dijous, 4 de gener del 2024

La Lluna, d’on va venir i a on va

Segons la teoria actual, la de la Gran Explosió o Big Bang, l’Univers es va formar fa uns 13.800 milions d’anys. D’aquí va sorgir tota la matèria i energia de la que disposem.

Ara fa uns 5.000 milions d’anys es va formar la nostra estrella, el Sol i uns 500 milions d’anys més tard la Terra. Poc desprès es va produir un xoc còsmic, un altre protoplaneta, batejat com Theia, va col·lidir amb el nostre. Aquest cos tenia les mides del planeta Mart, més petit que el nostre, la meitat del diàmetre terrestre i una desena part de la seva massa.

Com resultat del xoc entre els dos cossos, Theia va quedar gairebé tota esmicolada, encara que una part, s’ha confirmat aquest mateix 2023, es troba incorporada al nostre nucli terrestre, en forma de dues bosses de material original, per sota de l’oceà Atlàntic i del continent africà. Les restes del xoc van sortir rebotades cap a l’espai. Una part es va perdre i altre va quedar com runa voltant la Terra. Amb els anys, van formar el nostre satèl·lit. Les anàlisis de les mostres de sòl lunar (regòlit) portades per les expedicions Apolo, confirmen que ambdós sòls tenen la mateixa composició isotòpica en titani, un element químic poc habitual. Així la Lluna està formada per material esqueixat de la Terra pel xoc esmentat.

Fases de la lluna per parelles.
Foto: Marcella Giulia Pace

Durant milions d’anys la Lluna va mantenir el seu interior calent i, com que en aquella època encara es produïen molts impactes de meteorits, alguns de més grans arribaven a esquerdar la seva escorça, permetent que s’escapés la lava interior i s’escampés per la superfície, fet que ha originat la diferències de colors a la seva superfície. El colors dels anomenats mars, com Serenitatis o Tranquilitatis, són de la lava emergida, diferent de les roques superficials. I s’anomenen mars perquè, antigament, mirant des de la Terra, es pensava que eren mars d’aigua com els nostres i els hi va quedar el nom llatí, fins i tot en anglès (mare en singular i maria en plural).

De fet, la Terra i la Lluna formen el que en física, s’anomena un sistema de dos cossos. Això té unes  implicacions pràctiques, les interaccions gravitatòries. Al principi de la seva formació el dia a la Terra durava 8 hores, en l’actualitat 24. Això és degut a que per un principi físic, el manteniment del moment d’inèrcia, la lluna s’allunya del planeta un 38 mm cada any, aquest fet obliga a que la Terra giri més lentament, per mantenir aquest equilibri que li exigeix el moment d’inèrcia. La Lluna, al principi, es trobava 10 cops més a prop.

Un costat colorit de la lluna. Cràter Aitken en color violeta.
Foto: NASA/GSFC/DLR/Universitat Estatal d'Arizona/
Orbitador Lunar de Reconeixement (LRO)

Igualment, degut a l’existència de masses d’aigua sobre la Terra (movibles) i la proximitat de la Lluna, es creen les marees. Realment, la Terra no és ben bé esfèrica, sinó que és un el·lipsoide, una esfera una mica deformada. Aquest cúmul de fets ha obligat a la Lluna a estabilitzar-se de tal manera que gira d’una forma que es coneix com rotació síncrona. És a dir, rota sobre sí mateixa una volta al temps que fa una volta a la Terra. Resultat, que des de la superfície del planeta sempre li veiem la mateixa cara. Per tant, existeix una cara sempre visible o propera i altre que oculta o allunyada, no es veu. Realment, degut al moviments de libració, com una baldufa, arribem a veure el 59% de la superfície del satèl·lit.

Lluna millorada, en blau zones riques
en ferro, les taronges en alumini.
Foto: Darya Kawa Mirza

Així, tenim clar que la Lluna rota en sincronia amb la Terra i que les fases que travessa, són degudes a la seva posició respecte del Sol mentre gira al voltant nostre. Evidentment, no té llum pròpia, només reflecteix la que li arriba del Sol, com tots els planetes. Només les estrelles són capaces de generar llum amb les seves reaccions nuclears. També té gravetat, però la sisena part de la d’aquí, una persona que aquí pesi 60 kg, allà li semblarà que només són 10 kg. 

És possible observar-la de dia i de nit, segons es trobi en fase creixent o minvant, plena o nova. I aquest cicle es repeteix cada 27,3 dies, però com que la Terra també es mou, per nosaltres sembla que siguin 29,5 dies. Gairebé un mes. Per això una de les primeres formes de comptar el temps va ser amb calendaris lunars, comptant llunes. La paraula mes té el seu origen en la paraula lluna, en anglès, mes es diu month i lluna moon, l’un deriva de l’altre. Igualment, la paraula dilluns, prové del mot lluna, tant en anglès com en català, monday i dilluns, dia de la lluna. Avui en dia amb poca utilitat vist que el calendari solar és més exacte. Ara es compta el que triga la Terra en fer una volta al Sol, un any. Amb el calendari lunar els cicles no són repetitius al llarg del temps. Per citar un exemple, l’1 de gener pot haver qualsevol fase de la Lluna, però la posició de les estrelles i el Sol al firmament sempre seran les mateixes.

Altres curiositats que ens ofereix la Lluna, en volum és 50 cops més petita que la Terra i es troba 400 cops més a prop de la Terra que aquesta del Sol. Aquesta circumstància és important per la producció d’eclipsis. Com que la lluna s’allunya de nosaltres, d’aquí a uns milions d’anys ja no arribarà mai a tapar completament el Sol i tots els eclipsis seran parcials.

La seva temperatura és molt extrema, passa dels -153ºC a la part fosca als 107ºC a la part il·luminada, un altre punt a tenir en compte pels futurs astronautes. És l’únic satèl·lit natural de la Terra i, per mida, el cinquè del Sistema Solar, darrera de Ganimedes, Calisto i Io de Júpiter i de Tità de Saturn. D’atmosfera no cal dir res, no n’hi ha. Així que l’única forma d’erosió a la superfície lunar és que et caigui un meteorit a sobre.

c
Cràters Tycho (a baix) i Copèrnic
(a dalt) a l'esquerra.
Foto: Lásló Francsics

Un altre punt que cal destacar és el cràter Aitken, a la part no visible des del nostre planeta. Es tracta d’un cràter d’impacte que té un diàmetre de 2.500 km i uns 13 km de profunditat, suposadament creat pel xoc d’un meteorit amb un angle de 30º, segons els darrers estudis de les sondes xineses. Prop de la vora d’aquest cràter es troba el punt més alt de la superfície lunar, que curiosament no és el pic d’una muntanya, sinó d’una planúria, que va recollir les escombraries llançades pel meteorit que originà el cràter Aitken. Arriben a una cota de 10.786 m sobre l'elevació mitjana lunar, i està situat en la vora est del cràter Engelʹgardt. Si busquem una forma típica de muntanya haurem de situar als Zeeman Mons amb 7.570 metres, també a l’interior del cràter Aitken.

Cada dia hi cauen a la seva superfície desenes de tones de nova pols com conseqüència de nous impactes. Hi ha comptabilitzats més de 30.000 cràters majors d’1 km. Cada dia es desplaça uns 13º al cel, o sigui, es retarda el seu pas pel mateix punt una mica més de 50‘ diaris. Així en un mes pot tornar a reiniciar el cicle.

Per acabar, només recordar que fins hores d’ara només 12 persones, l’han trepitjada amb les missions Apol·lo, però està previst per la NASA, juntament amb l’ESA (Europa), JAXA (Japó) i CSA (Canadà) que el 2025 es torni a posar algun astronauta a la seva superfície amb la missió Artemis. A veure si es compleixen els terminis.

Finalment, recordar que segons un Tractat firmat al 1996 a l’ONU la  Lluna no està en venda. Porta per nom: “Tractat sobre els Principis per Governar les Activitats dels Estats en l’Exploració i Ús de l’Espai Exterior, incloent la Lluna i Altres Cossos Celestials.”


Article publicat a la Revista de Banyoles al número 1.083 del gener de 2024

dimecres, 3 de gener del 2024

El telescopi James Webb, un viatge productiu

Ja fa dos anys que aquest telescopi, el substitut del carismàtic Hubble va se ser col·locat en òrbita i  treballa capturant imatges del cel. Al març del 2023 ja vaig escriure un article fent-ne la descripció i esmentant les expectatives creades al seu entorn. La pregunta és obvia, ha satisfet aquestes expectatives?.

La resposta també és clara, sí i amb escreix. El motiu també, el nou telescopi James Webb (JWST) és més modern, està més ben equipat (infraroig i visible en front de, només visible, del Hubble) i està situat a més d’un milió de quilòmetres del planeta, no al tocar de la nostra atmosfera.

Una foto ben aclaridora és la dels Pilars de la Creació, feta pel Hubble el 1995 i repetida ara pel JWST. La podeu veure com a acompanyament de l’article. Al costa esquerra es veu la foto feta pel Hubble en visible i a la dreta la del JWST en infraroig, que ens permet travessar els núvols de pols i veure els milers d’estrelles que ens tapava el núvol. Això permet als científics entendre millor el procés de formació estel·lar. La qualitat és molt més bona.

Altres fotos donen suport al llarg procés de formació de planetes. S’ha pogut observar el vapor d’aigua en els discos protoplanetaris i es va poder confirmar un procés físic que implicava la deriva de sòlids recoberts de gel de les regions exteriors del disc cap a la zona del planeta rocós. Serien com la zona on tenim els cometes al nostre sistema solar.

En combinació amb el telescopi de raigs X Chandra, van trobar la signatura que revelava la presència d’un forat negre supermassiu en creixement només 470 milions d’anys després de produir-se el Big Bang, quan l’univers tenia el 3% de la seva edat actual. Amb l’ajut d’una lent gravitacional van poder ampliar per quatre la seva visió i detectar la galàxia i els raigs X  del gas al voltant del forat negre. Aquest descobriment és important per entendre com alguns forats negres poden arribar a tenir masses tan colossals poc després del big bang.

Esq. Hubble, dreta-JWST. Foto:NASA
 També ha obtingut imatges en infra- roig de la Nebulosa del Cranc, on va explotar una supernova el 1.054 dc, que revelen fets desconeguts fins al moment, com la composició del ma-terial expulsat, en especial ferro i níquel, que pot ajudar a entendre quin tipus d’explosió es va produir.

Quan va enfocar el planeta Júpiter va descobrir un fet mai vist fins ara, una corrent en raig a alta velocitat, que abastava més de 4.800 km, que era a sobre de l’equador, per sobre de les principals cobertes de núvols. Aquest fet ha proporcionat nova informació sobre com les capes de la turbulenta atmosfera de Júpiter interaccionen entre elles.

I al mirar un exoplaneta, WASP-17 b, un Júpiter calent a 1.300 anys llum de la Terra, va detectar proves de nanocristalls de quars. És el primer cop que es detecten a l’atmosfera d’un exoplaneta.

Si voleu gaudir de totes les imatges us recomano que entreu a https://science.nasa.gov/mission/webb/#Latest-News

Podreu trobar-les totes.


Publicat a la revista "Els Colors del Pla de l'Estany" en el seu nº 289 de lgener
de 2024