Si no fos perquè...

1- Estem a un barri tranquil de la nostra galàxia, la Via Làctia, on no tenim estrelles properes que puguin explotar com supernoves, ni altres estrelles que poguessin afectar a la formació del nostre sistema planetari al voltant del Sol

2- Tenim una estrella normal il·luminant el nostre planeta, quan podria haver estat una estrella tipus nana vermella que podria haver esterilitzat el planeta amb les seves radiacions

3- La distància que ens separa de la nostra estrella és l’adequada per situar-nos en una zona habitable, on l’aigua es manté en estat líquid

4- Tenim un camp magnètic generat pel nucli intern del planeta, sòlid i calent, però externament parcialment líquid, i que al girar l’origina tal com una dinamo

5- Aquest camp magnètic ens defensa del vent solar, desviant-lo, i permetent que es mantingui l’atmosfera formada per nitrogen i oxigen, i puguem respirar

6- La mida del planeta és l’adequada per mantenir aquesta escalfor interna i no es refredi massa ràpidament, com li va passar a Mart

7- Tenim planetes exteriors grans que ens protegeixen de possibles impactes d’asteroides

8- Vam patir un xoc catastròfic amb un altre cos que ens va generar la lluna i va modificar el nostre eix de rotació

9- Tenim un satèl·lit, la lluna, que ens protegeix d’impactes exteriors i que estabilitza la nostra rotació per efecte de les marees

10- La inclinació de l’eix de rotació del planeta que ha permès l’existència d’estacions, amb una variació suau, però necessària, de les temperatures

11- Les plaques tectòniques sota l’escorça del planeta, que es trenquen i mouen, permetent l’existència de volcans, on escapa part de l’escalfor interna del nucli i regenera el carboni del que estem formats, un 18% del pes corporal

12- Tenim els volcans que van ajudar a provocar el canvi d’atmosfera del planeta, pel fet d’emetre metà, que, per efecte hivernacle, va fer pujar la temperatura mitjana del planeta de -18ºC a uns 15ºC i va permetre generar aminoàcids

13- L’aparició dels primers organismes (cianobacteris) que feien fotosíntesi, combinant anhídrid carbònic i aigua per produir sucres i alliberar oxigen a l’atmosfera

14- L’equilibri tèrmic que ens permet l’atmosfera, entre el carboni, nitrogen i oxigen, que deixa refredar el planeta de mica en mica, de forma prou controlada. Ni massa lent ni massa ràpidament

15- El bombardeig dels cometes que ens van aportar l’aigua suficient

16- L’oportuna característica de l’aigua de ser polar (presenta una zona amb càrrega elèctrica positiva i l’altre negativa) que li permet una actuació com dissolvent universal

17- El gel d’aigua, per ser polar, suri al damunt de l’aigua líquida i permeti que en els llocs on es troba serveixi com protecció de la part líquida, per sota, evitant que tota ella es congeli, com seria el cas d’un llac

Tots aquests factors sumats i tots a favor, van permetre l’aparició de la vida a la Terra. Si qualsevol hagués fallat, no hi seríem.

Publicat a la revista "Els Colors del Pla de l'Estany" en el seu nº 275 de novembre de 2022

Hi ha aigua a Mart?

Des l’antiguitat tots els humans han quedat fascinats pel petit punt vermell que errava pel firmament. Era el planeta Mart, conegut pel nom del déu de la guerra dels romans. Sobre aquest planeta s’han escrit, i imaginat, moltes característiques. Des dels canals de Schiaparelli, el 1877, al suposat descobriment de vida a les restes d’un meteorit trobat a l’Antàrtida i de nom ALH 84001. Cap dels dos supòsits s’ha confirmat. 

Avui en dia, el que preocupa els científics no és saber si a Mart hi ha vida o no, sinó saber si hi ha aigua. Així a la dècada de 1970, la NASA ja va enviar les sondes Mariner i Viking a prendre fotos de la seva superfície. Aquestes van enviar fotos del que semblaven antigues lleres de rius, llacs, canons o deltes. Posteriorment els orbitadors Mars Odyssey (2001), Mars Reconaissance Orbiter-MRO (2006) o els exploradors de superfície, com l’Spirit i Opportunity (2004), van detectar gel sota la superfície de Mart a latituds polars i mitjanes. 

Al 2015, quan la MRO analizava les escorrenties d’aigua a les vores dels cràters, va observar que en canviava la reflectivitat, eren més brillants, a l’estiu. Aquesta observació els va portar a proposar que arribava a fluir aigua líquida, per un curt espai de temps, amb un alt contingut en sals, major d’un 5%, com si fos una salmorra. 

Al 2019 i utilitzant dades dels dos orbitadors, la NASA va publicar que a algunes zones de la regió d’Arcadia Planitia existien dipòsits de gel a només 30 cm sota el sòl. A altres indrets s’han caracteritzat roques amb minerals hidratats, com sulfats, carbonats, silicats i hidròxids. Aquestes dades han permès confirmar que l’aigua va fluir pel planeta i es va cumular a un gran oceà a l’hemisferi nord i a diversos llacs al sud, fa uns 3.500-4.000 milions d’anys. 

L’evidència més directe de l’existència d’aigua líquída va arribar abans, el 2018, de les dades de l’orbitador Mars Express (2003) de l’ESA, quan astrofísics de l’institut d’Astrofísica d’Itàlia, van concloure que les dades rebudes pel radar MARSIS eren compatibles amb l’existència d’una gran massa d’aigua líquida de 20 km de diàmetre i 1 metre d’espesor a la zona del pol sud marcià. 

S’ha estimat que aquesta aigua és a -68ºC i que es pot mantenir en esta líquid degut a la gran concentració de sals en forma de perclorats i altres sals amb sodi, magnesi i calci. Aquest fet de no congelació a tan baixa temperatura, es coneix com efecte crioscòpic. No es tracta d’un llac sinó d’una zona de roca porosa xopa d’aigua, com un fang de roca i aigua. De fet aquest radar només ha explorat el 10% de la superfície marciana. 

El mateix orbitador va obtenir imatges del cràter Korolev, al pol nord marcià, el mateix any 2018, i l’estudi va permetre calcular que està ple d’aigua en estat sòlid en els seus 80 km de diàmetre i amb un gruix proper als 2 km. 

En conclusió, sí que hi ha aigua al planeta Mart i aquesta serà la que beuran els nostres astronautes quan hi arribin.

Publicat a la revista "Els Colors del Pla de l'Estany" en el seu nº 274 de l'octubre de 2022

Venus (i 2)

A l’any 1962 els EUA van enviar la Mariner-2, que va conduir a una determinació exacta de la massa del planeta. La Mariner-10 va sobrevolar Venus camí de Mercuri. La NASA també llançà dues sondes més el 1978 dins del programa Pioneer Venus. Una va estar en òrbita durant 10 anys i va deixar anar tres petits vehicles per estudiar l’atmosfera. La missió Magallanes també va estudiar la superfície de Venus el 1989 durant cinc anys.

El 2005 l’ESA va llançar la missió Venus Express i durant nou anys va estudiar la seva atmosfera. 

El Japó (JAXA) va llançar la sonda Akatsuki el 2010, però per una fallada no va poder entrar en òrbita fins el 2015. El seu objectiu era estudiar-ne l’atmosfera, la gran desconeguda.

Aquestes sondes ens permetran conèixer millor les temperatures, el perquè de vents de fins a 380 km/s, de núvols diferents i de composicions diferents segons les alçades.

El 2020 va saltar la notícia de la detecció de fosfina, o fosfè, a la seva atmosfera. Aquest fet és interessant doncs el fosfè està considerat com un biomarcador, per tant la seva detecció podria indicar l’existència de vida. Posteriors estudis han confirmat que les línies espectrals assignades al fosfè eren del diòxid de sofre (SO2), que les presenta molt properes, per tant el recorregut de la suposada vida a Venus ha estat molt curt.

Fent un cop d’ull enrere es veu que aquest planeta segueix sent un gran misteri per resoldre i que sabem molt poc de la seva superfície i de la seva atmosfera. Les imatges en infraroig obtingudes per les sondes indiquen unes anomalies tèrmiques que portarien a una possible activitat volcànica. Tampoc sabem la raó del gan cataclisme que va ocórrer fa 600 milions d’anys ni com era el planeta abans. Respecte de l’atmosfera, tenim un gran desconeixement del que passa per sota dels 40 km d’alçada, una regió que suposa més del 75% de la massa total, on s’acumula la major part de la seva energia i on succeeixen processos químics encara desconeguts.

Foto: NASA

Tampoc es coneix quina mena d’interacció pot existir entre la superfície i l’atmosfera del planeta, ni si  aquesta pot haver intervingut en la frenada i inversió de la seva pròpia rotació.

El darrer descobriment ha estat la confirmació de  l’existència d’un tènue anell de pols orbitant Venus  en ressonància 1:1. Ha estat fet per la Sonda Solar  Parker, després de fer set voltes al Sol entre 2019 i  2020, l’ha pogut fotografiar de forma completa per  primer cop. És un anell que podria haver sobre-viscut  des del principi del sistema solar.

De cara al futur, el 2024 l’Índia vol enviar-hi una sonda amb un orbitador per a estudiar els dos temes, superfície i atmosfera, i deixarà anar dos globus per circular entre mig dels núvols. L’ESA també vol llançar la missió EnVision amb igual objectiu cap el 2032.

De igual manera Roscosmos, conjuntament amb la NASA, treballen per una missió conjunta, la Venera-D, cap el 2026 o 2031, que a més d’estudiar-ne la superfície i atmosfera, deixaria caure un mòdul d’aterratge damunt la seva superfície amb la confiança de que treballi, al menys 24 hores, abans de ser destruït per l’àcid sulfúric.

Publicat a la revista "Els Colors del Pla de l'Estany" en el seu nº 272 de l'agost de 2022

Venus al dia (1)

És l’únic planeta, amb la Terra, que porta un nom femení. De fet, ambdós planetes són bessons.

Els grecs es pensaven que eren dues estrelles diferents, una al matí i altre al vespre. És el punt més brillant del cel nocturn. No arriba a separar-se del Sol ni 50º (elongació), recordeu que és un planeta interior, i per això només es veu a l’albada o a la posta del Sol, mai a mitja nit.

Galileu va ser la primera persona que va observar que Venus tenia fases, igual que la lluna, a vegades plena o nova, altres minvant o creixent.

El seu disc es veu el màxim de brillant quan és quart creient/minvant, amb un 25% d’il·luminació, ja que la seva posició és la més propera a la Terra, a 37 dies de la conjunció inferior. Quan està en fase plena es troba a l’altre costat del Sol i sembla molt petit a causa de la major distància (conjunció superior).

Fins el 1961 no es va definir el seu dia en 243 dies terrestres i el seu any en 225 dies, o sigui, que el seu any dura 0,92 dies dels seus. La seva rotació és retrògrada, al revés que la Terra, sense que se’n sàpiga exactament la raó. Aquest fet es va confirmar el 1964 a través de les observacions de tres radiotelescopis, situats a Goldstone (Califòrnia), Jodrell Bank (Regne Unit) i Ievpatòria (Unió Soviètica).

Maxwell Montes és el nom de la muntanya més alta de Venus, es troba a Ishtar Terra. El seu pic se situa 11 km per sobre de l'elevació de la superfície mitjana de Venus. Es va detectar per estudis de radar el 1970.

Venus en UV - Foto: D.P. Mitchell

És tan brillant perquè està cobert per núvols que reflecteixen gran part de la llum solar entrant. Els núvols groguencs estan formats per sofre i àcid sulfúric. No obstant això, està cobert amb una espessa atmosfera de diòxid de carboni, gotes de diòxid de sofre i àcid sulfúric. Aquesta atmosfera és tan densa que passejar-hi seria com passar per l'aigua. El rus Lomosonov el 1761 va ser el primer a observar que tenia alguna mena d'atmosfera. És molt més densa i més calenta que la terrestre: la temperatura de la superfície és de 740 K (467 °C), mentre que la pressió és de 93 bar.

El diòxid de carboni atrapa la major part de la calor del Sol. Les capes de núvols també actuen com una manta. El resultat és un "efecte hivernacle descontrolat" que ha provocat que la temperatura del planeta es disparés, prou calenta per fondre el plom. Això significa que Venus és encara més calent que Mercuri. Però la seva atmosfera rota molt ràpidament, una superrotació, gira 60 cops més ràpida que el planeta, uns 4 dies terrestres.

La primera sonda que es va enviar a explorar el planeta va ser la Venera-1 soviètica (1961), però va tenir problemes de comunicació i no va poder enviar cap dada. El programa Venera va enviar 16 sondes entre la data indicada i el 1983. La sèrie Vega, en concret la 2, el 1985, va aconseguir posar una petita nau al terra de Venus i va emetre durant 56 minuts.

Publicat a la revista "Els Colors del Pla de l'Estany" en el seu nº 271 del juliol de 2022

Evolució intel·ligent ?

Fa poc he llegit el llibre Evolució de Richard Dawkins (ed. Espasa, 2009) on l’autor desenvolupa i reafirma la teoria de Charles Darwin explicada a la seva obra mestra L’origen de les espècies, que tant va remoure la societat quan es va publicar el 1859.

Un aspecte que m’ha cridat molt l’atenció ha estat la imperfecció de l’evolució, que no es podia aturar per considerar si hi havia una via millor per a fer-la. Les mutacions i els canvis han anat per un camí i aquest ha anat progressant. Segur que si s’hagués pogut fer partint de zero, cada cop, a cada mutació, hagués sortit una evolució més adequada, hagués semblat més intel·ligent.

Els humans hem caminat el 99% de la nostra existència de forma quadrúpeda i només l’1% en posició erecte. La nostra columna vertebral era horitzontal i el procés de passar a posició vertical va significar un gran reajustament. Dawkins opina que no va ser gaire exitosa, fet comprovable per la gran quantitat de gent que es queixa de mal d’esquena.

L’autor esmenta com a exemple la construcció d’un motor a reacció però partint d’un motor d’explosió ancestral, modificant-lo peça per peça, i poc a poc, fent cada cop només una mutació, però que permetès a l’ésser, el motor, seguir fent la seva feina. Si no la fa, es morirà i desapareixerà, l’evolució seria negativa. Així que qualsevol modificació ha de ser positiva, l’ésser que la rep, ha de continuar amb èxit la seva vida, considerant que aquell pas el fa selectivament millor que els seus competidors i se’n sortirà. 

Així el nostre motor d’explosió imaginari ha d’anar acumulant petites modificacions que li permetin continuar fent el seu treball com motor, però que cada cop l’acostin més a com hauria de ser un motor a reacció. En cap moment pot deixar de funcionar, seria la seva mort. Està clar que una evolució així, natural, no arribaria a la mateixa perfecció que permetria crear un nou motor a reacció del no res, sense estar lligat al teu passat. 

Els dos mètodes per arribar a obtenir un motor a reacció són ben diferents. El segon, començant de zero, ens permetria un disseny intel·ligent, l’evolució natural no.

Així a la biologia observa com l’ull humà no està construït de la forma més lògica, té la retina del revés, perquè l’evolució la va crear així. Però al mateix temps ha tingut que generar una sèrie de feines extres per aconseguir que l’ull humà funcioni tan bé com ho fa. 

Seria quelcom similar al que li va passar al telescopi espacial Hubble que es va llançar a l’espai el 1990 amb un error considerable, tenia el mirall principal una mica deformat. Com recordeu es van  enviar astronautes a fer-li una reparació, com si fessin unes ulleres a mida per corregir el defecte.

Altre cas curiós és el del nervi laringi de la jirafa que li puja i baixa pel coll -metres de recorregut- en lloc d’anar directament al seu objectiu a alguns centímetres. L’evolució natural no va triar el camí més intel·ligent però sí el que va permetre sobreviure a l’espècie.

Suposem que va ser el camí correcte.

Publicat a la revista "Els Colors del Pla de l'Estany" en el seu nº 270 del juny de 2022

Vacances astronòmiques

La primera opció, si coincideix, és anar a veure un eclipsi total de Sol. El problema és que les dates no les posem nosaltres, les posen els astres. Tot cas, podem mirar la pàgina de Fred Espenak de la NASA per saber quin any i lloc es podrien complir les nostres expectatives. El 2026, 27 i 28 passaran per la península.

Ara ja toca visitar observatoris, aquí podem triar el país. Podríem començar visitant els que hi ha a Catalunya. Com a propers tenim els dos del Montsec, a dalt i a baix, Albanyà, Sabadell, Castelltallat, o històrics com el Fabra o el de l’Ebre. Una mica més lluny, però no gaire, tenim els de les Illes Canàries, tant els de Tenerife com de La Palma. També a Calar Alto, Granada, i a Javalambre, Terol, hi ha unes bones instal·lacions.

A França tenim el del Pic du Midi ben a prop, i s’hi pot passar la nit, dormint o gaudint del cel.

Un altre observatori històric és el de Greenwhich, a Anglaterra, o el de París que fou dirigit per coneguts astrònoms com Cassini o Leverrier. Als Estats Units trobaríem el de Mont Wilson, a Los Angeles.

Si volem anar més lluny podem anar als de Xile, Cerro Paranal, Tololo, La Silla o Atacama, entre d’altres. Valen la pena. Un altre objectiu podria ser anar a Hawaiï a veure el de Mauna Kea i, després, gaudir dels volcans d’escut que han originat les illes.

Autor: Juan Carlos Casado -
APOD 15 abril 2011 PN Teide - Tenerife

També podem triar l’opció de visitar llocs amb la qualificació de Starlight, indrets on la contaminació lumínica és mínima i es poden observar molt bé els cels de nit. Només cal entrar a Starlight Foundations i buscar el lloc que ens interessa. També es pot trobar buscant per astroturisme o turisme d’estrelles.

Es poden trobar llocs amb aquesta qualificació a tot arreu del món, tant a Namíbia com Nova Zelanda.

D’aquesta forma podrem veure les estrelles de l’hemisferi sud, com els Núvols de Magallanes, el gran i el petit, el Centaure amb la seva parella principal, alfa i beta, i el seu gran cúmul d’omega.

Per acabar podem parlar d’un altre tipus de finalitat, l’observació d’aurores. Aquí cal pujar fins al cercle polar àrtic per tal de tenir aquesta possibilitat. Per contra quan més es puja de latitud més curta és la nit. De fet aquesta seria una millor idea per a fer al febrer i anar, per exemples a Lapònia.

Publicat a la revista "Els Colors del Pla de l'Estany" en el seu nº 269 de maig de 2022

Densitat

Quan escoltem aquesta paraula, majoritàriament, tothom es fa a la idea de què parlem. Amb aqust terme definim la propietat que presenta un material relacionant la seva massa amb el volum. Els físics diuen que s'obté de dividir la massa d’un cos pel volum que ocupa. Així les unitats en les què s’expressa el resultat poden ser tan en g/cm³ o en kg/m³.

La mesura cal fer-la en condicions normals, o sigui, a una temperatura i pressió habituals a nivell del mar, abans eren 1013 hPa i 20ºC, però el 1982 es van modificar i ara son 100 kPa i 0ºC. Si variem aquestes condicions també varia la densitat.

Dir que la densitat de l’aigua és d’1g/cm³ o 1.000 kg/m³, seria dir el mateix.

Continuant amb l’aigua, el seu estat (vapor, líquid i sòlid) també ens serveix com exemple de densitat. El baf és el menys dens, el podem travessar. Nedar  a una piscina ja ens costa una mica més d’esforç. I intentar travessar una paret de gel, ja ni ens ho imaginem.

Els materials més densos que coneixem al planeta son dos metalls, l’iridi i l’osmi amb una densitat de 22,0 g/cm³. El plom és la meitat 11,3 i el nostre planeta té una densitat de 5,5 g/cm³. Com curiositat cal esmentar que el planeta Saturn la té de 0,687 g/cm³, menys que la de l’aigua i, que per tant suraria si el poguéssim posar en una piscina de la seva mida.

La densitat més baixa que s’ha pogut obtenir d’un material ha sigut de 0,16 mg/cm³, 6.250 cops menys que la de l’aigua. Parlem d’un aerosol de grafè, un derivat del carboni.

Si volem entrar a mesurar densitats a l’espai, ens anirem cap els extrems, densitats molt petites i molt grans. A l’espai exterior la densitat és d’entre 1 i 5 àtoms per metre cúbic. A la terra, un centímetre cúbic (cc) d’aire conté de l’ordre de 1018 àtoms, un 1 seguit de 18 zeros. A nivell de laboratori, fent el màxim buit possible, encara queden de l’ordre de 106 àtoms que no podem eliminar. A l’interior de les nebuloses, on es formen les estrelles, poden haver entre 1.000 i 10.000 àtoms per cada cc.

Aconseguir eliminar totalment els àtoms i tenir un buit ideal, és impossible. Xocaríem amb la física quàntica i, com per art de màgia, començarien a aparèixer partícules virtuals del no res. Una de matèria i altra d’antimatèria, originades per l’energia del buit, que al cap de poc es tornarien a aniquilar entre elles, transformant-se de nou en energia.

Anant cap a la part alta, trobem que les estrelles qualificades com nanes blanques tenen una densitat de 106 g/cm³, un milió de vegades més denses que el metall més pesat abans esmentat. Si parlem d’estrelles encara més compactes, les de neutrons, trobarem que pugem un factor d’un milió arribant a valors de 1012. El següent pas serien els forats negres, on la física parla d’una singularitat i la densitat hauria d’arribar fins a valors infinits.

Haurem de canviar de física, anar un pas més endavant que la física d’Einstein per poder-ho entendre.

Publicat a la revista "Els Colors del Pla de l'Estany" en el seu nº 268 de l'abril de 2022