Com gaudir de les Llàgrimes de Sant Llorenç d'enguany

Com cada estiu, la primera quinzena d'agost arriben les Llàgrimes de Sant Llorenç. La pluja d'estrelles més famosa de l'any. Segur que no te la voldràs perdre, oi?

En primer lloc, deixa'm dir-te que les pluges d'estrelles són... impredictibles. M'explico: podem saber exactament quan es produiran (ara t'explicaré per què), però normalment mai no l'encertem preveient com d'intenses seran. De vegades, una determinada pluja  ens sorprèn totalment, i omple el cel de forma espectacular, tot i que les previsions fossin més aviat modestes. Així que, per norma, recomano donar-lis una ullada sempre, per si un cas. Al menys a les pluges més importants que es produeixen al llarg de l'any.

Com es produeixen i per què?

Els cometes i alguns asteroides, quan vaguen a prop de la Terra, poden deixar rere seu un rastre de minúscules partícules, de pols. Aquests diminuts fragments queden en òrbita al voltant del Sol, justament en el mateix camí que seguia el seu progenitor.

Quan la Terra, en el seu recorregut anual creua l'òrbita de l'asteroide o cometa en qüestió, milers de partícules xoquen contra l'atmosfera i es desintegren a les parts altes, deixant un bonic rastre de llum.

Aquesta és la raó per la qual les pluges de fugisseres es produeixen sempre a les mateixes dates (més o menys), en els moments de l'any en els que travessem els camins dels cossos que varen sembrar la seva òrbita de fragments.

En concret, les Llàgrimes de Sant Llorenç, conegudes tècnicament com a Perseids, provenen del cometa  Swift Tuttle  (descobert l'any 1862 i que completa una volta al Sol en 133 anys).

Enguany, calculem que el màxim, és a dir,  el moment en què poden entrar més fragments a l'atmosfera, serà la matinada del 12 al 13 d'agost. Tot i això, aquesta pluja acostuma a estendre's considerablement al llarg d'unes nits anteriors i posteriors. Per tant, la meva recomanació és aprofitar qualsevol moment tranquil, des del dia 10 aproximadament fins al 15, per mirar el cel amb paciència.

Sí, paciència. Perquè que ningú no es pensi que és aixecar la vista i cridar amb emoció. Vénen quan vénen. De vegades molt seguides. Però d'altres amb minuts de separació, que semblen hores. El millor és estirar-se còmodament (eviteu mals de coll) i esperar. Per entretenir-se, la visió de la Via Làctia, o dels centenars d'estrelles penjades al firmament, són perfectes per deixar vagar la neurona.

Atenció, perquè, malauradament, tindrem Lluna. La seva llum no va gens bé, ja que esborrarà del cel els traços de les fugisseres més petites. Però no patiu, perquè ni la Lluna pot impedir que se'n puguin veure. És un espectacle que no falla mai.

La Lluna sortirà justament de matinada, en el moment teòric del màxim. Per aquesta raó, suggereixo que observeu el c el abans de la seva sortida, durant la primera part de la nit. Òbviament des d'un lloc fosc. Res a fer des de les ciutats, companys. Però a ben segur que molts de vosaltres sereu de vacances,  als pobles, a la muntanya. Si finalment observeu de matinada en qualsevol d'aquelles nits, amb la Lluna ja sobre l'horitzó, situeu-vos d'esquena a ella i observeu la regió de cel que més a sobre teniu.

Si tenim en compte el tema Lluna i la predicció de màxim, jo apostaria per observar les nits de l'11 al 12 i del 12 al 13 principalment, ja que, a cada nit que passi, la Lluna sortirà més tard i estarà menys il·luminada (estarà en fase minvant).

Quan en vegeu una de fugissera, a part de cridar i demanar un desig, intenteu allargar mentalment el seu recorregut cap al darrera. Notareu que totes semblen provenir d'un mateix lloc del cel. Tots els traços, els vegeu on els vegeu, poden ser imaginàriament allargats i conflueixen en un punt. Aquest punt del cel es coneix amb el nom de radiant, i és el lloc en el qual la Terra impacta amb els fragments en òrbita. Tots ells entren a l'atmosfera per aquella regió del cel, i s'inflamen poc després.

El nom Perseids fa referència, justament, al radiant d'aquesta pluja d'estrelles, que se situa a la constel·lació de Perseu. Us haig de dir que no té gaire interès mirar el cel en direcció al radiant, ja que els traços lluminosos poden aparèixer en qualsevol part del cel (tot i que, com deia abans, allargant el seu rastre arribaríem al radiant).

Fixeu-vos amb la  llum que deixen al seu pas.  És d'un color groc ataronjat molt típic. Els traços d'aquests meteors acostumen a ser curts. I, de vegades, diries que els sents, però això és un engany de la nostra imaginació.

Ja ho he comentat altres vegades en aquest blog. Per mi, l'experiència d'estar estirat, mirant el cel, amb família o amics, i fent-la petar fins a que, tot d'una, algú crida "Ohhhhh! L'heu vist?", és inigualable.

Personalment, aquelles nits estaré força ocupat fent el que més m'agrada. La nit del 10, a Falset, en una xerrada i observació popular que ja és un clàssic, i que fem des del castell. I les nits de l'11 i del 12 tornaré a ser amb els amics de Jean León, a les seves bodegues a Torrelavit, en una vetllada de vi i estrelles, que inclou un tast, un sopar, una xerrada d'astronomia, i l'observació del  cel a ull nu i amb telescopi. Si algú té interès en venir, podeu fer l'inscripció segunit les indicacions del cartell:

Bon cel a tothom, i bones Llàgrimes de Sant Llorenç en companyia!

Com mesurar distàncias a l'univers... sense cinta mètrica

Aquesta és una pregunta que se'm fa sovint a les xerrades en què participo.

Resulta que els objectes que habiten l'espai es troben tan lluny de nosaltres que els sistemes de mesures directes de distàncies són inviables. Oblidem-nos doncs d'estendre una immensa cinta mètrica entre els objectes del cosmos!

Afortunadament, la natura ens ha proveït d'alguns mètodes indirectes per poder estimar distàncies. Bé, la natura i la inventiva científica, ja que s'han necessitat força anys, i ments privilegiades, per a desenvolupar aquests trucs.

De la mateixa forma que, al nostre món, hem d'emprar diferents mecanismes per mesurar distàncies en funció del rang que ens interessi (no ho fem igual si el que hem de mesurar són els centímetres que separen 2 mobles, que si hem de saber quants quilòmetres hi ha entre 2 pobles), l'astronomia també ha anat establint diferents mètodes, cada un d'ells aplicable dins una determinada escala de distàncies.

Com excepció, pels cossos més propers del nostre Sistema Solar sí que podem emprar mètodes directes. Com per exemple l'enviament d'un feix de llum, que reboti i ens retorni. En el cas de la Lluna, ho fem amb làsers que es reflecteixen en miralls que les missions Apolo hi varen deixar. Però també ho fem amb senyals de radar, enviades als asteroides que transiten pels voltants.

Quan no és possible utilitzar el radar, el primer mètode indirecte s'anomena paral·laxi. Si observem una estrella relativament propera, mesurem curosament la seva posició, i tornem a fer el mateix al cap de 6 mesos, quan el nostre planeta se situï al costat diametralment oposat en la seva òrbita al voltant del Sol, detectarem un petit canvi de posició de l'estrella respecte al fons d'estrelles immòbils, molt més llunyanes. Coneixent la distància Terra-Sol, i emprant una fórmula trigonomètrica simple, podrem calcular la distància que ens separa de l'astre observat.

Es pot simular l'efecte de la paral·laxi si allarguem un braç, amb el polze aixecat, i observem només a través d'un sol ull. Notarem que, si canviem l'ull, mantenint immòbil el braç i el dit, la projecció d'aquest sobre el fons canvia.

L'aparició d'instruments cada cop més precisos, en òrbita, ha permès ampliar el rang d'utilització de la paral·laxi, i actualment es pot emprar per a objectes que es troben a uns centenars d'anys llum.

Al cosmos existeixen estrelles anomenades variables, que, com el seu nom indica, presenten canvis en la intensitat de la seva llum. Moltes d'aquestes estrelles mostren oscil·lacions periòdiques, com si fossin polses, i les designem com a polsants. A començaments del segle XX, Henrietta Swan Leavitt, una astrònoma americana, va estudiar un tipus d'estrelles polsants anomenades cefeides. Observant pacientment i meticulosa variables cefeides dels Núvols de Magallanes (unes galàxies nanes que acompanyen a la Via Làctia) va notar que la corba de variació de la seva llum depenia de la brillantor de l'estrella: com més brillant era una cefeida, més llarg era el seu període de variabilitat. Com que podia suposar que totes aquelles estrelles estaven, més o menys, a la mateixa distància de nosaltres (al Gran o al Petit Núvol de Magallanes), va poder deduir que el període amb el que polsava la llum d'una cefeida guardava relació amb la seva lluminositat real.

Tot i que en el temps de Swan Leavitt no es coneixien els mecanismes físics que fan que una cefeida es comporti així, la fórmula descoberta funcionava a la perfecció. Amb aquest famós mètode, que va emprar per exemple Edwin Hubble per a poder establir l'expansió de l'univers, si un descobreix una variable cefeida, i mesura el cicle de variació de la seva llum, pot estimar la seva lluminositat, la qual, comparada amb la brillantor que rebem, dóna la distància a la que es troba.

Les cefeides són com fites de carretera, anomenades en astronomia candeles estàndard. Localitza'n una i sabràs la distància a la que es troba la galàxia que la conté. Per fortuna, les variables cefeides són molt lluminoses, i les podem veure des de grans distàncies. Amb aquest mètode podem calcular distàncies de l'ordre d'algunes centenes de milions d'anys llum.

La natura ha estat generosa amb nosaltres, i ens ha proveït d'altres candeles estàndard que permeten anar encara més lluny: les supernoves de tipus Ia.

Aquestes gegantines explosions són el resultat de la mort sobtada d'estrelles anomenades nanes blanques. Una nana blanca és la resta calenta i densa d'una antiga estrella de tipus solar, que envelleix tranquil·lament després d'haver esgotat tot el seu combustible nuclear. Però resulta que, ocasionalment, una nana blanca pot formar part d'un sistema binari (un parell d'estrelles orbitant conjuntament). En aquest cas, la nana blanca pot anar robant matèria a l'estrella companya si aquesta es troba molt expandida, com passa quan les estrelles comencen a envellir i s'inflen. La matèria de les parts més externes de la companya expandida és atreta per la nana blanca, i la va engreixant lentament.

Quan la massa de la nana blanca supera les 1,44 vegades la del Sol (el conegut com a límit de Chandrasekhar), s'inicia de forma descontrolada un procés en cadena de fusió nuclear emprant el material que formava la nana blanca i que aquesta no era capaç de processar. La nana blanca és destruïda en qüestió de segons, en mig d'un cataclisme termonuclear.

Precisament, el fet que totes les explosions de supernoves de tipus Ia es produeixen en el mateix punt, en la superació del límit de Chandrasekhar, fa que la seva lluminositat sigui equivalent. D'aquesta forma, la detecció d'una supernova Ia en una galàxia llunyana permet, per comparació, estimar la distància de la galàxia hoste. I com aquestes supernoves són extraordinàriament brillants, es poden arribar a distingir des de distàncies increïbles. Les supernoves Ia són, també, candeles estàndard, que allarguen la nostra cinta de mesurar a milers de milions d'anys llum.

L'expansió de l'univers ens ofereix una altra forma d'estimar distàncies.

Quan una galàxia s'allunya de nosaltres, l'espectre de la seva llum mostra un desplaçament al color vermell. L'expansió de l'espai produeix aquest efecte: els objectes llunyans es distancien tots de nosaltres, mirem cap a on mirem (a nivell local això no aplica, i, per exemple, la nostra galàxia i la d'Andromeda s'apropen en via de col·lisió). I com més llunyana és una galàxia, més ràpidament es separa de nosaltres (és a dir, més desplaçada cap al vermell veiem la seva llum).

Vull tornar a destacar que aquest efecte és producte de l'expansió de l'espai, no pas del moviment propi de les galàxies. És com si infléssim un globus, en el que haguéssim pintat punts de color sobre la seva superfície. A l'inflar-se, es crea goma entre els punts, i aquests es separen com si es moguessin (quan, de fet, estan immòbils).

D'aquesta forma, la mesura del desplaçament al vermell d'un objecte remot ens proporciona una certa aproximació de la distància a la que es troba. Amb aquest mètode ens atrevim a estimar distàncies encara més enllà de les que podem assolir amb les SN Ia.

A més dels mecanismes de càlcul de distàncies comentats, que podríem considerar els més importants, n'hi ha d'altres en els que no entraré en detall, com són la comparació de la velocitat de rotació de les galàxies espirals amb la seva lluminositat, o l'estudi acurat del moment evolutiu en el que es troben determinats cúmuls (agrupacions) d'estrelles.

Normalment, per a un mateix objecte, diguem una galàxia, intentem emprar, si podem, un parell de mètodes, ja que cada un d'ells, com hem vist, és independent. Així podem afinar més, i tenir més certesa sobre les nostres estimacions.

No, no tenim cintes còsmiques de mesurar. Però hem anat descobrint les fites de carretera que l'univers ha anat situant per tot l'espai.

Els reis d'aquestes nits. Us els perdreu?

Les nits d'aquests dies (i properes setmanes) són especialment generoses amb nosaltres, al mostrar-nos, ni més ni menys, que 4 dels 5 planetes visibles a ull nu.

Tenim el lluentíssim Venus de matinada, baix sobre l'horitzó est, precedint la sortida del Sol. I a Mercuri, també molt baix sobre l'horitzó, però en aquest cas oest, seguint al Sol després de la seva posta. Observar Venus no té cap mena de dificultat, és senzillament una "estrella" espectacular i inconfusible. Però Mercuri és una altra cosa. És força complicat veure'l ja que va molt baix, es necessita gaudir d'un horitzó oest pla i sense obstacles, disposar d'una orientació d'on trobar-lo, ... i molta paciència.

Però sens dubte els 2 grans planetes a observar aquestes nits són Júpiter i Saturn.

Veurem Júpiter brillar, com "l'estrella" més brillant del cel del vespre. Quan es fa fosc, el podem localitzar sense dificultat, encara bastant alt al cel, cap al sud-oest. És "l'estrella" més brillant en tot el firmament durant la primera part de la nit. Vist amb uns prismàtics, notarem sense problemes el seu disc, i veurem els seus 4 principals satèl·lits. De fet, són tan brillants que es podrien veure sense ajut d'instruments si no fos perquè la potentíssima llum del gegant ens enlluerna i els amaga de la nostra visió.

Si podeu, observeu aquest planeta un parell o tres de dies, i recordeu la posició dels 4 petits puntets. Notareu com canvien la seva posició, ballant d'un costat a l'altre del planeta. Ah! I si en trobeu algun a faltar serà perquè estarà passant pel davant del disc de Júpiter, o s'haurà amagat al darrera.

Amb un petit telescopi podreu gaudir dels colors del planeta. No hauríeu de tenir dificultats en distingir algunes de les franges acolorides (ataronjades) que governen la seva zona equatorial. Estareu veient les parts altes de l'atmosfera de Júpiter.

Aquí podeu veure la fotografia que li he fet a Júpiter recentment. És, sens dubte, un objecte que desperta l'admiració de tothom qui el veu pel telescopi. El gegant del Sistema Solar es troba actualment a més de 800 milions de quilòmetres de distància, i està sent estudiat per la sonda de la NASA Juno, que, com a curiositat, porta 3 figuretes Lego a bord (una d'elles és el déu Júpiter, una altra és la deessa Juno, i la tercera representa a Galileu, el descobridor dels 4 principals satèl·lits del planeta).

Però el veritable protagonista actualment és Saturn, el rei dels anells. El localitzareu durant tota la nit al cel. No destaca especialment per la seva lluentor, i has de saber on mirar, ja que hi ha vàries estrelles (aquestes sí, estrelles de debò) que brillen més o menys com ell.

En concret, a mitja nit el podreu trobar al sud, a una mitja alçada entre l'horitzó i el punt més alt del cel. Relativament a prop d'una estrella ataronjada (que és Antares, l'astre més important de la constel·lació de l'Escorpí). El podreu distingir perquè, igual que els demés planetes, notareu que la seva llum no fa pampallugues, i es fix.

Saturn ens presenta, enguany, els anells ben oberts, quasi al màxim per efecte de la perspectiva. No hi ha res com veure aquest planeta pel telescopi. Sempre dic que mai no s'oblida el primer cop que se'l veu, allà petit, rodejat pels anells, com una obra d'art minimalista. Us recomano, doncs, que localitzeu un amic, o conegut, amb telescopi, i que el convideu a una cervesa a canvi de la visió de Saturn.

Per cert, quan mireu pel telescopi, heu de mantenir la vista allà durant una estona. Notareu que l'objecte (Saturn, o Júpiter) semblen moure's, vibrar. Això és degut a l'efecte de les turbulències de la nostra atmosfera. Si mires una bona estona, de sobte es produeix com un moment de sort, i veus detalls que ràpidament desapareixen. Estones d'estabilitat atmosfèrica, efímeres, però que són la clau per poder gaudir de la visió d'aquests planetes. Així que no us preocupeu si feu un xic de cua al telescopi. Observeu tranquil·lament, i intenteu apreciar detalls.

Us adjunto el retrat que li he fet a Saturn aquests dies. Penseu que el planeta es troba ara mateix a més de 1400 milions de quilòmetres de distància... i tot i això fixeu-vos la quantitat de detalls que es poden captar. Actualment la sonda de la NASA Cassini està fent els seus darrers vols entre el planeta i els anells, en una trajectòria suïcida, anomenada "El gran final", que la portarà a estavellar-se contra Saturn al setembre. Acabat el seu combustible, després de més de 12 anys de missió, els científics no volen que Cassini pugui caure sobre algun dels satèl·lits del planeta anellat i contaminar-los.  Satèl·lits cap a on es dirigiran properes missions, en recerca d'indicis de vida.

Per acabar, voldria advertir al lector que les fotografies astronòmiques, tot i ser fascinants, són enganyoses per qui pensa que veurà el mateix posant l'ull a l'ocular d'un telescopi. Les càmeres especialitzades en astrofotografia poden captar detalls subtils que el nostre ull no pot. A més, els que ens hi dediquem emprem tècniques de processat per extraure tota la informació que aquestes càmeres han recollit.

Ara bé, dit això, res, absolutament res, pot superar les emocions que desperta l'observació directa, ja sigui del cel nocturn a ull nu, en una nit estrellada, o mirant pel telescopi. Allò ho estem veient en directe, nosaltres. No és la foto d'algú altre. És llum que ha estat viatjant per l'espai durant temps per portar-nos, expressament a nosaltres, el retrat d'un objecte.

Aneu, doncs, a per a Júpiter i Saturn. Potser us costaran un parell de cerveses, però no us decebran.