, la qualitat del cel. Evidentment, com és allunyats de les llums dels nuclis urbans, millor. Lògicament, el fet que hi hagi núvols o no també serà un element clau.

La paciència és fonamental! Hi ha molta gent que pensa que es tracta d’aixecar la vista i veure caure les estrelles. Tot i que hi ha alguns registres històrics que indiquen que això ha passat ocasionalment, el més habitual és haver d’esperar estona. És un excel·lent moment per fer-la petar, amb família o amics, mentre es contempla la nit estrellada i la Via Làctia creuant per sobre nostre. I, de sobte, tot d’una creuarà una estrella fugaç que farà que apuntem amb el dit i exclamem la típica “l’heu vista?”. Potser la següent arribarà de seguida, quan encara recordem la primera.

És això. Arriben sense avisar, sovint en ràfegues. Minuts d’espera seguits per moments d’excitació en els que n’apareixen vàries.

Què estem veient? Són diminuts fragments de cometa.

Els cometes, quan s’apropen al Sol, tenen tendència a alliberar pols i petits fragments que queden orbitant. Quan la Terra, en el seu gir al voltant del Sol, creua el pas del cometa, milions de trossets impacten contra la nostra atmosfera, friccionen amb les capes altes, i es desintegren en un bonic flash de llum. Per aquest motiu, les pluges d’estrelles es produeixen, sempre, durant les mateixes nits al llarg de l’any. Justament els moments de creuament amb les òrbites d’alguns cometes (i, en algun cas, asteroides).

En concret, els Persèids, o Llàgrimes de Sant Llorenç, són bocins del cometa Swift-Tuttle, una bèstia d’uns 26 km de dimensió i que està considerat com l’objecte més perillós que coneix la humanitat. Per què? Doncs ho podem deduir de la definició de pluja d’estrelles que acabem de fer. Hem dit que es produeixen quan el nostre planeta creua l’òrbita d’un cometa. Doncs sí, creuem el pas del Swift-Tuttle!

Una reflexió: som vius gràcies als impactes. Els que varen portar l’aigua a la Terra. El que va crear la Lluna (les marees han estat fonamentals pel desenvolupament de la vida). El que va extingir als dinosaures (i al 85% de les espècies vives fa 66 milions d’anys) i va aplanar el camí pels mamífers.

És clar, ara que els humans som aquí ja no hi voldríem jugar més, al joc dels impactes. “Gràcies natura! Gràcies pels impactes que vas enviar i que ens han creat! Però, sisplau, ara ja no en volem més!”. La natura, però, no té pensat escoltar-nos, i el cicle d’impactes seguirà existint al nostre Sistema Solar. Ja no amb la freqüència que tenia quan el Sistema Solar era infant (era un veritable caos d’objectes), però sí de forma periòdica, simplement per probabilitats.

Em referia abans a l'objecte que va impactar fa 66 milions d’anys. Doncs bé, hem estimat que potser tenia entre 10 i 12 km de mida. El Swift-Tuttle en té 26! Com veieu, es tracta d’un veritable esterilitzador de planetes!

Però tranquils, perquè en els propers milers d’anys no hi ha probabilitat d’impacte contra aquest monstre.

Què més veure? Doncs és molt interessant fixar-se amb el recorregut visual dels meteors quan els veiem creuar. Recordeu la trajectòria del primer que caceu. Allargueu mentalment la línia de llum cap enrere. Feu el mateix amb les demés fugisseres, i trobareu que totes elles semblen provenir del mateix punt del cel, que anomenem radiant. Aquell punt és justament el lloc pel qual la Terra està impactant contra el núvol de fragments.

El radiant és el que dóna nom tècnicament a les pluges d’estrelles. Així, Persèids ens indica que el radiant de les Llàgrimes de Sant Llorenç s’ubica visualment en la constel·lació de Perseu.

Mentre esperem, observant el cel, a part de la sempre espectacular Via Làctia veurem un punt molt brillant en el cel, baix sobre l’horitzó sud. Una llum intensa, sense pampallugues. Es tracta del planeta Júpiter. Al seu costat, un xic per sota i més a l’esquerra, albirarem fàcilment una altra llumeta, tot i que més feble i pàl·lida, que pertany al Senyor dels Anells, Saturn.

Finalment, com a recomanació: eviteu llums dels mòbils, i en general qualsevol llum blanca. Necessitem ben dilatada la pupila per a poder captar quantes més fugisseres millor. Cada cop que algú encén el mòbil, la pupila es tanca, i necessitem minuts per  que es torni a habituar a la foscor. Així que es tracta, simplement, de posar-se còmode i gaudir del cel i de l’espectacle de les estrelles fugaces.

Espero que ho pugueu gaudir molt,enguany, que falta que ens fa.

I penseu en la paradoxa. La pluja d’estrelles més famosa, familiar i inspiradora de totes. I és un recordatori de la nostra fragilitat. Cada una de les boniques fugisseres que veurem és un missatge que ens envia la natura, dient-nos que som aquí perquè ella ens hi ha posat, i que aprofitem el regal de la vida, cada segon de la mateixa.

Hi ha moltes coses de les que ens hem de preocupar. Ara tenim entre mans la qüestió de la salut i la recuperació econòmica. No oblidem la gent que es mor ofegada cada any intentant creuar la Mediterrània per accedir a una vida un xic més digne. Ni tampoc el canvi climàtic, la malmesa que estem generant com a llegat pels fills dels nostres fills.


Però estareu d’acord amb mi que malbaratem moltes hores d’aquesta preciosa vida preocupats per altres qüestions molt més banals. Problemes que, quan els poses en perspectiva, no aguanten cap comparativa amb els realment greus i importants.

La natura s’ha pres moltes molèsties per a que avui puguem ser aquí. Tenim un regal, i es diu vida. Desitjo que la contemplació enguany de les Llàgrimes ens ajudi a reflexionar sobre com i amb què hem de gastar les nostres energies i quines altres coses no es mereixen ocupar tant espai a la nostra llista de preocupacions.

Cal que preparem entre tots una bona dosi de solidaritat per a ajudar en la recuperació de la situació actual, i la llum de les fugisseres ens recordarà que som capaços del pitjor, però també del millor.

Que així sigui. Bones Llàgrimes a tothom!


dimarts, de febrer 25, 2020

Ja és aquí: "100 històries de l'aventura espacial". Presentació dimarts 24 de març, a les 19 hores, a Casa del Libro (Passeig de Gràcia 62, BCN)


"La NASA tenia al davant una decisió de màxima rellevància. Un cop establert que Michael Collins romandria dalt el mòdul de comandament, orbitant la Lluna, s’havia de definir si seria Armstrong o Aldrin el primer home en trepitjar aquell món. Una elecció amb un impacte molt més enllà del purament circumscrit a la missió Apollo 11. Un dels noms passaria a la història, per sempre més, com el primer. L’altre seria recordat, amb sort, com el segon.

La decisió esperada apuntava a Buzz Aldrin, ja que per norma el comandant esperava sempre dins la nau quan hi havia una operació de passejada espacial. Però la sorpresa va saltar amb l'elecció del comandant, d'Armstrong, un astronauta civil i amb una personalitat més humil, amb qui la NASA se sentia millor representada".

Un bon dia, en una conversa amb en Jordi Ferré, director de 9 Grup Editorial (grup al que pertany Cossetània Edicions) li vaig proposar fer un llibre sobre l'exploració de l'espai, en què s'expliquessin anècdotes poc conegudes, més enllà del que tots més o menys ja sabem. En Jordi, entusiasta com sempre, em va dir que ja m'hi podia posar. El nou llibre s'incorporaria a la col·lecció "De 100 en 100" de l'editorial, que tan bons resultats està donant de fa temps, i en la que s'inscriu també un dels meus anteriors textos, "100 qüestions sobre l'univers".



Així que vaig començar a recopilar dades i més dades. En llibres, i en els llocs internet de les agències espacials. El meu objectiu era trobar les històries al darrere de missions i de fites. No havia de ser un llibre dedicat a la tecnologia, sinó a les persones i a les naus (com si fossin herois, ja em coneixeu).

La primera dificultat va ser la creació de l'índex provisional, ja que sobraven temes. I la segona, l'accés a informació rellevant de missions de l'antiga Unió Soviètica. Molta d'ella ha viscut classificada durant temps, i encara ara no es troba directament accessible, de forma que en alguns cassos vaig haver de beure de fonts secundàries.

"Corria gener de l'any 1961 quan Yuri Gagarin va donar el gran cop, amb el seu primer vol orbital. Allò va crear una enorme tensió en els EEUU, que veien com els soviètics els anaven pel davant en tot el que feien. El president Kennedy va demanar reacció urgent, i es va decidir enviar a l'espai al primer astronauta americà, l'Alan Shepard. Però la tecnologia dels coets no estava a punt, i aquell no podria ser un vol orbital, sinó tan sols un llançament parabòlic, com qui dispara una bala de canó. La missió va anar bé, tot i que l'heroi americà va tenir el dubtós honor de ser el primer en alliberar la pressió de la seva bufeta dins el vestit espacial, quan no se'l va permetre sortir de la càpsula mentre esperava el moment de l'enlairament".

L'escriptura del llibre va avançar de forma frenètica. Cada dia que passava, com més informació trobava, analitzava i seleccionava, més ganes tenia de filar les històries que buscava. Els meus ulls cercaven curiositats, emocions, sentiments, també èxits i tragèdies, en aquell munt de dades que recopilava.

Al llarg dels mesos, el projecte va anar prenent forma. Òbviament, havien de ser 100 capítols, com és tradicional dins la col·lecció. Però quan acabava la primera versió del redactat, vaig veure que necessitava un final especial. Allò que havia intentat transmetre era l'aventura de la humanitat a l'espai. Els somnis que els nostres avantpassats tenien de volar al cel i visitar la Lluna i més enllà. Era el relat dels esforços de la nostra humil espècie en donar els primers salts cap el cosmos.

Així que el llibre va acabar contenint 101 capítols (les meves disculpes a l'editor, que, per cert, no va posar cap mena de problema en això!). El darrer seria un capítol molt especial, diferent a la resta. Contindria un desig, potser també un somni.

Completada la primera versió, va venir la típica fase de lectures repetitives i encaix de tot plegat. Allà varen caure unes poques de les històries inicials i en van entrar de noves. Hi havia tant on escollir!

"L'any 1999, la NASA enviava a Mart la sonda MCO (Mars Climate Orbiter), un car projecte amb l'objectiu d'estudiar l'atmosfera del planeta roig. Després dels mesos de viatge, la nau arribava al seu destí per a iniciar la part més perillosa de la missió: frenar i deixar-se capturar per la gravetat marciana. Però els indicadors mostraven quelcom estrany: la nau anava desviada de trajectòria, i allò no pintava gens bé. La MCO es va esclafar a la superfície de Mart només arribar. Un projecte d'anys havia fracassat a la primera de canvi degut a un increïble error: una de les empreses subcontractades per la NASA havia treballat amb unitats de mesura imperials i no mètriques! Increïble, però cert. Una enorme lliçó d'humilitat per a tothom".

Cap a finals d'estiu de 2019, el redactat ja estava pràcticament finalitzat. Una lectura més, alguns canvis, i ja era en mans de l'editor. A partir d'aquell moment es posava en marxa la maquinària tècnica necessària per a convertir aquell document electrònic en un llibre.

Després d'un intercanvi d'idees entre l'autor i l'editorial, quedava també definit el títol definitiu. L'obra portaria com a nom "100 històries de l'aventura espacial", i com a subtítol "Èxits i tragèdies de l'espècie que somiava explorar el més enllà".

I així va ser quan la primera setmana de febrer de 2020 vaig rebre a casa el primer exemplar. Havia nascut la criatura. Tenia 23 centímetres i pesava mig quilo!

"Els gestors de la NASA varen al·lucinar quan els seus enginyers els varen presentar el projecte de fer aterrar un robot marcià fent-lo rebotar sobre coixins. L'astronauta americà Luca Parmitano va estar a punt de morir ofegat a l'espai l'any 2013. L'Sputnik 2, l'any 1957, que transportava la gossa Laika, mai no va estar pensat ni preparat per retornar, de forma que el destí del pobre animal havia quedat segellat en el mateix moment en què l'havien seleccionat pel vol. I els americans van haver de pagar una multa de 400 dòlars als australians per embrutar el seu territori quan, el 1979, l'estació espacial Skylab queia descontrolada a la Terra".


Són 100 + 1 històries de l'aventura espacial, de somnis, de projectes, de repte constant, alguns cops al límit del impossible. El relat de com ens ho hem fet per sortir de la Terra, per caminar sobre la Lluna. Per enviar robots a explorar Mart, o sondes als mateixos confins del Sistema Solar. També dels sacrificis que s'han hagut de fer, alguns d'ells en forma de pèrdues humanes.

Un llibre en el que hi he posat molta il·lusió. I que espero que us agradi!

Per cert, esteu convidats a la presentació! Serà dimarts dia 24 de març, a les 19 hores, a Casa del Libro (Passeig de Gràcia 62, Barcelona).


dimarts, de febrer 04, 2020

Estar en òrbita és caure sense parar. Així funciona la gravetat.


Fa uns dies vaig publicat al twitter una piulada en la que es veien els astronautes de l'Estació Espacial Internacional jugant a pilota en situació de manca de pes, i en la que aprofitava per explicar que, en realitat, la mal anomenada ingravidesa no existeix.

La piulada va generar moltíssim interès i comentaris, amb dubtes i preguntes. Fins i tot, una de les persones que va contribuir a la conversa em va demanar que ho aclarís en un article, atesa la limitació del Twitter per a poder estendre's massa.

En aquest article intentaré explicar com funciona en realitat la gravetat, i què vol dir exactament estar en òrbita. Ah!... i per què els astronautes estan caient tota l'estona!


Primera part: lectura bàsica per a tots els públics. El Coiot i el Correcamins.

Com tots sabem, la gravetat és aquella "força" que fa que quan saltem tornem a caure al terra, o que, a cada any que passa, ens costi més pujar una escala que baixar-la.

Molts pensadors i científics al llarg de la història han estudiat aquest misteriós component de la natura. Entre els més il·lustres trobem a Galileu, Newton i al mateix Einstein.

Com que vull mantenir aquest article el més simple possible, i que no li faci mandra a ningú llegir-lo, evitaré entrar en les formulacions matemàtiques de la gravetat (de res!).

Anem ara a veure com funciona a la pràctica aquesta persistent gravetat. A tal efecte, podem utilitzar molts models mentals, cadascun d’ells amb els seus avantatges i inconvenients des del punt de vista de facilitar la comprensió de determinats aspectes.

A mi, el que més m’agrada és el que tinc a ma quan visito escoles per parlar d'aquest tema, perquè, com veurem, crec que proporciona una explicació senzilla i molt, molt propera a la realitat.

Emprarem, doncs, 2 voluntaris, en Wile E. Coyote (simplement el coiot pels amics) i el Correcamins (d'acord, d'acord, no em feu recordar la meva edat! Potser alguns dels estudiants que visito no saben qui són aquest personatges... però així aprofitem i també aprenen sobre ells!).

El coiot, desesperat per atrapar al correcamins (que sempre corre més que ell), té una de les seves esbojarrades idees. Es posa un casc al cap, i puja sobre un coet (marca ACME, per suposat). Espera que el seu enemic passi corrent, i llavors encén la metxa.

L'animal (mai millor dit!) surt disparat cap el cel, i descriu la típica paràbola, que el fa assolir una alçada màxima, aturar-se lentament, i iniciar la segona part de la trajectòria de caiguda. Per suposat errant el tret sobre el correcamins i estavellant-se contra el terra. I és tot el que puja, ha de baixar. O no.

Sense caure en el desànim, ho torna a intentar, però aquest cop amb un coet més gran, més potent. Quan es dispara, la trajectòria el porta molt més a munt i molt més enllà, però al final acaba caient igualment (aquest cop, la pinya és també força més notable).

Així, el coiot ho va intentant repetidament, amb petardos cada cop més i més potents. Fins que, tot d'una...

Aquesta vegada, el coet l'ha impulsat tan amunt que la paràbola que descriu, quan torna a caure és llarguíssima. Tan allargada és que segueix perfectament el perfil del planeta, la seva curvatura! Ha aconseguit volar, i ho seguirà fent per sempre, sense caure al terra!

Visualitzeu l'exemple? Una paràbola de caiguda tal que per cada metre que cau, la superfície del planeta s'allunya d'ell un metre degut a la curvatura de la Terra. Mai no arribarà a tocar terra, tot i que està en caiguda lliure constant!

Aquest és el truc de posar-se en òrbita. Estar en òrbita és estar caient tota l'estona, només que en una trajectòria que fa que no arribis mai a tocar el terra.

Així, els astronautes floten quan són a l’espai perquè no fan més que caure. I no noten el seu pes, com tampoc el notes quan caus per una muntanya russa o si et llences des d’un avió (exceptuant que, en aquests 2 casos, també està actuant la resistència de l’aire i són, per tant, exemples aproximats).

Aquest és el motiu pel qual les sensacions que noten els tripulants són tan similars a les que patim a l’estómac quan ens pugem a l’atracció de fira. Ells també es maregen i estan incòmodes. Imagina’t-ho! Tot el sant dia en caiguda! Lògicament estan entrenats, i el cos s’acostuma al cap d’unes hores.

Això també explica els problemes que tenen quan retornen a terra. S’han passat setmanes, mesos, allà dalt, i de sobte tornen a notar el seu pes. Si no han fet exercici, els seus músculs s’hauran afeblit, i els costarà moure’s. Fins i tot els costa respirar, ja que noten una pressió al tòrax. Afortunadament, el cos es savi i en qüestió d’hores (de vegades, dies) ja tornen a la normalitat.

Els missatges clau del model del coiot són 2: que estar en òrbita és caure, i que a pesar del que diguin els guionistes de certs llibres de ficció, allà dalt hi ha gravetat. És clar que sí, perquè si no n’hi hagués no cauries, aniries recte i no existiria res similar a una òrbita.



Segona part: per si vols respostes a algunes preguntes. O com n’és d’ubiqua aquesta gravetat.

En aquesta secció respondré a algunes de les qüestions que, de vegades, generen més confusió.

1. Hem dit que quan un està en òrbita, hi ha gravetat?

I tant que sí! Ho hem vist fa un moment. El coiot cau degut a la gravetat. Només que quan està en òrbita cau sense mai estavellar-se contra el terra.

En general, a l'espai sempre hi ha gravetat. Només en condicions ideals, excepcionalment lluny de qualsevol planeta, estrella, galàxia... podríem considerar que no hi ha gravetat.

Això despista a molta gent, però és molt senzill d'entendre. La Lluna orbita la Terra perquè "nota" la seva atracció gravitatòria. Llavors, com no l'hauria de notar una nau, un coiot, a penes a uns quants centenars de quilòmetres d'alçada, quan la Lluna, que es troba a 385.000 km de distància, la nota perfectament?

Si estàs temptat a contestar que la Lluna la nota perquè és molt més massiva que el coiot, atura't un moment. Podríem canviar perfectament la Lluna per un petit asteroide, de la massa exacte del cànid, i el resultat seria el mateix. L'asteroide-coiot orbitaria la Terra perquè notaria la seva atracció.

I és que la gravetat que nota un cos no depèn de la seva massa.

En qualsevol lloc on no interfereixi  la fricció de l’aire, una ploma i un martell, deixats anar des de la mateixa alçada, tocaran terra al mateix temps. Experiment, per cert, practicat per Galileu amb boles metàl·liques de massa diferent (les boles permeten més o menys obviar el problema de l’aire). I experiment replicat exactament per la tripulació de l’Apollo 15, davant les càmeres, a la superfície de la Lluna (el martell i la ploma de falcó varen quedar abandonats allà).

2. Si la gravetat no depèn de la teva massa, vol dir que siguis nau petita o enorme orbitaràs la Terra a la mateixa velocitat si ets a la mateixa alçada?

La resposta és un sí rotund.

Com bé diu l’enunciat de la pregunta, si la gravetat, que en realitat funciona com una acceleració, no depèn de si la nau és gran o petita, aquesta viatjarà en la seva òrbita a una velocitat concreta que només dependrà de l’alçada d’aquesta òrbita.


L’Estació Espacial Internacional triga, aproximadament, uns 90 minuts en donar un tomb sencer al planeta. Doncs bé, qualsevol altre objecte, fins i tot un petit cargol, trigarà el mateix si orbita a la mateixa alçada.


Aquest principi el podem aplicar a qualsevol òrbita, no només la terrestre. Per exemple, les òrbites dels planetes al voltant del Sol. Mercuri orbita en 88 dies al Sol, no perquè es digui Mercuri, o sigui petit, calent i sense atmosfera, ... sinó perquè ho fa a uns 58 milions de km de l’estrella. Júpiter situat en el lloc que ocupa Mercuri orbitaria també en 88 dies.


3. Què vol dir realment que els astronautes no noten el seu pes?

Com hem vist amb l'exemple del coiot, els astronautes que estan en òrbita al voltant de la Terra estan caient constantment, atrets per la gravetat de la Terra. Els ha desaparegut el pes mentre cauen, com tu deixaries de pesar mentre caiguessis dins un pou.

Els anglosaxons tenen una paraula genial per a referir-s'hi. En diuen "weightless", literalment manca de pes. Aquest terme evita haver d’emprar la paraula ingravidesa, que com hem vist a la pregunta anterior és irreal.

El pes apareix en el moment en què col·loquem un obstacle que impedeix que aquesta caiguda segueixi. A la superfície del planeta, tenim pes perquè toquem a terra, i la pròpia superfície actua com a resistència que fa que no ens enfonsem. És llavors quan notem el pes, que no és més que la força amb què la gravetat de la Terra ens atrau. Però si desaparegués la superfície, cauríem i deixaríem de notar això que anomenem pes.

Una balança dins la nostra nau en òrbita no ens marcarà lectura alguna si ens hi posem a sobre. No és fantàstic? Perquè la balança està caient com nosaltres, i no hi ha res que s’interposi entre nosaltres (i la balança) i la Terra.

Per cert... això fa que es necessiti un instrument especial per pesar els astronautes en òrbita, cosa molt important de fer si es vol anar seguint els efectes de l’espai en el cos humà. Ho fan amb un dispositiu que els impulsa mitjançant una molla i calcula quan temps triguen en recórrer un metre.


4. Quina és la gravetat que noten els astronautes a l'Estació Espacial Internacional?

La nau orbita aproximadament a uns 400 km d'alçada. És molt senzill fer els càlculs. Allà dalt, la gravetat és tan sols un 10% inferior a la que hi ha a la superfície de la Terra. Per tant, segueix sent considerablement intensa.


5.  I què passa quan les naus viatgen fora de l'òrbita terrestre?

En general, viatjar per l'espai és sempre estar en òrbita al voltant d'alguna cosa. Simplement perquè, com dèiem, no existeix la condició ideal de manca de gravetat, i sempre hi haurà un objecte (més d’un d’ells, de fet)  que t'atragui.

Quan enviem una nau a Mart, per exemple, aquesta se sotmet, en primer lloc, a l'atracció del nostre planeta, i l'enlairem per a posar-la en òrbita. Després l'impulsem cap a fora de l'òrbita terrestre, donant-li la velocitat justa per a que es pugui escapar de l'atracció de la Terra (en aquest cas, el coiot s'hauria excedit clarament amb la càrrega de pólvora del canó, i sortiria disparat cap a fora del planeta per a no tornar mai més).

Quan s'escapa de l'òrbita terrestre, en realitat entra en una nova òrbita, obligadament. Una al voltant del Sol! Una òrbita que ha estat curosament calculada pels enginyers, amb una forma molt allargada que portarà la nostra nau fins a les immediacions de Mart. Fixem-nos que si no féssim res més, la nau retornaria al llarg d'aquesta gran òrbita heliocèntrica, i es quedaria eternament girant al voltant del Sol. Però com que l'hem calculada molt bé, la nau només recorrerà un braç de l'òrbita, perquè quan arribi prop de Mart li engegarem de nou els coets per a frenar-la i deixar que sigui atrapada per la gravetat del planeta roig. Haurà entrat en una nova òrbita, la marciana.

En resum, un viatge interplanetari és un conjunt de transferències entre diferents òrbites. La qüestió essencial és que sempre s‘està en òrbita, sigui al voltant de la Terra, del Sol o de Mart, i, per tant, sempre s‘està en situació de caiguda lliure, sense pes (excepte quan funcionen els motors per canviar trajectòries, moment en què els tripulants notaran forces actuant sobre el seu cos).



6. Què es necessita per escapar de la Terra?

Doncs com hem vist que intentava el coiot, es necessita impulsar-se a una velocitat tal que s’assoleixi una òrbita sense retorn!

Les òrbites són, habitualment, el·líptiques, tal com en Kepler ens va ensenyar. Però també n’hi ha parabòliques o hiperbòliques, que vindrien a ser unes òrbites en forma de U oberta, és a dir sense retorn.

Com que ara ja sabem, després de llegir la pregunta anterior, que al final tot va de transferència entre òrbites, aquesta trajectòria d’escapament de la Terra situarà la nau en una òrbita... al voltant del Sol. A no ser que l’haguem impulsat tan extraordinàriament fort que també s’escapi del Sol. I llavors? Doncs l’haurem situat en òrbita al voltant de la galàxia!


En el cas de la Terra, necessitem impulsar un coet a 11,19 km/s per a escapar cap a una òrbita heliocèntrica.



Tercera part: pels que volen saber un xic més. El que pensarien Newton i Einstein de l’exemple del coiot.

Com explicava al començament de l’article, existeixen varis models mentals (i matemàtics) per explicar això de la gravetat. És possible que, en funció de quina formació hagis rebut i de quina sigui la teva especialitat, professió o fins i tot de com siguin els teus records de les classes de física de l’escola, prefereixis un model o un altre. Ja t’avanço, però, que tot i que per camins diferents, els resultats són (quasi) idèntics.

Comencem pel model newtonià. Aquest ens dirà que quan una nau (i tot el seu contingut) està en òrbita, la força de la gravetat es compensa perfectament amb una força que anomenem centrífuga, aquella que notem quan girem una corba amb el cotxe i ens inclinem cap al costat contrari.


A la mecànica newtoniana li encanten les forces, i per aquest motiu ens presenta un model basat en forces. Segons el gran científic britànic, doncs, el coiot flota perquè es compensen 2 forces que tenen sentit contrari, una que l’atrau cap avall, la força de la gravetat, i l’altra que l’estira cap a fora (la centrífuga).

Fixem-nos que, a pesar que es compensen forces, a la nau hi ha gravetat. Faltaria més! Newton ens mataria si ens atrevíssim a dir el contrari, i més després del cop que va rebre al cap quan li va caure la poma! Ell va ser qui ens va explicar que la gravetat és ubiqua. Que allà fora, a l’espai, hi ha gravetat de la Terra, del Sol, de la galàxia (ell encara no sabia el que era una galàxia, és clar).

És interessant notar que aquesta suposada força centrífuga no és tal força, no existeix! És un concepte virtual que ens va bé per a les fórmules, però en realitat no hi ha cap força actuant sobre el passatger d’un cotxe i estirant-lo cap a la dreta quan el vehicle gira una corba a l’esquerra. No, no hi és, no hi ha res estirant.

El que hi ha, Newton de nou ens ho explicava de forma exquisida, és una inèrcia, una tendència a continuar el moviment tal com era. Quan el cotxe comença a girar cap a la l’esquerra, el cos del passatger té tendència a seguir recte, i això és el que el fa colpejar la porta dreta del vehicle que ja s’ha desplaçat lateralment cap l’esquerra.

Com deia, des del punt de vista del càlcul va molt bé “convertir” aquesta inèrcia en l’equivalent a una força, i aquesta és la que anomenem centrífuga.

El model newtonià funciona perfectament, però ens amaga el fons de la qüestió. Ens està dissimulant el tema de la caiguda lliure, i ens condiciona a percebre que estar en òrbita vol dir girar, i que és molt diferent girar que caure. 

En definitiva, crec que al gran Newton li agradaria l’exemple del simpàtic coiot, tot i que després seguís emprant les seves fórmules matemàtiques per tal de calcular exactament a quina velocitat s’hauria de llançar el nostre protagonista per a atrapar el correcamins.

Anem ara a veure què pensaria Einstein de l’exemple del coiot.

Estaria, segur, encantat! Com no podria ser d’altra forma, ja que va ser ell el que ens va inspirar l’exemple! (si no t'ho creus, mira la foto!)

Una de les claus de la relativitat general, que ens explica el funcionament de la gravetat, va ser quan, tot pensant, Einstein se’n va adonar de l’equivalència que té caure lliurement sota la influència d’un camp gravitatori i moure’s acceleradament impulsat per uns motors. Aquest trencador pensament (que he simplificat força) ha rebut el nom del Principi d’Equivalència.

En paraules més entenedores, Einstein ens va dir que una persona, tancada dins un ascensor sense finestres, seria incapaç de distingir si està caient al buit o bé si està sent impulsat cap a munt amb uns coets que li confereixen exactament la mateixa acceleració que la gravetat. Mateixes sensacions, i en tots 2 casos, mateix resultat: el cos del tripulant flotant dins l’ascensor.

Aquest pensament el va portar a desenvolupar un nou model per explicar la gravetat. Un en el que no hi intervenen forces!

El model einstenià ens explica que el teixit de l’espai-temps, com si d’una tela elàstica es tractés, es deforma quan hi col·loquem una massa a sobre (un planeta, un sol, una taula, nosaltres...). I que això és el que anomenem gravetat!

Quan la nostra nau passa a prop de la deformació de la tela, cau en espiral dins el pou, en una imatge que ens és molt senzilla d’imaginar. Si la nau circula a la velocitat apropiada, però, serà capaç de mantenir-se girant, en algun lloc intermedi dins el pou, sense arribar a caure totalment i xocar contra la massa principal que està deformant l’espai. Seria com llançar amb tanta força la bola a la ruleta que gira i gira sense arribar mai a caure pel pendent que la conduiria a la casella guanyadora.

Veiem que es tracta d’un model molt elegant, que ja no es basa en explicar forces i com es compensen entre elles, sinó que simplement ens dibuixa una deformació de l’espai, un concepte molt intuïtiu. I, de nou, emfatitza l’efecte de caiguda. La caiguda a un pou gravitatori.

Degut al principi d’equivalència, el coiot flotarà en òrbita. Perquè els efectes seran exactament iguals als que notaria en el seu cos si en lloc de caure dins el pou gravitatori fos impulsat acceleradament per una nau que fes que els seus peus s’aixequessin del terra de la nau-ascensor.



Part final: uffff. I disculpes.

He escrit més del que pensava quan vaig començar. I és que el tema mereix 18 llibres. Aquí només hem rascat per sobre el gran enigma del funcionament de la gravetat, i ho hem fet aprofitant la curiositat de tots nosaltres per entendre perquè els astronautes floten a l'espai. Ha estat l'excusa.

Disculpes a tothom qui cregui que el text s'ha complicat massa (per aquest motiu, l'he fragmentat en parts que permetin abandonar la lectura sense perdre els punts clau).

També disculpes als que considereu que m'he quedat massa superficial. No pretenia en cap cas fer un tractat sobre la gravetat. És més, l'exercici de simplificació que he intentat segurament m'haurà fet entrar en alguna inconsistència o inexactitud, que en qualsevol cas espero sigui petita.

Espero que el proper cop que veiem com els astronautes fan tombarelles dins la seva nau, recordem que, simplement, estan caient!



divendres, de gener 17, 2020

Explotarà Betelgeuse properament? Podrem gaudir d'un espectacle únic en el cel?



Darrerament una estrella de color taronja al nostre cel nocturn està donant de què parlar.
Explotarà properament?
Ens sorprendrà i atemorirà, qualsevol d'aquestes nits, amb un sobtat flash de llum equivalent a la mateixa Lluna?



El cert és que Betelgeuse, una súpergegant vermella en la constel·lació d'Orió, ha volgut ser la protagonista. I ho està aconseguint, atraient l'atenció de tots. I de quina manera!


Però més enllà dels rumors i les especulacions, ... què hem d'esperar d'aquest monstre? Què hi ha de cert en tot el que es diu d'aquesta estrella?

En aquest article intentaré posar un xic de llum a la qüestió.

Betelgeuse, com deia abans, és una estrella que hem catalogat com a súpergegant vermella. Aquests astres tenen molta més massa que el Sol (Betelgeuse en deu tenir unes 20 vegades més), i a l'entrar a la seva vellesa s'inflen alhora que la seva superfície es refreda, raó per la qual la seva llum va adquirint un to vermell.

La vida de les estrelles es mesura en milers de milions d'anys, com la del nostre Sol. Però com més gran és una estrella, com més massa té, menys viu. És com si visqués esbojarradament, al límit de les seves possibilitats. I els excessos els acaba pagant.

Qualsevol estrella juga a un joc molt delicat, intentant trobar l'equilibri entre 2 poderoses forces.

Per una banda, tenim a la gravetat. Aquesta força tan persistent intenta col·lapsar l'astre pel seu propi pes. Les ingents quantitats d'hidrogen i heli (els principals components de qualsevol estrella) són comprimides i cauen cap al centre de gravetat, cap el cor de l'estrella.

Poc després que es formi, que neixi, una estrella, la pressió al seu interior ja és immensa, i la temperatura ha anat pujant sense parar. Quan s'assoleixen aproximadament 15 milions de graus, l'estrella inicia el seu mecanisme per a contrarestar a la gravetat: la fusió nuclear.

La fusió nuclear és un procés extraordinari, gràcies al qual nosaltres existim ja que estem formats pels seus subproductes. A 15 milions de graus de temperatura, en el centre d'una estrella similar al Sol, 4 nuclis d'hidrogen (és a dir 4 protons) es combinen per formar un nucli d'heli, generant, en aquest procés, una enorme quantitat d'energia. Part d'aquesta energia s'escapa de l'astre en forma de llum, però bàsicament aquest motor nuclear serveix per a fer front a la gravetat que segueix comprimint el gas cap a dins.

L'estrella pròpiament dita neix en el moment en què arranca la fusió nuclear, a l'aconseguir l'equilibri entre la gravetat i l'energia que desprèn del seu interior.

El ritme de la fusió nuclear és impressionant. El Sol, per exemple, fusiona uns 600 milions de tones d'hidrogen, produint 596 milions de tones d'heli... per segon!!! Aquests 4 milions de tones per segon que falten són els que es converteixen fonamentalment en energia (en la fusió nuclear descrita també es generen grans quantitats de neutrins i positrons).

L'estrella va consumint l'hidrogen en el seu interior amb el pas dels anys. El Sol porta fusionant hidrogen uns 4.600 milions d'anys, i ho podrà seguir fent uns 4.500 milions més.

Però les estrelles més grans no tenen tanta sort.

La fusió nuclear en una estrella amb força més massa que el Sol funciona un xic diferent del que he explicat. El combustible i el producte resultant són els mateixos: hidrogen i heli, respectivament, però el procés utilitza nuclis de carboni, nitrogen i oxigen com a facilitadors de la fusió, a 17 milions de graus (és el cicle que anomenem CNO).

En pocs milions d'anys, una estrella funcionant amb el cicle CNO esgota l'hidrogen en el seu nucli. En aquell instant, s'inicien tot un seguit de transformacions que venen a ser una cursa cap al precipici.

La gravetat no deix de pressionar i comprimir el gas cap al centre, i allà es dispara la temperatura. Amb el seu augment, s'engeguen noves reaccions de fusió nuclear, cada una d'elles més complexa i efímera que l'anterior, en un intent d'aturar a la gravetat.

L'heli es fusiona per formar carboni a 100 milions de graus. Després s'obté neó, i més tard oxigen. I és així com la cadena de fusions va esgotant combustible rere combustible, cada cop més ràpid i a més temperatura.

Per a que ens fem una idea, una estrella massiva consumeix tot l'hidrogen del seu nucli en uns quants milions d'anys (normalment desenes). Acaba amb l'heli en mig milió d'anys més. La fusió del carboni dura només uns 600 anys, i la del neó tan sols 1 any. 6 mesos més, i s'ha acabat l'oxigen.

En aquells moments, l'estrella ja és una súpergegant vermella. Vista des de l'interior cap a fora, està composada per capes de ceba, cada una d'elles generant energia mitjançant una de les reaccions descrites (la fusió de l'oxigen al nucli, la del neó a la capa següent, etc.). Les regions més externes de l'astre, com a resultat d'aquesta cadena de reaccions nuclears, cada una d'elles més potent i externa, s'han inflat i separat de la resta. A l'inflar-se, les capes externes s'han refredat i el to de la llum ha virat cap el vermell.

En un intent suïcida per sobreviure, a 3 mil milions de graus de temperatura, l'estrella inicia la fusió del silici, un procés que dura 1 dia!!!!! És increïble, oi? Costa d'imaginar que una bèstia molt més massiva que el Sol, i acostumats a mesurar durades astronòmiques en milions d'anys, consumeixi el seu darrer aliment en 24 hores.

La fusió del silici ha generat ferro, el nucli més estable de la natura. I degut a aquesta estabilitat, la fusió del ferro ja no genera energia, sinó que en consumeix. És llavors quan es produeix el cataclisme.

La pressió i temperatura a l'interior ha crescut tant que el ferro comença a fusionar-se. Tot de sobte, desapareix energia del sistema, i la gravetat es torna boja. Ha guanyat la partida. En qüestió de dècimes de segon, i a velocitats que són fraccions de les de la llum, l'estrella es desploma, es col·lapsa caient sobre ella mateixa, sense res que ho pugui aturar.

En el centre s'assoleixen, en un sospir, pressions i densitats inimaginables. I és en mig d'aquest cataclisme que neixen els 2 objectes més enigmàtics i fascinants de l'univers. Segons quina massa tingui l'estrella moribunda, allà es forma una estrella de neutrons o un forat negre. Dos objectes súper densos, que actuen de paret contra la caiguda de la resta de l'estrella.

Allò és com el xoc d'un tren a alta velocitat contra una paret que resisteix. La major part de la massa de l'estrella, desplomant-se a ritmes propers als de la llum, es topa contra la bèstia recent nascuda, i rebota.


És el que anomenem supernova de tipus IIb o gravitatòria. L'estrella és destrossada en un instant, quan les capes de material de l'astre surten disparades cap a fora en aquest rebot gegantí. Les temperatures assoleixen valors de bilions de graus, i és en aquest caldo que es cuinen, en segons, pràcticament tots els elements químics de la natura.

Per uns moments, l'estrella que mor allibera una quantitat d'energia que és equivalent a la suma de l'energia generada per totes les estrelles de la galàxia que la conté! El flash es pot captar a milers de milions d'anys llum de distància!

Aquest és el relat simplificat i al·lucinant de la mort d'una estrella massiva. I ara ens podem preguntar... en quina fase del cicle de vida es troba Betelgeuse?

No podem estar segurs, però creiem que, esgotat l'hidrogen en el seu cor, es troba ara fusionant heli. Per tant, tic-tac tic-tac... podrien quedar-li, de vida, uns pocs centenars de milers d'anys.

O menys, en funció, lògicament, de quan faci que va iniciar la fusió de l'heli. I encara seria molt menys si ja hagués iniciat la fusió del carboni.

Betlegeuse es troba enormement inflada. Si la poséssim al lloc que ocupa el Sol, l'òrbita de Júpiter quedaria dins de l'estrella!

Què més sabem de Betelgeuse? Doncs que la intensitat de la seva llum és variable. Ha estat oscil·lant des que l'observem, possiblement degut a processos temporals en la seva superfície (alguns autors indiquen que fins i tot podria ser degut a una companya no descoberta, que podria ser una estrella de neutrons o una nana blanca).

Molt bé. I ara veiem què està passant. Perquè tota aquesta expectació.

Des de finals de l'any passat, la llum de Betelgeuse s'ha afeblit molt notablement. Certament, força més que els mínims de llum més recents. Aquest afebliment és tan clar que és fàcilment notable, a ull nu, per qualsevol que estigui acostumat a observar el cel nocturn (la gràfica següent ha estat generada per l'Associació Americana d'Observadors d'Estrelles Variables).


Aquest fet, juntament amb tot el que he explicat anteriorment, és a dir, el destí que li espera, ha convertit Betelgeuse en el centre de les mirades (mai més ben dit) i de les especulacions. Estarà a punt de morir com a supernova? I si ho fa, com la veurem, i quines conseqüències tindrà per nosaltres?

Aquí hi ha moltes coses a tenir en compte.

La primera és que, com hem vist, que "estigui a punt d'explotar" pot voler dir demà o d'aquí a 50.000 anys. La probabilitat que ho faci dins la finestra temporal de la nostra vida és molt petita. Però existeix, és clar.

La segona és que no entenem el perquè de la variabilitat de la lluentor de Betelgeuse, de forma que tampoc sabem explicar aquest afebliment tan notable que està presentant darrerament. La causa podria no estar directament relacionada amb la proximitat de la seva mort.

Un altre factor que genera gran interès, però alhora confusió, és quan es considera la seva distància. Betelgeuse es troba a uns 640 anys llum de nosaltres. Si ho pensem bé, això vol dir que, en qualsevol cas, estem veient aquesta estrella com era fa un xic més de 600 anys. La cosa és que podria haver explotat ja, diuen alguns. I la resposta és, sí, evidentment. Però aquest fet no ens modifica res del relat. No per aquest motiu sabem res més del que ara sabem. En altres paraules, com res pot viatjar més ràpid que la llum, ens és igual el que l'estrella hagi o no hagi fet. Tot el que podem aspirar a observar és la llum que ara rebem, de forma que, a tots els efectes i pel que estem parlant, és com si l'estiguéssim veient en directe.

Aquesta distància tan considerable fa, per cert, que quan Betelgeuse es converteixi en supernova no haguem de patir. Una supernova molt més propera seria, certament, una amenaça, que podria arribar fins i tot a esterilitzar de vida la Terra. Però no és el cas de Betelgeuse.

El que sí que es convertirà és en un gran espectacle visual! La llum de la supernova brillarà potentíssima en el cel, de forma que probablement es podrà observar fins i tot a ple dia. I de nit, pot ser que la intensitat de llum pugui ser comparable a la de la Lluna plena! Aquest espectacle de llum durarà setmanes, i s'anirà afeblint durant els mesos següents fins que Betelgeuse desaparegui completament dels nostres cels per sempre més, deixant al gran caçador Orió sense una de les seves espatlles.

Una altra qüestió interessant és si tindrem avís previ,  quelcom que ens posi en guàrdia. I la resposta és que potser sí.

Amb sort, podríem detectar neutrins provinents del cataclisme, potser hores abans no arribés la llum de la supernova.

Com pot ser, això? Si hem dit que res no pot anar més ràpid que la llum! L'explicació rau en el fet que la supernova queda envoltada per les restes de l'estrella, capes de material que s'expandeixen, expulsades pel col·lapse. Inicialment, aquestes capes són tan denses que fan que la llum reboti constantment, i perdi temps en poder escapar de l'embolcall.

Per contra, els neutrins, partícules elementals sense a penes massa, són capaces de traspassar com si res qualsevol cosa, mentre viatgen un xic per sota de la velocitat de la llum. I una supernova emet quantitats immenses de neutrins, tants que es calcula que la  major part de l'energia de l'explosió és dissipada justament pels neutrins, no pas per la llum que es genera!

La detecció de neutrins, és clar, és complicadíssima. Per la mateixa raó que ho travessen tot, també creuen els nostres detectors com a fantasmes, mentre surten per l'altre cantó de la Terra com si res i segueixen el seu camí etern per l'espai. Afortunadament, però, disposem actualment de detectors que poden capturar algun dels trilions de neutrins que els travessen. Com per casualitat, de tant en tant un neutrí té la idea de xocar contra un àtom i es deix detectar, mentre tots els demés creuen a tota velocitat entre la matèria sense topar amb ella.

No és, però, segur que a més de 600 anys llum de distància puguem arribar a detectar aquests neutrins. No pas perquè s'afebleixin o es cansin. Sinó perquè òbviament, com més lluny ens trobem menor és la seva densitat, ja que s'han de distribuir per un volum major d'espai.

Per tant, amb molta, molta sort podríem rebre, en els nostres detectors, un petit avís previ. La captura d'uns pocs neutrins provinents de la supernova. Llavors tindríem el senyal que dispararia les alarmes.

L'interès de la comunitat científica és molt gran, ja que no observem una supernova a la nostra galàxia des del segle XVII. A pesar que estimem que, per terme mig, en una galàxia típica es produeix una supernova (d'aquest tipus que hem descrit, o d'altres) un cop per any, el fet que estiguem precisament ubicats dins la Via Làctia ens perjudica l'observació. El pla galàctic, ple de pols i estructures nebuloses, ens amaga el que passa a gran part de la galàxia. Per aquesta raó, ens és enormement més senzill detectar i estudiar supernoves en altres galàxies que a la nostra.

Així que tothom està esperant i desitjant.

Sí, desitjant per a poder gaudir de l'espectacle únic. També per poder estudiar-lo. Científics i no científics mirant el cel, mentre el cap et diu que no, que les probabilitats són ínfimes i que no cal que t'il·lusionis, però sense poder apartar la vista, només per si un cas. Només per a somiar.

Qui digui que sap el que passarà, evidentment menteix. L'equació està plantejada: ens trobem amb una estrella massiva en els darrers instants de la seva vida, que acabarà explotant com a supernova, i que just ara ens està donant uns senyals enigmàtics fent baixar la seva llum de forma notable. Però ens falten els valors de les incògnites per a obtenir el resultat de l'equació anterior: què vol dir "darrers instants"? Quan temps fa que fusiona heli? Ha iniciat la fusió del carboni? Per què Betelgeuse és una estrella de llum variable? Què és el que està fent baixar tant la intensitat de la seva llum en els darrers mesos? Es troben ja en camí els neutrins de l'explosió?

Si en unes setmanes la corba de llum de Betelgeuse es torna a recuperar, com ho ha fet en el passat, la cosa acabarà, de moment, aquí. Quasi ningú no en tornarà a parlar d'aquesta extraordinària estrella gegant.

I potser serà així, de sobte i sense cap avís, com un dia llunyà, o qui sap si més proper del que sospitem, arribarà l'espectacular flash de llum que ens dirà que Betelgeuse, la que va ser una orgullosa estrella més massiva que el Sol, ha mort.




Categories

Estels i Planetes

TOP