By ESO/M. Kornmesser (http://www.eso.org/public/images/eso1122a/) [CC-BY-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/3.0)
1. Existixen els forats negres?
Fernando J. Ballesteros
Quan tirem una pedra a l’aire, puja i cau a causa de l’atracció gravitatòria de la Terra. Si la tirem amb major velocitat, puja més alt i tarda més temps a caure. Però si la llancem amb una velocitat molt major, a 40.320 km/h o més, la pedra venç el camp gravitatori terrestre i no cau. Ha superat la velocitat d’escapament de la Terra. Cada món té una velocitat d’escapament distinta, que depén de la seua massa i la seua grandària: si un astre té molta massa i és molt xicotet, la velocitat d’escapament pot arribar a ser inclús més alta que la de la llum. I ja que la velocitat de la llum és la més alta possible de l’univers, res, ni tan sols la llum, podrà escapar d’este astre: és un forat negre. Les estreles més massives exploten en supernova, i en molts casos les seues restes es van comprimir suficientment, a causa del col·lapse gravitatori de la supernova, per a convertir-se en forats negres. Hi ha uns cent milions de forats negres d’este tipus en la nostra galàxia, i poden haver-n’hi altres de més massius al centre de les galàxies, producte de les gegantines col·lisions que les van crear en el passat.
2. Són perilloses les explosions solars?
Alberto Fernández Soto
Per algun motiu que encara no entenem, el Sol presenta un cicle temporal pel qual travessa períodes de màxima i mínima activitat cada onze anys. Els moments de màxima activitat es caracteritzen per intenses tempestats solars, provocades, al seu torn, per fortes variacions en el seu camp magnètic. Estes tempestats estan acompanyades per l’emissió de forts polsos d’energia i partícules carregades elèctricament, que, de vegades, poden arribar a l’òrbita de la Terra. A pesar que la Terra està protegida pel seu camp magnètic i per la seua atmosfera, hi ha la possibilitat que els efectes arriben a afectar-nos. Corren un particular risc els satèl·lits artificials, al trobar-se fora de l’atmosfera. Per això, en alguns casos poden arribar a ser apagats, com a mesura de prevenció. També l’Estació Espacial Internacional disposa d’una zona de seguretat, on els astronautes poden allotjar-se en el cas que s’observe un augment perillós de la radiació. A la superfície de la Terra, les zones polars poden patir a causa de les tempestats solars, encara que el més habitual és que l’únic efecte observat siga un augment del nombre i de la intensitat de les aurores.
3. És l’univers infinit?
Fernando J. Ballesteros
Quan mirem a la llunyania, veiem fins a l’horitzó. No podem veure més enllà, encara que sabem que hi ha altres terres i països. L’univers té també un horitzó. Com que l’univers va nàixer fa uns catorze mil milions d’anys, la llum només ha pogut recórrer uns catorze mil milions d’anys llum. No podem saber res de cap cosa que existisca més enllà d’esta distància, perquè encara no ha passat el temps suficient perquè la seua llum ens arribe. Eixe és el nostre horitzó còsmic, i el que hi ha dins és l’univers observable. Però l’univers real és molt més gran. Quant? En podem tindre una idea si estudiem la seua geometria. A la Terra, l’horitzó és molt més xicotet que el planeta, i dins d’este horitzó no podem notar la curvatura del planeta. Però en un asteroide xicotet, l’horitzó és quasi tan gran com l’asteroide, i la seua curvatura és molt evident. S’esdevé una cosa semblant amb l’univers: si este fóra només un poc més gran que l’univers observable, la seua geometria presentaria una curvatura que no veiem. Això indica que l’univers és moltíssim major que l’univers observable. Potser quadrilions de vegades major, potser infinit. No hi ha manera de distingir-ho.
4. Hi ha terratrémols a les estreles?
Alberto Fernández Soto
En certa manera, sí. Quasi totes les estreles presenten lleus variacions periòdiques de la seua lluminositat si se les observa amb suficient detall. En alguns casos, el canvi és només d’unes poques milionèsimes, mentres que en altres representa un percentatge notable de la brillantor total. Hui, els astrònoms saben que eixa variació es deu en gran part a oscil·lacions del material que forma l’estrela, que es transmeten des de les capes interiors cap a les exteriors i la fan vibrar com una campana. L’anàlisi d’estes vibracions permet als astrònoms, igual que ocorre amb els geòlegs i els sismòlegs a la Terra, estudiar les capes més internes, que serien completament inaccessibles de qualsevol altra manera. L’estudi d’estes estreles s’anomena astrosismologia, que, més o menys, significa “estudi dels terratrèmols a les estreles”. Hi ha, a més, estreles en què es produïxen variacions de brillantor violentes i no periòdiques; les denominem “variables cataclísmiques”, i creiem que els seus bruscos canvis són deguts a sobtades reordenacions del material del seu interior o de les seues capes externes.
5. Hi ha vida en altres planetes?
Fernando J. Ballesteros
La Terra compta amb grans oceans com a tret més aparent. En el passat, Mart també va tindre oceans; la lluna Europa, de Júpiter, pareix tindre mars d’aigua líquida davall la seua coberta de gel, i la lluna Tità, de Saturn, té mars de metà líquid. Quatre mons en un mateix sistema solar. Açò indica que la presència de mons amb líquids no ha de ser infreqüent, i possiblement la majoria de les estreles en tinga almenys un. La presència de líquid és un requisit indispensable perquè considerem habitable un món, perquè els líquids són el substrat ideal perquè es produïsca la química de la vida. A la Terra, la vida va aparéixer al poc de temps que es formaren oceans estables, la qual cosa és indicatiu que, davant de les condicions adequades, la vida es formarà amb facilitat. Per una altra banda, el 90% de la història de la vida a la Terra es va limitar a organismes unicel·lulars: la vida complexa hi va aparéixer recentment, la qual cosa potser indica que el pas a la pluricel·lularitat serà difícil. Si açò és així, segurament la vida unicel·lular abundarà en l’univers i només una xicoteta fracció de mons habitats presentarà vida complexa.
6. Què és una supernova?
Alberto Fernández Soto
Les estreles tenen el seu propi cicle de vida. Naixen en grups, a partir de núvols de gas que col·lapsen, i des del seu origen, la destinació final de cada una està marcada per la seua massa. Curiosament, les més xicotetes (~1/10 del Sol) tindran vides més llargues, ja que cremen el seu combustible molt lentament. Estes estreles poden ser quasi tan antigues com l’univers mateix (uns catorze mil milions d’anys), i encara duraran molt més abans d’apagar-se lentament. Les estreles semblants al Sol tenen vides comparables a l’univers (uns deu mil milions d’anys), i en les seues últimes fases expulsen el gas de les seues capes externes i formen una nebulosa més o menys simètrica, i deixen com a cadàver una xicoteta estrela nana al centre. Finalment, les estreles més massives (entre el doble del Sol i fins a cent vegades més) consumixen el seu gas a enormes velocitats i exhaurixen el seu combustible en només uns centenars de milions d’anys; finalment produïxen una violentíssima explosió que destruïx l’estrela i deixen com a cadàver una estrela de neutrons o un xicotet forat negre. Esta explosió és el que coneixem com una supernova. El material expulsat, ric en nous metalls acabats de formar, ajudarà a formar noves generacions d’estreles i planetes.
7. Què és un quàsar?
Alberto Fernández Soto
Moltes galàxies (per exemple, la nostra) tenen al centre un forat negre amb una massa milions de vegades major que la del Sol. Encara que parega perillós, el forat negre no representa cap perill. De fet, col·labora per a mantindre l’orde en el moviment de les estreles i el gas al voltant del centre de la galàxia. Però el material que està verdaderament prop del forat negre, a vegades acaba caient cap a ell i forma un disc de material al seu voltant. A causa de la seua ràpida rotació, es calfa a milions de graus i emet enormes quantitats de llum en tot l’espectre, des d’ones de ràdio fins a llum visible, rajos X i rajos gamma. A més, de vegades, fragments del disc s’arranquen, cauen al centre i provoquen brots sobtats i impredicibles d’energia. Estes manifestacions són tan lluminoses que superen la brillantor de tota la galàxia en què ocorren. Al veure-les en la distància, detectem objectes al cel que emeten enormes quantitats d’energia, de manera variable i impredicible, en totes les freqüències que observem, i d’una grandària tan xicoteta que ens pareix puntual. És el que denominem un quàsar −de l’acrònim anglés quasi stellar radio source−, ja que els primers que es van veure eren potents fonts de ràdio, i tan xicotets que es confonien amb estreles.
8. Com es formen els planetes?
Alberto Fernández Soto
Segons els models que coneixem, les estreles es formen a partir de grans masses de gas en rotació. La major part del material cau cap al centre i dóna lloc a l’estrela. Però una altra part del material, a causa de la rotació, es va depositant en un disc que rodeja l’estrela, en una estructura semblant als anells de Saturn, encara que més gran i més difusa. El material del disc, majoritàriament gel i pols, es concentra a poc a poc, al seu torn, en xicotets glòbuls sòlids que atrauen més i més matèria a mesura que s’engrandixen. Estos xicotets trossos de pedra (denominats planetesimals) s’unixen lentament, a través d’innumerables col·lisions a baixa velocitat, per a donar lloc a objectes més i més grans. A més, la llum i la calor de l’estrela central evaporen a poc a poc les restes de gas i pols i deixen els planetesimals com a única resta del núvol original i del disc posterior. Amb el temps, els planetesimals continuaran unint-se i produiran una sèrie de planetes que giren aproximadament en el mateix pla equatorial al voltant de l’estrela central.
9. Hi ha uns altres tipus de llum?
Alberto Fernández Soto
Sí. La llum que podem veure amb els nostres ulls és una mínima part del que anomenem “l’espectre electromagnètic”. Els nostres ulls estan optimitzats per a veure esta llum perquè és la major part de la que ens arriba procedent del Sol, i, per tant, és especialment útil. Però també podem percebre la radiació infraroja, que és un poc menys energètica que la visible. Com? Simplement acostant la palma de la mà a la nostra cara. La calor que rebem és, majoritàriament, radiació infraroja −la mateixa que detecten les càmeres nocturnes de seguretat o les que usen en l’exèrcit. A menors energies trobem les microones i les ones de ràdio, que no percebem directament, però que utilitzem diàriament en moltes aplicacions. En direcció contrària, cap a radiacions d’alta energia −i, per tant, potencialment danyoses−, hi trobem la radiació ultravioleta. Encara que molt atenuada, també ens arriba des del Sol i pot cremar la nostra pell. Més enllà es troben radiacions de molt alta energia, com els rajos X i els rajos gamma, d’ús freqüent en medicina i aplicacions científiques. Tots estos tipus de llum són emesos pels astres, i cada un d’ells ens dóna informació sobre diferents aspectes de la seua naturalesa.
10. Per a què volem telescopis tan grans?
Alberto Fernández Soto
Cada un de nosaltres capta la llum amb la pupil·la de l’ull, un xicotet orifici d’aproximadament un centímetre de diàmetre. Igual que ocorre amb l’aigua, si col·locàrem un embut gran abans d’eixe orifici, podríem arreplegar molta més llum. Un telescopi d’aficionat de 10 cm de diàmetre rep cent vegades més llum que l’ull, i el Gran Telescopi Canàries, de 10 metres, en rep un milió de vegades més. Però, a més, l’ull capta llum de manera continuada, sense poder acumular-la per a anar sumant imatges cada vegada més clares.. Això sí que ho poden fer les càmeres fotogràfiques, de manera que si fem una foto amb una exposició de deu segons, arreplegarem deu vegades més llum que en un sol segon −és com si, a més de l’embut, posàrem un enorme poal per a arreplegar l’aigua. Als astrònoms ens interessa arreplegar molta llum perquè tota la informació que tenim dels objectes del cel ens arriba a través d’ella. Com més llum atrapem, més llunyans són els objectes que podem veure, i amb més detall els podem observar. Així aprenem tot el possible sobre ells.
No comments yet.