Kąsnelis Visatos LXI: Marso (ir ne tik) gyvybė

Šią savaitę Visatoje įdomių naujienų turime, kaip visada, ne vieną. Tarp jų ir gyvybei tinkamos sąlygos Marse, ir naujai rasta beveik artimiausia Saulės kaimynė, ir naujo didžiulio teleskopo inauguracija. Tad žiūrėkite po kirpsniuku ir skaitykite į sveikatą.

***

Kometa Pan-STARRS pagaliau pasirodė šiaurės pusrutulyje ir yra visur ir visaip fotografuojama. UniverseToday surinko nuotraukų (ir keleto filmuotų vaizdų) kolekciją. Tuo tarpu astronomas iš Arizonos Metju Naitas (Matthew Knight) aiškina, kokios būna kometų spalvos. Pasirodo, raudonuodegių kometų, kaip „Sostų žaidime“ matėme, Saulės sistemoje nebūna. Aišku, mes geriau žinome, kas ten iš tiesų buvo matoma danguje :)

***

Kartais, norėdami suprasti kosmosą, turime gerai pasižiūrėti sau po kojomis. Būtent tą daro mokslininkai Gran Sasso laboratorijoje Italijoje, ieškodami geoneutrinų – subatominių dalelių, išmetamų radioaktyvių skilimų metu Žemės mantijoje. Dauguma neutrinų Žemę pasiekia iš Saulės, tačiau giliai po žeme esančioje laboratorijoje jų prasiskverbia nebe tiek daug, tad įmanoma aptikti ir mantijos procesų skleidžiamus signalus. Žinodami, kaip sparčiai vyksta branduolinio skilimo reakcijos, galime nustatyti ir radioaktyvių elementų urano bei torio santykį mūsų planetos mantijoje, o šis skaičius leistų patikrinti įvairius Žemės (ir kitų planetų) susiformavimo modelius. Mat jei Žemė formavosi iš tos pačios medžiagos, iš kurios užgimė ir Saulė, tai elementų santykis turėtų atitikti tą, kurį randame Saulės paviršiuje. Bet jei santykis pasirodys kitoks, tai reikš, kad Saulės sistemos planetų formavimuisi įtakos turėjo kažkokie ypatingi vėlesni veiksniai – galbūt netolimos supernovos ar dar kas nors.

***

Šiaurės pašvaistė Niose, Nordlande, Norvegijoje. ©Frank Olsen
Šiaurės pašvaistė Niose, Nordlande, Norvegijoje. ©Frank Olsen

Savaitės nuotrauka – šiaurės pašvaistė, kovo pradžioje nušvietusi Norvegijos padangę. Gal ir nelabai astronomiška, bet labai gražu. Po nuoroda yra dar pora panašių vaizdų.

***

Marsas – gausiai tyrinėta planeta, tačiau jos paviršiuje ir atmosferoje ištirpę įvairūs nesėkmių pėdsakai. Ne vienas ir ne du zondai ar marsaeigiai sugedo, sudegė ar sudužo, taip ir neatlikę savo misijos. Bet geri mokslininkai mokosi iš klaidų, tad ir šios Marso tyrimų nesėkmės padeda kitus zondus sukurti saugesnius. Smalsiukui taip pat padėjo šios žinios: griežta sprendimų peržiūra, pasiruošimas nežinomiems ir nenumatytiems pavojams bei jau žinomų klaidų išvengimas nulėmė tai, kad didžiausias žmonijos išsiųstas zondas Marse nusileido sėkmingai ir jau daugiau nei pusmetį džiugina mus naujienomis.

Viena, jau istorine vadinama, naujiena mus pasiekė šią savaitę. Dar prieš mėnesį išgręžęs duobutę Marso uolienoje, Smalsiukas analizavo mėginį, o dabar paskelbti analizės rezultatai. Šioje uolienoje aptikta mineralų, vadinamų filosilikatais (phyllosilicates). Tai yra molingi mineralai, kurie beveik neabejotinai susiformavo vandeningoje aplinkoje. Be to, aplink juos rasta geležis yra silpnai oksiduota – tokia geležis yra linkusi formuoti, o ne naikinti, organinius junginius. Šie rezultatai reiškia, jog Geilo kraterio (Gale crater) apačioje kadaise egzistavo gyvybei tinkama aplinka.

Pakartosiu dar sykį – Marse egzistavo gyvybei tinkama aplinka.

Tai yra pirmas patvirtinimas, kad gyvybei tinkamos sąlygos egzistavo už Žemės ribų. Visi ankstesni panašūs teiginiai būdavo tik hipotezės ar spekuliacijos, bet dabar mes tą tikrai žinome.

Smalsiuko misijos pagrindinis tikslas ir buvo išsiaiškinti, ar Marse galėjo egzistuoti gyvybė. Šis tikslas įvykdytas per 7 mėnesius; misija planuota dvejiems metams. Visai neblogai, sakyčiau. Aišku, Smalsiukas nerado buvusios ar esamos gyvybės požymių, bet tokios užduoties ir neturėjo; nėra jame ir prietaisų, kurie galėtų tinkamai ištirti galimos gyvybės požymius (fosilijas ar pan.). Tuo labiau, mes net neturime griežto apibrėžimo, kas yra gyvybė. Paprastai, kai kalbame apie gyvybę už Žemės ribų, turime omeny žemiškąją gyvybę, bet jos gali būti ir kitokios. Suprasti, iš ko gyvybė susideda yra reikalinga, bet tikslių linijų tarp „gyvybės“ ir „negyvybės“ brėžimas gali būti netgi trukdis ateities tyrimams.

Marso temos pabaigai – kompiuterinės grafikos filmukas, vaizduojantis besisukantį žemiškai gyvybei pritaikytą Marsą. Jei užpiltume gilumas vandeniu, užaugintume augmenijos, sukurtume dirvą, pripildytume atmosferą žemišku oru, Marsas kada nors atrodytų maždaug taip.

***

Artimiausia Saulei žvaigždinė sistema yra trinarė Kentauro Alfa A / Alfa B / Proksima. Toliau eina Barnardo žvaigždė. O toliau… ką tik atrasta dvinarė rudoji nykštukė. Pirmą kartą šis objektas užfiksuotas dar 1978-aisiais metais, bet tik visai neseniai pavyko nustatyti jo paralaksą ir išskirti dvi sistemos nares į atskirus taškelius. Anksčiau identifikuoti objektą trukdė ir spartus judėjimas dangaus skliaute (kartais objektas dingdavo iš teleskopo regėjimo lauko tarp stebėjimų) ir didelis aplinkinių žvaigždžių tankis, mat naujai atrastoji sistema yra matoma Galaktikos plokštumoje. Šis atradimas parodo, kiek mažai dar žinome apie nedidelės masės objektus net ir Saulės apylinkėse. Tačiau tai, kad atrastoji sistema yra dvinarė, bus labai naudinga žvaigždžių ir planetų evoliucijos tyrinėtojams; per keletą metų stebėjimų bus tiksliai nustatytos objektų masės ir orbitos elementai, leisiantys patikrinti įvairius atmosferų modelius.

***

Net dviejuose naujuose tyrimuose kalbama apie gyvybinėse zonose esančių egzoplanetų skaičių. Pirmajame tiksliau perskaičiuojamos gyvybinės zonos ribos prie mažų ir blausių M spektrinės klasės žvaigždžių (jų masė nesiekia pusės Saulės masės). Pasirodo, šių zonų plotis yra didesnis, nei manyta anksčiau, tad ir planetų gyvybinėse zonose yra daugiau – maždaug prie 50% M žvaigždžių. Anksčiau buvo galvojama, kad jų tėra tik prie 15% žvaigždžių.

Kitame tyrime nagrinėtas Keplerio teleskopo jautrumas mažoms planetoms prie mažų žvaigždžių. Įvertinus tai, kokią planetų dalį Kepleris gali aptikti, ima atrodyti, kad Žemės dydžio planetų gyvybinėse zonose turėtų būti tiek pat, kiek tų žvaigždžių, t.y. Galaktikoje jų gali būti apie 100 milijardų. Praeitų metų pradžioje kitais būdais buvo įvertinta, jog Paukščių Take gali būti apie 160 milijardų planetų, bet šis tyrimas rodo, jog jų yra kur kas daugiau, jei net apie 100 milijardų Žemės tipo planetų galime tikėtis rasti M žvaigždžių gyvybinėse zonose.

Kai kalbama apie planetas gyvybinėse zonose, kyla noras iškart dėti lygybės ženklą tarp jų ir planetų, kuriose egzistuoja gyvybė. Visgi tai yra klaidinga ir reikia būti atsargiems: nors Žemėje gyvybės yra praktiškai visur, kur tik gali būti, tai nebūtinai yra tiesa kitose planetose. Be to, nežemiška gyvybė gali būti tokia skirtinga, lyginant su žemiškąja, kad mes tiesiog nesugebėsime jos aptikti.

