Kąsnelis Visatos III: neutrinai, rentgenai ir magnetai

Ir vėl sekmadienis, ir štai jums dar viena glausta astronominių naujienų apžvalga. Šį sykį jų surinkau dešimt, ir eilinį paveiksliuką iš APoD. Smagaus skaitymo :)

***

Pirmoji naujiena – diskusija apie neutrinų gaudyklę IceCube ir jos rezultatus. IceCube yra Antarktidoje įrengtas prietaisas, stebintis spinduliuotę, susidarančią, kai iš kosmoso gelmių atlėkę neutrinai, pralėkę kiaurai Žemę, karts nuo karto susiduria su vandens molekulėmis lede. Stebimos būtent sąveikos, sukeltos dalelių, atskriejusių iš šiaurinės dangaus pusės, nes taip nufiltruojama didžioji dalis kitų elementariųjų dalelių, galinčių sugadinti rezultatus. Kol kas IceCube ypatingų naujų žinių apie neutrinus nesuteikė, tačiau observatorija veikia vos kiek ilgiau nei metus. Taigi ateityje dar apie ją turėtume išgirsti ne sykį ir ne du.

***

Supernovų sprogimai – nekasdienis reiškinys, ypač mūsų Galaktikoje. Neseniai aptikta supernovos liekana, susiformavusi prieš keletą šimtų ar net tūkstantį metų. Tiesa, Žemėje pačios supernovos nebuvo matyti, nes sprogimas įvyko gana toli Galaktikos diske, taigi buvo paslėptas dujų ir dulkių debesų. Sprogusios žvaigždės liekana, neutroninė žvaigždė, buvo išsviesta iš sistemos milžinišku greičiu (daugiau nei 1000 km per sekundę) ir dabar aptikta maždaug parseko atstumu nuo sprogimo epicentro. Tokių sparčiai judančių neutroninių žvaigždžių yra žinoma ir daugiau; manoma, kad beveik kiekviena branduolio kolapso supernova žvaigždės šerdį išsviedžia tolyn dėl nesimetriško paties sprogimo proceso.

***

Kai kurios neutroninės žvaigždės sukasi labai sparčiai. Jei jos dar turi stiprų magnetinį lauką (o taip dažniausiai ir yra), didžioji dalis žvaigždės spinduliuotės sklinda pro magnetinius polius. Turint omeny, kad magnetinė ir sukimosi ašys paprastai nesutampa (Žemėje, beje, irgi), besisukančių neutroninių žvaigždžių šviesa sklinda tai viena kryptimi, tai kita. Jei kartais ta kryptis būna Žemės link, tokia žvaigždė mums atrodo labai reguliariai pulsuojanti – tai sušvinta, tai išblėsta. Tokios žvaigždės vadinamos pulsarais. Pulsarai yra dviejų tipų – „paprasti“, kurių sukimosi periodai matuojami sekundėmis ir ilgesniais laiko tarpais, ir „milisekundiniai“, kurių sukimosi periodai trunka nuo 1 iki kelių dešimčių milisekundžių. Kai kurie milisekundiniai pulsarai spinduliuoja rentgeno spindulius, kiti – beveik tik radijo; rentgeniniai sukasi sparčiau, nei radijo. Laikui bėgant, pulsarai turėtų lėtėti, taigi pagal sukimosi periodą galima nustatyti ir jų amžių; tai padarę, sužinome, kad kai kurie pulsarai yra senesni už Visatą. Beje, taip pat nerasta jokių pulsarų, kurie suktųsi mažesniu nei 1 milisekundės periodu. Keista, ar ne? Bet dabar vienas mokslininkas sugalvojo, kaip išspręsti daugelį šitų problemų. Mat rentgeno pulsarai sukasi dvinarėse sistemose ir gauna energijos iš žvaigždės kompanjonės; taip spartėja jų sukimasis aplink savo ašį bei magnetinis laukas, o spinduliuojama pagrinde rentgeno spindulių ruože. Kažkuriuo metu materijos perdavimas iš vienos žvaigždės kitai nutrūksta, ir tada pulsaras labai staigiai sulėtėja bei toliau spinduliuoja jau tik radijo spindulius. Vadinasi ir jo amžius mažesnis, nei galima būtų pagalvoti, neįvertinus šito proceso, ir sukimosi periodo minimumas yra nulemiamas to, kad per greitai besisukantis pulsaras sustabdo materijos perdavimą iš savo kompanjonės.

***

Žvaigždės turi magnetinius laukus. O kaip Galaktika? Taip, Galaktikoje magnetinių laukų irgi yra, ir dabar informacija apie juos pirmą kartą surinkta į viso dangaus žemėlapį. Žemėlapyje skirtingomis spalvomis pavaizduotos magnetinio lauko linijų kryptys mūsų link ir tolyn nuo mūsų, o spalvų sodrumas atitinka magnetinio lauko intensyvumą. Matome, jog Galaktikos magnetinis laukas kinta įvairiais masteliais: nuo mažyčių, beveik taškinių, žvaigždžių telkinių (o gal net pavienių smarkiai įmagnetintų žvaigždžių) iki didesnių molekulinių debesų ir jau visai didelių Galaktinio masto struktūrų. Kaip šitie magnetiniai laukai susiformuoja, kol kas yra paslaptis, bet tikimasi po truputį ją išnarplioti. Turint omeny, kad magnetinio lauko savybės gali nulemti daugelį žvaigždėdaros proceso detalių, tyrimas yra vertingas įvairių sričių astrofizikams.

***

Gražus Hablo paveiksliukas nr. 1: skersinė spiralinė galaktika NGC 1073. Kai kurie galaktikų evoliucijos modeliai rodo, jog skersės susiformuoja tik praėjus nemažai laiko po galaktikos atsiradimo, galbūt tada, kai galaktikoje jau smarkiai sulėtėja pirmasis žvaigždėdaros etapas. Tik penktadalis tolimų spiralinių galaktikų turi skerses, o Paukščių Tako apylinkėse tokių yra net du trečdaliai. Mūsų Paukščių Takas taip pat yra skersinė galaktika, taigi visai gali būti, jog NGC 1073 atrodo labai panašiai į mūsų namus iš šalies.

***

Gražus Hablo paveiksliukas nr. 2: gravitacinio lęšiavimo pavyzdys. Tolima galaktika, esanti už 10 milijardų šviesmečių, buvo gravitaciškai lęšiuota perpus mažesniu atstumu esančio galaktikų spiečiaus. Nors lęšiuota galaktika, kaip visada, yra ištempta į puslankio formos struktūras, iš šių atvaizdų vis tiek galima labai daug sužinoti apie jos savybes, ypač turint omeny, kad bendras galaktikos ryškumas dėl lęšiavimo padidėja daug kartų. O dar priedo šita galaktika yra lęšiuota smarkiau, taigi atrodo ryškesnė, nei kitos. Tokio vaizdo tyrinėjimas turėtų padėti astronomams šiek tiek daugiau suprasti apie ankstyvąsias galaktikų evoliucijos pakopas – žvaigždėdarą, dujų patekimą į centrines galaktikos sritis ir gal netgi juodosios skylės aktyvumą.

***

Dabar pora naujienų apie egzoplanetas. Šią savaitę atrasta jau ketvirta planeta savo žvaigždės gyvybinėje zonoje. Tačiau tai dar nereiškia, kad ji tikrai tinkama gyvybei; net ir skysto vandens buvimas nepriklauso vien nuo atstumo iki žvaigždės. Tam didelę įtaką turi planetos atmosfera – jos tankis ir cheminė sudėtis. Tačiau ištirti egzoplanetos atmosferą yra gerokai sudėtingiau, nei atrasti pačią planetą. Vienas toks būdas – spektrinė analizė planetos tranzito metu. Žvaigždės šviesa, eidama pro planetą, praeina ir pro planetos atmosferą, taigi iš principo skirtingų bangos ilgių šviesa yra sugeriama skirtingai. Jei spektrometras yra labai tikslus, galima palyginti žvaigždės spektrą tranzito metu ir kai planeta nesimaišo į tarpą, ir taip nustatyti planetos atmosferos sudėtį. Deja, kol kas mūsų prietaisai nėra pakankamai geri, kad aptiktų cheminius elementus planetų spektruose, bet įmanoma nustatyti bent jau atmosferos egzistavimo faktą.

***

Gyvybinės zonos priklauso ir nuo žvaigždžių savybių. Kita mokslininkų grupė tyrinėjo žvaigždžių evoliucijos modelius ir išsiaiškino, kaip priklauso gyvybinės zonos dydis ir tos zonos padėties kitimas laikui bėgant nuo sunkiųjų elementų kiekio žvaigždėje. Nors tų elementų – bet kokių, sunkesnių už vandenilį ir helį – žvaigždėje visada būna labai mažai, jų poveikis gali būti reikšmingas. Vieni išpučia žvaigždę, taip atvėsta jos paviršius; kiti „prilaiko“ žvaigždės evoliuciją, kad ji lėčiau kaistų būdama pagrindinėje sekoje; ir taip toliau. Nuo visų šitų dalykų priklauso, kokia temperatūra bus planetose, besisukančiose aplink tą žvaigždę. Pavyzdžiui, jei Saulėje visai nebūtų deguonies, tai Žemėje gyvybei tinkamos sąlygos truktų tik pusketvirto milijardo metų, o su dabartiniu deguonies kiekiu turėtų trukti pusšešto. Turint omeny, kad Žemei yra puspenkto milijardo metų, tai jei Saulėje nebūtų buvę deguonies, nebūtų ir mūsų. Ateityje tokios žinios gali padėti ieškant gyvybės požymių kitose planetose.

***

Dvi Žemės nuotraukos, padarytos iš „Suomi NPP“ palydovo. Vakarų pusrutulis (centras ties Meksika) ir rytų pusrutulis (centras ties Madagaskaru). Deja, Europos nematyti nei ten, nei ten, taigi ir Lietuva nepasigrožėsim, bet nuotraukos tikrai stulbinančiai žavingos.

***

Kai per ilgai žiūrite į dangų, dangus gali imti žiūrėti į jus.

Kai per ilgai žiūrite į dangų, dangus gali imti žiūrėti į jus. Šitas daiktas vadinasi Spiralės ūkas (Helix nebula), bet man panašesnis į Saurono akies ir Palantyro hibridą.

***

Tiek šią savaitę. Laukiu atsiliepimų :)

Laiqualasse

Leave a Reply

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *