Kąsnelis Visatos XXV: Daug Higso ir paveiksliukų

Nors šią savaitę jau parašiau porą įrašų apie higso atradimą, tokiai naujienai dėmesio skirti galima ir daugiau. Tuo labiau, kad kažkaip be higso kitokių naujienų ne tiek ir daug. Naobetačiau tai reiškia, kad daugiau vietos skirsiu gražiems paveiksliukams, idant nenusibostų skaitymas.

***

Taigi, higsas. Šiaip visa istorija, apie kurią daugelis išgirdo tik trečiadienį, prasidėjo pora dienų anksčiau, kai amerikiečių tyrimų centro FermiLab atstovai pranešė, jog Higso bozono masė yra tarp 115 ir 135 GeV. Šitai jie nustatė, išanalizavę pernai išjungto Tevatrono kolaiderio surinktus duomenis (taip, duomenų pririnkta tiek, kad jų analizė vyksta ir dabar ir tęsis dar keletą metų). Po dviejų dienų sekė garsioji CERN spaudos konferencija, kurioje pranešta apie labai į higsą panašios dalelės atradimą. O tada prasidėjo – spaudos pranešimai, susižavėjimo šūksniai blogosferoje, aptarimai ofisuose ir baruose ir taip toliau. Aišku, aptarimai dažnai nukenčia dėl to, kad ne visi tą higsą supranta. Aš irgi nesuprantu, ypač kai prasideda kokia nors baisi matematika, simetrijos grupės ir kiti keiksmažodžiai. Taigi labai džiaugiuosi, kad yra visokių populiarių paaiškinimų ir skubu jais dalintis. Visų pirma PhD komiksų kūrėjas jau prieš keletą mėnesių sukūrė animuotą paaiškinimą, kuriuo buvau pasidalinęs bloge ir anksčiau. Taip pat animuotai higsą pristato minutinės fizikos kūrėjai:

Kitaip situaciją paaiškina BBC mokslo korespondentas:

O didžiausia šio atradimo reikšmė yra balandžiams, į kuriuos pagaliau nustos šaudyti protonų srautais:

***

Norite pamatyti, kaip statomas Džeimso Vebo kosminis teleskopas (James Webb Space Telescope)? Tą galite padaryti, netgi realiu laiku, apsilankę „Webb-cam“ puslapyje. Darbai ten vyksta darbo dienomis nuo aštuonių ryto JAV rytinės pakrantės laiku, kuris nuo lietuviškojo skiriasi septyniomis valandomis, taigi vakarais galėsite pamatyti, kaip pluša inžinieriai, montuodami prietaisus. Sakyčiau, įdomus sprendimas šitaip atskleisti visą teleskopo statymo procesą.

***

Saulė ir vėl žarstosi pliūpsniais. Aktyvumo ciklo viršūnėje esantis mūsų šviesulys visą savaitę spjaudė stiprokus žybsnius, o penktadienį vakare išspjovė ir aukščiausios, X, klasės žybsnį. Tokie žybsniai gali sukelti šiek tiek trukdžių Žemės atmosferoje, taip pat jie pavojingi netoli ašigalių skrendantiems lėktuvams ir palydovams. Dėl to ir stebimas Saulės aktyvumas – NASA Saulės dinamikos observatorija (Solar Dynamics Observatory) nuolat seka šviesulio aktyvumą, dėmes žvaigždės paviršiuje ir kitus reiškinius, galinčius padėti numatyti žybsnius ir taip perspėti pažeidžiamus objektus.

Bet yra ir teigiamų padarinių – pavyzdžiui ypatingo grožio šiaurės (ir pietų) pašvaistės. Viena tokia pašvaistė, nufotografuota Islandijoje 1991-aisiais metais, sutapo su Heklos ugnikalnio išsiveržimu. Mistiškas vaizdas:

Hekla ir pašvaistė. Islandija, 1991-ieji metai. Beje, tuo metu, kol buvo matomi šie vaizdai, Islandija pripažino Lietuvos nepriklausomybę. Štai kokia magiška šalis mus palaikė :) ©Sigurdur H. Stefnisson

Hekla ir pašvaistė. Islandija, 1991-ieji metai. Beje, tuo metu, kol buvo matomi šie vaizdai, Islandija pripažino Lietuvos nepriklausomybę. Štai kokia magiška šalis mus palaikė :) ©Sigurdur H. Stefnisson

***

Saturno palydovas Tetija – naujausias „Cassini“ palydovo aplankytas kūnas. Nuotraukose matyti Odisėjo krateris – milžiniškas, net 450 kilometrų skersmens senos kosminės katastrofos pėdsakas. Jei toks susidūrimas įvyktų šiandien, palydovas subyrėtų į šipulius. Tačiau Saulės sistemos jaunystėje, kai atsirado Odisėjo krateris, Tetija dar buvo ne visai ataušusi, taigi po kieta pluta slypėjo skystos uolienos. Jos sugėrė smūgio jėgą ir išlaikė palydovą vientisą, tačiau neapsaugojo nuo rando, amžinai žyminčio Saturno mėnulio kūną.

***

WISE infraraudonųjų spindulių teleskopas skanuoja visą dangų, ir ne vieną kartą. Surenka tiek duomenų, kad jų analizė trunka ilgiau nei metus. Štai dabar paviešintas katalogas nuotraukų, padarytų iš 2010-ųjų metų pabaigoje gautų duomenų. Tarp jų yra ir tokių vaizdų, kaip Liepsnos ūkas NGC 2024, esantis Oriono žvaigždyne. Visas molekulinių dujų debesis šiek tiek primena sklendžiančią pamėklišką žmogaus figūrą, o minėtasis ūkas atrodo tarsi švytinti širdis. Infraraudonosios akys leidžia pažvelgti pro dulkes ir tankias dujas ir pamatyti šaltų dujų telkinius bei sudėtingą struktūrą, kuri sudaro debesį ir leidžia susidaryti tankiems gumulams, kuriuose užsižiebia žvaigždės.

***

Jaunos, dar ne visiškai susiformavusios, žvaigždės paprastai yra apsuptos dujų diskų, iš kurių po truputį siurbia medžiagą. Taip pat diskai leidžia susiformuoti materijos čiurkšlėms, statmenai diskui šaunančioms tolyn į tarpžvaigždinę erdvę. Čiurkšles turinčios proto-žvaigždės vadinamos Herbigo-Haro objektais (Herbig-Haro objects, žymimi HH ir skaičiais). Hablo teleskopo komanda paviešino vieną labai detalią HH110 nuotrauką. Šis objektas įdomus tuo, kad matoma tik viena čiurkšlė; nėra nei antros čiurkšlės (nors taip turėtų būti ir yra kituose HH objektuose), nei šaudančios žvaigždės! Kaip čia taip – čiurkšlė pati sau egzistuoja? Vienas galimas paaiškinimas susijęs su netoliese esančiu objektu HH270. Hipotezė teigia, jog viena iš HH270 čiurkšlių, patekusi į tankių dujų gumulą, pasislepia ir pasikreipia maždaug 60 laipsnių kampu, o vėliau vėl išnyra ir atrodo kaip atskiras objektas – HH110. Kol kas neaišku, ar tai tiesa, bet modelis atrodo įmanomas. Apie jį šį tą komentuoja ir Blogasis Astronomas.

***

Dulkėtasis erelis ir jaunos žvaigždės, kurių šviesa ką tik išsiveržė iš jas supančių dulkių klosčių. ©Adam Block, Mt. Lemmon SkyCenter, University of Arizona

Dulkėtasis erelis ir jaunos žvaigždės, kurių šviesa ką tik išsiveržė iš jas supančių dulkių klosčių. ©Adam Block, Mt. Lemmon SkyCenter, University of Arizona

Antrasis savaitės paveiksliukas irgi susijęs su žvaigždžių formavimusi. Dulkių juostose erelio žvaigždyne yra daugybė molekulinių debesų ir jų fragmentų, iš kurių formuojasi žvaigždės; viršuje kairėje ir viršuje šiek tiek į dešinę nuo vidurio matomi rausvi objektai yra jaunos žvaigždės, kurių šviesa nupučia dujas ir dulkes, išgarina pastarąsias ir išsiveržia iš aplink esančios tankmės. Tokiose dangaus srityse, kaip ši (nuotraukoje matomo vaizdo aprėpiamas plotas truputį didesnis nei pilno Mėnulio) astronomai ieško įvairių žvaigždėdaros stadijų pavyzdžių, po truputį pildydami mūsų supratimą apie dangaus žiburėlių gimimą.

***

O dar žvaigždės mėgsta formuotis dvinarėse sistemose. Priklausomai nuo to, kada vienas gumulas skyla į du, kaip greitai jis sukasi ir kitų savybių, atstumas tarp dvinarės sistemos narių gali būti įvairus – ir gerokai mažesnis už atstumą nuo Saulės iki Žemės, ir (gerokai) didesnis. Iki šiol buvo manyta, jog yra minimalus įmanomas atstumas, lygus maždaug milijonui kilometrų kuris privalo skirti dvi žvaigždes, nes kitaip jos būtų susijungusios dar besiformuodamos. Tačiau nauji raudonųjų nykštukių – mažesnių už Saulę žvaigždžių – stebėjimai griauna šį supratimą. Naudojant infraraudonųjų spindulių teleskopą UKIRT, atrastos net keturios žvaigždžių poros, kurių tarpusavio nuotoliai mažesni, nei ši riba. Tai greičiausiai reiškia, kad žvaigždėms formuojantis, orbita buvo didesnė, bet vėliau susitraukė. Kodėl taip atsitiko, kol kas neaišku, bet gali būti, jog tokios žvaigždės turi stiprius magnetinius laukus, kurie padidina jų aktyvumą ir taip gali žvaigždes ir priartinti. Turėdamas omenyje vieno labai patyrusio kolegos pasakymą, jog „kuo prasčiau suprantama problema, tuo stipresnis magnetinis laukas jos paaiškinime“ (tiksli citata: „The deeper the ignorance, the stronger the magnetic field“), visgi esu linkęs palaukti kitokių aiškinimų :)

***

Šis pranešimas buvo pasirodęs ir lietuviškoje žiniasklaidoje, taigi jį jau turbūt girdėjote: tolimoje žvaigždžių sistemoje pasimetė dulkės! Žvaigždė labai išvaizdžiu pavadinimu TYC 8241 2652 1 buvo tyrinėjama nuo 1983-ųjų metų; buvo žinoma, jog aplink ją sukasi dujų ir dulkių diskas; tokiuose diskuose turėtų formuotis planetos. 2008-aisiais diskas atrodė taip pat, kaip ir 1983-aisiais. Tačiau 2009-aisiais jo šviesis buvo sumažėjęs trečdaliu, o 2010-ųjų pabaigoje disko išvis nebeliko. Toks įspūdis, kad jis paprasčiausiai pranyko per pustrečių metų; astronomijoje toks laiko tarpas yra trumpiau nei akimirksnis. Kaip šitai paaiškinti? Gali būti, kad žvaigždė tiesiog nupūtė dujas – toks procesas vystytųsi per dinaminį laiką, kuris žvaigždės sistemoje yra lygus metams ar keletui. Egzotiškesnis paaiškinimas būtų, kad visos dulkės staiga pavirto planetomis arba buvo suvalgytos jau anksčiau egzistavusių planetų; tokia situacija apverstų aukštyn kojomis mūsų supratimą apie planetų formavimąsi, kuris turėtų trukti šimtus tūkstančių metų. Paaiškinimų sugalvoti turbūt įmanoma ir daugiau, o patikrinti juos leis tolesni sistemos stebėjimai. Būtų labai įdomu, jei dulkių žiedas vėl atsirastų... arba jei sistemoje pavyktų aptikti jaunų planetų.

***

Didelių masyvių žvaigždžių ir vėjai yra stiprūs. Kai kurios žvaigždės per savo gyvenimą vėjais paleidžia pusę savo masės. Taip atsitinka todėl, kad viršutiniai žvaigždės sluoksniai yra labai reti, tad juos palaikančią palyginus nedidelę gravitaciją įveikia žvaigždės spinduliuotės slėgis. Prarasdama masę žvaigždė toliau plečiasi ir procesas spartėja; gyvenimo pabaigoje žvaigždė yra apsupta besiplečiančių vėjo burbulų. Kartais tie burbulai išlieka sferiškai simetriški, kaip kad aplink raudonąją milžinę Žirafos U (U Camelopardalis). Beje, pati žvaigždė užimtų mažiau nei vieną pikselį nuotraukoje, tačiau jos šviesis peršviečia didelę dalį hablo teleskopo pikselių ir centrinė nuotraukos dalis tampa visiškai balta.

***

Prieš penkerius metus, 2007-ųjų liepą, paleistas projektas „Galaxy Zoo“, kurio tikslas – leisti savanoriams rūšiuoti galaktikų nuotraukas pagal tų galaktikų išvaizdą. Projektas buvo labai sėkmingas ir greitai atsirado įvairių jo pasekėjų: ir astronominių (pavyzdžiui, Saulės aktyvumo grafikų nagrinėjimas), ir ne (genetinių sekų lyginimas). Kai kurie projektai apjungti į vieną megaprojektą „Zooniverse“. Taigi šitai idėjai dabar jau penkeri metai!

***

Liūto trejetukas ir potvyninė uodega nuo NGC 3628. ©Thomas V. Davis

Liūto trejetukas ir potvyninė uodega nuo NGC 3628. ©Thomas V. Davis

Paskutinis savaitės paveiksliukas – trijų galaktikų grupė, Liūto trejetukas (Leo triplet). Kairėje esanti galaktika NGC 3628 kadaise praskriejo arti kažkurios iš kitų dviejų ir nuo jos buvo atplėštas žvaigždžių srautas, dabar matomas kaip blyški „potvyninė uodega“, besidriekianti žemyn nuo NGC 3628.

***

Taigi šitaip, su daug paveiksliukų ir daug higso, baigiasi šios savaitės kąsnelis. Kaip visada, laukiu komentarų!

Laiqualasse

Parašykite atsakymą

Your email address will not be published. Required fields are marked *

*