***

Kai kurios egzoplanetos, atrastos Keplerio teleskopu, gali būti visai ne planetos. Apskritai apie šią klaidingų aptikimų (false positive) problemą yra žinoma, todėl Keplerio aptikti objektai vadinami planetų kandidatėmis, o ne planetomis, kol nėra patvirtinti tikslesniu, bet daugiau resursų reikalaujančiu, spindulinių greičių metodu. Šią savaitę pristatyta analizė vieno iš efektų, galinčių suklaidinti stebėtojus. Jei atsitinka taip, kad Keplerio stebima žvaigždė dangaus skliaute beveik tiksliai sutampa su blausesne dvinare žvaigžde, šių trijų objektų šviesa susilieja į vieną ir dvinarės žvaigždės tranzitai ima atrodyti kaip planetos tranzitai. Šiaip dvinares žvaigždes atskirti nėra sudėtinga, nes jų tranzitai gerokai gilesni už planetų, bet pridėjus neatskirtą kitos žvaigždės šviesą, santykinis gylis smarkiai sumažėja. Mokslininkai patikrino 90 atsitiktinai parinktų žvaigždžių Keplerio stebėjimų lauke ir rado, kad net 20% iš jų turi regimą, bet fiziškai nesusijusią, kaimynę dangaus skliaute, nutolusią per pusę Keplerio raiškos pikselio arba mažiau. Taigi net 20% Keplerio atrastų planetų kandidačių gali būti identifikuotos neteisingai: arba supainiotos su dvinarėmis žvaigždėmis, arba neteisingai nustatyti jų parametrai dėl kitos žvaigždės šviesio įtakos.

***

Egzoplanetų atmosferos gali padėti nustatyti planetų formavimosi eigą. Nors atmosferas kol kas pažįstame labai prastai (vienas kolega apie šią sritį sakė, kad visi tyrimai remiasi maždaug keturiais stebėjimų duomenimis; ne keturiomis sistemomis, bet keturiais taškais grafike), šį tą nustatyti įmanoma. Štai nauji tiesiogiai aptiktos egzoplanetos HR8799c stebėjimai rodo, kad jos atmosferoje yra palyginus mažai vandens garų, bet daug daug anglies monoksido. „Palyginus mažai“ reiškia tai, kad jei planetos atmosferos sudėtis būtų tokia pati, kaip jos žvaigždės, tai ten būtų daugiau deguonies ir daugiau vandens garų; daug anglies monoksido reiškia, kad planetos atmosferoje yra daugiau anglies, nei žvaigždėje. Abu šie duomenys dera su planetų formavimosi modeliu, kuriame planetos auga lėtai, pirma suformuodamos kietus branduolius, kuriuose „užrakinamas“ deguonis, o vėliau prisitraukdamos atmosferas, kuriose deguonies likę nebe tiek daug. Kitas, gravitacinio nestabilumo, modelis tokių skirtumų paaiškinti negali.

***

Šią savaitę oficialiai atidarytas didžiausias milimetrų bangos ilgio astronomijos teleskopas (tiksliau sakant, teleskopų masyvas) ALMA (Atacama Large Millimetre/submillimetre Array). Nors dalis teleskopų Čilėje esančioje Atakamos dykumoje veikė jau nuo praeitos vasaros, tik dabar įjungtos visos sistemos dalys. ALMA yra labai jautrus teleskopų tinklas, stebėsiantis ypatingai ilgas bangas, sklindančias iš tolimų galaktikų; šios bangos, ištemptos dėl Visatos plėtimosi, buvo spinduliuojamos žvaigždėdaros regionuose, taigi ALMA padės ištirti žvaigždėdaros procesus ankstyvojoje Visatoje.

Susipažinti su ALMA, jos tikslais ir tuo, kaip šie teleskopai atrodo, galite pasižiūrėję pristatymo filmuką. Atakamos dykuma yra viena sausiausių vietų Žemėje; ji iškilusi 5 kilometrus virš jūros lygio, taigi lankantis ten reikia arba ypatingai gero fizinio pasiruošimo, arba nešioti deguonies kaukes ir turėti labai daug vandens. Bet astronomijai tai – puiki vieta: netrukdo vandens garai, o ir Žemės atmosferos tėra tik pusė tiek, kiek jūros lygyje.

Pirmieji plačiai nuskambėję ALMA‘os rezultatai buvo paskelbti taip pat šią savaitę. Dar ne visais teleskopais, o tik 16 iš 66, pažvelgus į labai tolimas galaktikas nustatyta, kad sparti žvaigždėdara jose vyko nepraėjus nė dviems milijardams metų po Didžiojo sprogimo. Anksčiau manyta, kad tokia sparti žvaigždėdara vyko, kai Visatai buvo maždaug trys milijardai metų. Galaktikas iš viso pamatyti įmanoma tik todėl, kad jas gravitaciškai lęšiuoja artimesni spiečiai, o anksčiau norint nustatyti žvaigždėdaros spartą būtų reikėję labai detaliai analizuoti infraraudonųjų spindulių ir radijo bangų atvaizdus. Su ALMA viskas daug paprasčiau.

***

Saulės burės, apie kurias šiek tiek rašiau prieš keletą savaičių, gali būti geriausia perspektyva kelionėms į kitas žvaigždes, bent jau kol neišrasime kokių nors hipererdvinių variklių. Tačiau iki realaus jų panaudojimo net ir tarpplanetinėms kelionėms dar reikės palaukti. Nors technologija iš principo patikrinta ir veikia, dar reikia išspręsti įvairias inžinerines problemas. Realiai naudingos kosminės burės turėtų būti maždaug dešimt kartų didesnės už Lietuvą – jas sukonstruoti ir supakuoti gabenimui į orbitą tikrai nebus paprasta.

***

Šiais laikais egzistuoja daugybė „piliečių mokslo“ (Citizen Science) projektų, kuriuose susidomėję mėgėjai užsiima įvairiausiais dalykais – ieško egzoplanetų, klasifikuoja galaktikas ar kraterius, lanksto baltymus ir taip toliau. O vienas iš pirmųjų panašių projektų buvo JAV operacija „Moonwatch“, šeštojo dešimtmečio pabaigoje sukurta palydovų stebėjimams. Tuo metu į orbitą palydovai dar nebuvo iškelti, bet niekas neabejojo, kad netrukus tai bus padaryta, todėl reikėjo priemonių, kaip tuos palydovus stebėti ir sekti. Astronomų mėgėjų komandos pasirodė esanti puiki išeitis: jų yra daug, įvairiose pasaulio vietose, ir juos galima apmokyti stebėti greitai judančius objektus. Aišku, buvo daugiau visokių įdomybių, apie kurias galite pasiskaityti UniverseToday straipsnyje.

***

Prirašiau kažkaip labai daug, bet gal skaitymas neprailgo. Kaip visada, laukiu komentarų ir nuomonių.

Laiqualasse

14 comments

  1. Sakyčiau, savaitės nuotrauka su šiaurės pašvaiste ir labai graži, ir moksliška :) Tokiais atvejais prisimenu, kai Richardas Feynmanas vis piktinosi, kai kažkas aiškino, kad reiškinio gilesnis mokslinis pažinimas kliudo tuo reiškiniu grožėtis. Aišku, kad nekliudo. Reiks susirasti tą mintį ir parašyti.

    1. Manau, kad jis sakė tiesą. Nepamenu, jog sugebėčiau kuom nors grožėtis po to kai tai perpratau. :)

        1. Ir džiaugiuosi… Kadangi tokiu atveju patyrčiau emocinį užtaisą geriausiu atveju prilygstantį mikrobangų krosnelei – įdomu ar sugeba ji kuom nors žavėtis ?! :)

          1. Nepasakyčiau, kad mikrobangų krosnelė ką nors ir perpranta :)

            O štai mikrobangos ir žmonių sugebėjimas jas panaudoti – verti susižavėjimo reiškiniai ;)

              1. Bet kuo geriau kažką supranti, tuo daugiau aplinkinių paslapčių matai :)

                Ir dar, sakyčiau, žavesio daug yra supratime, kaip viskas susiję tarpusavyje. Šis žavesys, susipažįstant su reiškiniais vis giliau, tik auga.

                1. Na taip. Ir abu esam teisūs! Grožis, tai pažinimo džiaugsmas, bet ne pats pažinias kai jau nėra kur toliau eiti.

                  1. Reikės man kada tikrai rasti laiko ramiai pagalvoti ir sudėlioti mintis šita tema… Nes nepritariu tau, kad galutinis pažinimas nėra gražus. Nors iš kitos pusės, kadangi „galutinis pažinimas“ arba išvis neegzistuoja, arba mes jo dar labai ilgai nepasieksime, ginčas dėl šito yra gana bevertis.

                    1. Geriau negalvok – tada pradėsi abejoti ir perkainoti savo vertybes. Nieko malonaus – labai „bedvasis“ jausmas.

  2. Labai „skaniai“ suskaičiau tamstos nuomonę. Pasijutau lyg skaityčiau mokslininko-romantiko kūrybą :) dėl to, man sukyla šioks toks nuoširdus pavydas… Greičiau bus taip, kad evoliucija čia bus įsikišus su savo natūralia atranka :) Įdomu, kas jos atžvilgiu naudingesni: pametę ar visa dar turintys tą jausmą?

    1. Dėkui :)

      Smalsumas individams greičiau kenkia, nei padeda, žiūrint iš evoliucinės pusės. O pažinimo grožis (arba noras tą grožį pamatyti) būtent ir sukelia smalsumą. Taigi turbūt pametusieji turi daugiau šansų išgyventi.

Leave a Reply

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *