Kąsnelis Visatos XLI: galaktinės didybės

Štai ir vėl sekmadienis, ir vėl pristatau jums visą šūsnį naujienų iš Visatos – nuo Žemės iki tolimų galaktikų. Pastarųjų šįkart daugiau nei įprasta, toks įspūdis, kad rudenį dygsta ne tik grybai, bet ir įdomios juodosios skylės. Bet jos vėliau, o dabar – apie viską iš eilės.

***

Vos prieš porą dienų rašiau apie magnetosferas ir apie tai, kad nežinome, kodėl Žemės magnetinis laukas kartais nusilpsta ir apsiverčia. Per dvi dienas tai nepaaiškėjo, tačiau nauji tyrimai gali mus šiek tiek priartinti prie supratimo. Ištyrę uolienas Juodosios jūros, Atlanto ir Ramiojo vandenynų dugnuose, mokslininkai nustatė, kad prieš 41 tūkstantį metų Žemės magnetinis laukas per porą šimtų metų labai smarkiai susilpnėjo, apsivertė, o po keturių šimtmečių grįžo atgal į pradinę būseną. Šis „nepavykęs apsivertimas“ yra vėlyviausias žinomas, bet toli gražu ne vienintelis – nuo paskutinio rimto apsivertimo prieš 780 tūkstantmečių jų įvyko bent tuzinas. Visgi detalūs duomenys apie magnetinio lauko stiprumo kitimą turėtų padėti išsiaiškinti, kodėl kartais magnetai Žemės branduolyje vieni kitų efektą stiprina, o kartais – naikina.

***

Astronautai, palikę Žemės magnetosferos ir atmosferos priedangą, turi sugebėti apsisaugoti nuo pavojingos energingų dalelių spinduliuotės, ateinančios ir iš Saulės, ir iš įvairių tolimų šaltinių Paukščių Take. Spinduliuotės intensyvumas nuolat kinta, ypač po Saulės žybsnių ir panašių procesų, taigi grupė mokslininkų pradėjo kurti sistemą, galinčią numatyti kosminės spinduliuotės intensyvumą įvairiose Saulės sistemos vietose. Kol kas ji veikia tik valandos tikslumu, bet ateityje turėtų pagerėti iki minučių.

***

Smalsiukas ir kiti pristato porciją naujienų iš Marso. Visų pirma, Smalsiukas atsiuntė naują nuotraukų rinkinį, padarytą pirmajame kelionės tiksle – Glenelg krateryje. O tolesniais tyrimais „Curiosity“ gali atsakyti į vieną labiausiai intriguojančių klausimų apie Marso gyvybę: metano kiekį ir kintamumą. Metano Raudonojoje planetoje būti tikrai turėtų – šiek tiek jo sukuria Saulės ultravioletiniai spinduliai. Bet metaną išskirti gali ir biologiniai procesai. Taigi jei paaiškės, kad metano yra daug (bent keli šimtai molekulių milijarde atmosferos dalelių), jame esančių anglies izotopų santykis atitinka tai, ką gali sukurti biologiniai procesai, o metano kiekis kinta keičiantis Marso metų laikams, tai būtų gana svarūs įrodymai, jog mikrobinė gyvybė Marse egzistuoja ir šiandien.

Jei Marse gyvybė egzistuoja, ką tai reiškia mums? Viena iš pasekmių, kurią reikėtų įvertinti – galimas Marso užteršimas žemietiškais mikrobais, kai ten atkeliaus pirmieji žmonės. Jei Marse gyvybės nėra, tai nebūtų didelė problema, bet jei gyvybė ten egzistuoja, žemietiški mikrobai gali ją negrįžtamai pakeisti ar net sunaikinti, taip sunaikindami neįkainojamą informacijos apie nežemiškos gyvybės atsiradimą ir savybes šaltinį.

Kaip tyrinėti tą Marso gyvybę? Biologas Kreigas Venteris (Craig Venter), pernai sukūręs pirmą visiškai sintetinę ląstelę, siūlo nusiųsti į Marsą aparatą, kuris, aptikęs gyvybę, ją automatiškai išanalizuotų, nuskaitytų genomo struktūrą ir tą informaciją atsiųstų į Žemę. Tada genomas būtų atkurtas ypatingai steriliomis uždaromis sąlygomis, be pavojaus, kad marsietiška gyvybė galėtų užteršti Žemę.

Pernai Marse buvo pastebėti tamsūs paviršiaus lopiniai, iš pažiūros primenantys upių deltas. Taip pat paaiškėjo, kad jų išvaizda nuolat kinta. Dabar sumodeliavus tą kitimą nustatyta, jog jis tikrai galėjo kilti dėl skysto vandens tekėjimo ir vėlesnio išgaravimo. Skystas vanduo Marso paviršiuje gali susidaryti pavasariais, kai pakilus temperatūrai ima tirpti ledynai.

***

Prieš dvejus metus „Cassini“ zondas užfiksavo audrą Saturne. Ir ne bet kokią audrą, o tokią didžiulę, kad jos išskirta energija pakėlė vietinę temperatūrą 66 laipsniais. Taip pat audros metu aptikta 100 kartų daugiau etileno, nei buvo manyta, kad Saturne išvis gali egzistuoti. Audra buvo matoma planetos paviršiuje beveik porą metų, bet tebesitęsia dar ir dabar; jos sukeltas debesų sūkurys tebėra didesnis už garsiąją Jupiterio Raudonąją dėmę. Kas sukėlė šitą audrą – neaišku. Tolesni stebėjimai galbūt padės kažką suprasti, bet gali prireikti dešimtmečių ir dar keleto panašių audrų, kad pilnai suvoktume Saturno atmosferos savybes.

***

2008-aisiais metais atrasta planeta Fomalhauto b prieš metus kitos mokslininkų grupės buvo „panaikinta“; jie teigė, kad tai tėra tik dujų debesis. Tuomet, rašydamas apie šią naujieną, sakiau, jog manau, kad visgi ten planeta. Dabar atrodo, kad taip ir yra. Naujas tyrimas, kuriame remiamasi ir originaliais „Hubble“ teleskopo duomenimis, pagal kuriuos planeta buvo aptikta, ir trumpesnių bangų informacija, rodo, kad planeta visgi egzistuoja. Ir jos apskaičiuota orbita, ir sąveika su Fomalhautą supančiu dulkių disku, ir šviesis planetinius modelius atitinka geriau, nei bet kokius kitus. Tiesa, planetą greičiausiai supa gausybė dulkių, taigi matoma šviesa sklinda ne iš pačios planetos, bet iš šio debesies aplink ją. Tad nors Fomalhauto b nebegalima vadinti „tiesiogiai pamatyta planeta“ („directly imaged planet“), ji vis tiek yra planeta, aptikta tiesioginiais stebėjimais („planet detect by direct imaging“).

***

Neutroninės žvaigždės, esančios dvinarėse žvaigždėse, mums gali suteikti daug žinių apie reliatyvumo teorijos teisingumą, akrecijos procesus ir kitus reiškinius, kurių sunku rasti kitose Visatos vietose. Kuo abi žvaigždės arčiau viena kitos, tuo greičiau jos sukasi ir tuo stipresni visi ekstremalūs efektai. Dabar atrasta glaudžiausiai susispietusi dvinarė žvaigždė, kurios neutroninė žvaigždė aplink masės centrą lekia 13000 km/h greičiu, o lengvesnė kompanionė – beveik dviejų milijonų km/h. Sistemos apsisukimo periodas – vos 93 minutės. Neabejoju, kad apie šį objektą dar išgirsime naujienų.

***

Paprastai elipsinių galaktikų struktūra būna gana aiški: blyškus halas, jame centrinis telkinys, jo centre – juodoji skylė. Bet galaktikoje A2261-BCG (Šviesiausioje spiečiaus Abell 2261 galaktikoje) juodosios skylės nėra, o centrinis telkinys yra trigubai didesnis, nei kitose panašaus dydžio galaktikose. Taip galėjo atsitikti, jei galaktikų susiliejimo metu besijungiančios juodosios skylės viena kitą „išspirtų“ lauk taip sparčiai, jog susijungęs darinys išlėktų iš galaktikos. Vasaros pradžioje buvau rašęs apie aptiktą tokios iš galaktikos lekiančios juodosios skylės pavyzdį, o čia galimai matome galutinę įvykio baigtį.

Tuo tarpu kitoje galaktikoje, išvis neturinčioje centrinio telkinio, aptikta kol kas mažiausia patvirtinta supermasyvi juodoji skylė – šios masė siekia „vos“ 200 tūkstančių Saulės masių. Bet jos egzistavimas apskritai yra kiek netikėtas, nes šiaip manoma, kad juodosios skylės auga kartu su centriniais telkiniais, taigi pastarojo nebuvimas turėtų reikšti ir juodosios skylės nebuvimą. Nors yra žinoma keletas galaktikų, kuriose nėra centrinio telkinio, bet galbūt egzistuoja supermasyvi juodoji skylė, tačiau šioje yra pirmas patvirtintas pavyzdys.

Dar viena neįprasta juodoji skylė švyti Visatos toliuose. Kvazaras, kurio šviesa, išspinduliuota praėjus mažiau nei milijardui metų po Didžiojo sprogimo, tik dabar pasiekė mus, švyti vienas pats, o jį supančios galaktikos nesimato. Na ne tai kad visai nesimato, bet Hablo teleskopu nematyti nieko, o per infraraudonųjų spindulių teleskopus pavyksta suprasti tik tiek, kad galaktikos žvaigždžių šviesą dengia milžiniškas dulkių kiekis. Dulkių yra tiek daug, kad net šiuolaikinėse galaktikose tiek nėra; o juk žiloje Visatos senovėje būta gerokai mažiau sunkiųjų elementų, kurie reikalingi dulkių formavimuisi. Atrodo, kad labai anksti tos galaktikos gyvenime įvyko žvaigždėdaros žybsnis, kurio metu susiformavo gausybė žvaigždžių, netrukus išsproginėjusių supernovomis ir prigaminusių tų sunkesnių elementų. Kodėl tas žybsnis įvyko ir kodėl taip nevyksta kitose jaunose galaktikose – kol kas nežinia.

***

Beveik visos galaktikos žvaigždės yra susitelkusios centriniame telkinyje ir diske; dar šiek tiek jų skrajoja žvaigždiniame hale kamuoliniuose spiečiuose. Bet visą galaktika supantis tamsiosios medžiagos halas yra tamsus… ar bent jau taip atrodė iki šiol. Nauju tyrimu, kuriuo siekta išsiaiškinti paslaptingo infraraudonųjų spindulių fono, gaubiančio visą dangų, kilmę, nustatyta, kad ir tuose tamsiuose haluose yra šiek tiek žvaigždžių, kurios gali skleisti jei ne visą, tai bent didžiąją dalį fono šviesos. Žvaigždės greičiausiai gimė arčiau galaktikos centro ir vėliau buvo išsviestos į pakraščius; kaip – dar nežinia, bet ir tą išsiaiškinsime.

***

Spiralinė skersinė galaktika NGC 6952. ©Bill Snyder Astrophotography
Spiralinė skersinė galaktika NGC 6952. ©Bill Snyder Astrophotography

Savaitės paveiksliukas – tiesiog galaktika, ir tiek. Jokios priežasties, paprasčiausiai gražus pasirodė. Čia galite jį pamatyti visame gražume.

***

Šią savaitę orbitoje susprogo Rusijos raketa. Jos liekanos gali kelti pavojų Tarptautinei kosminei stočiai ir kitiems palydovams, esantiems žemoje orbitoje. Panašių problemų būta ir anksčiau, taigi nieko labai tragiško čia nėra. Tačiau ateityje, kai zondų ir palydovų vis daugės, jų nuolaužų daugės taip pat, taigi kosminė erdvė tampa vis labiau užteršta. Ši problema po truputį jau sprendžiama, bet realaus progreso kol kas mažai.

***

Tuo tarpu Europos kosminė agentūra (ESA) patvirtino naują projektą. 2017-aisiais metais į kosmosą pakils teleskopas CHEOPS, kurio tikslas – labai detalūs egzoplanetų stebėjimai. Misija šiek tiek panaši į Keplerio, tačiau bus stebimos artimesnės žvaigždės, prie kurių jau žinomos planetos, o pačių planetų savybės tranzitų metu nustatomos žymiai tiksliau.

***

Štai ir viskas šiam kartui. Komentarai, pasiūlymai, pastabos ir t.t., kaip visada, laukiami.

Laiqualasse

4 comments

  1. Kiek laiko sprogusios raketos nuolaužos gali suktis apie žemę? Nes kiek žinau šiaip visus palydovus karts nuo karto reikia „pakelti“ šiek tiek „aukštyn“, ir šiaip koreguoti kursą, nes jis vis žemėja. Tai kažkodėl man atrodo, kad tos raketos nuolaužos turėtų nukristi į žemę poros metų laikotarpyje. Ar ne?

    1. Pakelti reikia tuos, kurie skraido pakankamai žemai, jog juos paveiktų atmosferos pasipriešinimas. TKS ir sprogusi raketa yra žemose orbitose, taigi taip, nevaldomi raketos gabalai po truputį artėja Žemės link. Tačiau artėjimas nėra toks jau spartus – palydovas RoSat, paleistas 1990-aisiais, be jokių orbitos korekcijų nuo 580 km iki 270 km nusileido per 21-erius metus. Taigi ir raketos nuolaužos orbitą greičiausiai terš ne porą metų, o kokį dešimtmetį.

  2. Turiu paprastą klausimą: o kaip dvi žvaigždės gali suktis apie bendrą masės centrą skirtingais greičiais? Ar taip jos neatsidurs toje pačioje masės centro pusėje?

    1. Žemė ir Saulė taip pat sukasi aplink bendrą masės centrą, kuris nesutampa su Saulės centru. Žemė juda maždaug 30 km/s greičiu, Saulė dėl Žemės įtakos – mažiau nei 1 cm/s greičiu. Bet apskritimai, kuriais jos juda, yra labai skirtingi: Žemės apskritimo spindulys yra 1 AV (150 mln. km), Saulės – mažesnis už Saulės spindulį (700 tūkst. km.). Taigi apsisukimo periodas yra vienodas.

      Lygiai tas pats yra ir dvinarėje žvaigždžių sistemoje: masyvesnė žvaigždė (šiuo atveju neutroninė) sukasi mažesniu apskritimu ir lėčiau, lengvesnė – didesniu apskritimu ir greičiau. Bet apsisukimo periodas joms abiems yra vienodas.

Leave a Reply

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *