Astronominiai atradimai

Prieš šimtą metų žmonija nežinojo apie kitas galaktikas. Spiraliniai ūkai buvo tik žvaigždžių telkiniai Paukščių Tako pakraščiuose, o Visata apsiribojo mūsų Galaktika. Dar 1920-aisiais vyko Didieji debatai tarp garsių astronomų Šaplio (Shapley) ir Kertiso (Curtis), kurie atstovavo dvi tuo metu lygiavertes pozicijas – kitų galaktikų buvimo ir nebuvimo. Ir tik dar po dvejų metų Edvinas Hablas (Edwin Hubble) nustatė, kad Andromeda ir kiti ūkai yra pernelyg toli, kad būtų Paukščių Tako dalys.

Spiralinis ūkas. Maždaug 1872 m. piešinys, autorius nežinomas. Pasigrobiau iš Wikimedia Commons.

Prieš devynias dešimtis metų žmonija galvojo, kad Visata yra statiška ir nekintanti. Galaktikos buvo „prikabintos“ erdvėje ir praktiškai nejudėjo. Tik 1929-aisiais metais tas pats Edvinas Hablas įrodė, jog kuo toliau nuo mūsų yra galaktika, tuo greičiau ji nuo mūsų tolsta; taip atsirado suvokimas apie Visatos plėtimąsi. Tiesa, dar 1927-aisiais tą patį teigė belgas Žoržas Lemetras (Georges Lemaître).

Prieš aštuonias dešimtis metų mes nežinojome, kaip žvaigždės palaiko savo spinduliuotę. Nors dar 1929-aisiais Džordžas Gamovas (George Gamow) iškėlė hipotezę, kad pagrindinis energiją teikiantis procesas yra branduolinė sintezė, hipotezė daugmaž visuotinai priimta buvo tik po dešimtmečio. Tada buvo detalizuoti du sintezės ciklai – pp grandinė (tiesioginis protonų jungimasis, būdingas Saulės masės žvaigždėms) ir CNO ciklas (protonų degimas, naudojant anglį, azotą ir deguonį kaip katalizatorius, būdingas masyvioms žvaigždėms).

pp grandinė. ©CSIRO Australia

 

CNO ciklas. ©CSIRO Austrlia

Prieš septyniasdešimt metų nemokėjome paaiškinti, kaip atsiranda cheminiai elementai, sunkesni už helį. Buvo žinoma, kad žvaigždės energiją gauna ir vandenilio virtimo heliu, ir buvo įtarimų, kad galbūt helio branduoliai gali panašiai degti ir jungtis į sunkesnius. Visgi detaliau procesą išnagrinėjo, tinkamas sąlygas nustatė ir žvaigždžių evoliuciją jų gyvenimo pabaigoje išaiškino Fredas Hoilas (Fred Hoyle) su kolegomis, pradėję darbus 1946-aisiais.

Prieš šešiasdešimt metų dar nebuvo aptikti kvazarai – tolimos aktyvios galaktikos, kurias to meto teleskopais buvo įmanoma įžiūrėti tik kaip taškelius (iš čia ir pavadinimas, kilęs nuo „quasi-stellar object“, nes jos atrodė kaip žvaigždės, bet ne visai). 1960-aisiais atrastas pirmasis toks objektas, o po trejų metų išmatuoti keleto jų spektrai ir nustatyta, kad tai visgi yra galaktikos.

Prieš pusšimtį metų vis dar galvojome, kad Visata yra daugmaž nekintanti laike ir amžina. Nuolatinio būvio kosmologija, suformuluota dar XX a. pradžioje ir vėliau ištobulinta 1948-aisiais (to paties Fredo Hoilo ir kitų), teigė, kad nors Visata ir plečiasi, bet nauji vandenilio atomai spontaniškai atsiranda vakuume ir taip paaiškina nekintantį amžiną būvį. Didžiojo sprogimo teorija, kurią pirmasis pasiūlė tas pats Žoržas Lemetras, tuo metu buvo tik nelabai populiari alternatyva. Visgi septintajame dešimtmetyje išryškėjo gausios nuolatinio būvio teorijos problemos: stebėjimai parodė, kad Visata per milijardus metų reikšmingai kinta. 1965-aisiais aptikus kosminę foninę mikrobangę spinduliuotę, Didžiojo sprogimo teorija tapo visuotinai pripažinta. Taip pat tuo metu neutroninės žvaigždės ir juodosios skylės vis dar buvo tik teoriniai objektai; tik septintojo dešimtmečio pabaigoje ir aštuntojo pradžioje pavyko jas aptikti.

Prieš keturias dešimtis metų pradėjo keistis astronomų supratimas apie tai, kaip turėtų būti įmanoma aptikti juodąsias skyles. Nors pirmoji juodoji skylė aptikta dar 1971-aisiais, tą padaryti pavyko nustačius jos, kaip nematomos kompanionės, poveikį gretimos žvaigždės orbitai dvinarėje Gulbės X-1 sistemoje. Tuo tarpu 1973-aisiais du sovietų mokslininkai, Nikolajus Šakura (Николай Шакура) ir Rašidas Siuniajevas (Рашид Сюняев), apskaičiavo, kad dvinarėje žvaigždėje esanti juodoji skylė ryja kompanionės medžiagą, kuri skleidžia rentgeno spindulių spektrą, aiškiai besiskiriantį nuo žvaigždės spektro. Tai ir paaiškino Gulbės X-1 spektrą, ir leido prasidėti juodųjų skylių paieškoms pagal spektrus, o ne pagal poveikius orbitoms.

Prieš tris dešimtmečius nežinojome apie planetas už Saulės sistemos ribų. Nors retas kuris abejojo, kad kitos žvaigždės turi planetų, neturėjome galimybės jų aptikti. Todėl ir planetų formavimosi teorijos rėmėsi tik Saulės sistema, tad buvo, švelniai tariant, įdomios. Atradus pirmąsias egzoplanetas 1992-aisiais, netruko apsiversti ir mūsų supratimas apie planetų įvairovę bei atsiradimą.

Jau keleto metų senumo Keplerio aptiktų egzoplanetų kolekcija. ©Kepler, NASA

Prieš du dešimtmečius supermasyvios juodosios skylės galaktikų centruose buvo tik hipotetiniai objektai. Nors jau keletą dešimtmečių buvo manoma, kad aktyvių galaktikų branduolių šviesį kuria medžiaga, krentanti būtent į supermasyvią juodąją skylę, o lenkas Andžėjus Soltanas (Andrzej Sołtan) dar 1982-aisiais, remdamasis žiniomis apie ultravioletinės šviesos kiekį Visatoje, apskaičiavo, kad supermasyvių juodųjų skylių turėtų būti kiekvienoje galaktikoje, stebėjimai patvirtinti šių objektų egzistavimą pavyko tik 1995-aisiais. Būtent tada aptiktos spektrinės linijos, sklindančios iš vienos aktyvios galaktikos centro, kurias sukelia geležies plazma, judanti greičiu, artimu šviesos greičiui. Nustatytas greitis beveik tiksliai atitiko prognozuojamą medžiagos judėjimo prie pat juodosios skylės greitį, taigi tapo aišku, kad tos galaktikos centre tikrai yra supermasyvi juodoji skylė. Netrukus panašūs įrodymai gauti ir mūsų Galaktikai, kur žvaigždžių orbitų stebėjimai parodė centre esant keturių milijonų Saulės masių objektą, suspaustą į rutulį, kurio spindulys mažesnis už Merkurijaus orbitos.

Prieš dešimt metų neturėjome duomenų apie egzoplanetų atmosferas, tiesioginių egzoplanetų nuotraukų, nežinojome apie bežvaigždes egzoplanetas; nebuvome stebėję potvyninių žvaigždžių suardymų, nežinojome, kaip išmetamos žvaigždės iš Galaktikos centro į pakraščius, nebuvome matę aktyvių branduolių kuriamų galaktinių vėjų, nežinojome, kaip aktyvūs branduoliai reguliuoja žvaigždėdarą savo galaktikose; nežinojome, kad gama spindulių žybsniai būna ilgi ir trumpi, nebuvome aptikę porinio nestabilumo supernovų; ir dar daug daug visokių kitokių astronominių dalykų nežinojome.

Ir turbūt kiekvieną dešimtmetį buvo tokių – ir mokslininkų, ir ypač nemokslininkų – kurie teigė, kad „viskas jau atrasta“ ir astronomams greitai nebeliks darbo. Kaip matome, darbo ir atradimų netrūko niekada; čia surašiau tik labai menką dalį astronominių atradimų, padarytų per pastaruosius šimtą metų. Astronomija, kaip ir kitos mokslo šakos, keičiasi, tobulėja ir vis gilina mūsų supratimą apie Visatos pradžią, vystymąsi, sandarą ir ateitį. Ir gilins dar daugybę metų.

Laiqualasse

14 komentarų

  1. Idomus faktas apie George Gamow:
    „Gamow humorously decided to add the name of his friend—the eminent physicist Hans Bethe—to this paper in order to create the whimsical author list of Alpher, Bethe, Gamow, a play on the Greek letters α, β, and γ (alpha, beta, gamma)“

  2. Matosi, jog „iš širdies“ rašei ;) Malonu skaityti, emocijomis atsiduodantį, straipsnį.
    Turiu pastebėjimą apie tendensiją klausimu dėl atradimų ribotumo, kai „turbūt kiekvieną dešimtmetį buvo tokių – ir mokslininkų, ir ypač nemokslininkų – kurie teigė, kad „viskas jau atrasta“. Tai tiesiog proporcinga tam pačiam tikėjimui antgamtinėmis galiomis – teigiantys nelogiškus dalykus dažniausiai būna ir kategoriški atradimų ir ypač ateities klausimu. Tokiems žmonės būna sunku paaiškinti apie ateities tendensijas ir atradimus, kurie neišvengiamai ankščiau ar vėliau bus labai įprasti reiškiniai, o tik šiandien šiek tiek mistifikuoti tų pačių asmenų :)

    1. Geras pastebėjimas. Apskritai man susidaro įspūdis, kad daugelis antimoksliškai pasisakančiųjų yra labai nenuoseklūs; pavyzdžiui, kaltina moksla dogmatizmu ir „buvimu kaip religija“, tačiau tuo pat metu piktinasi, kad vis keičiasi supratimas ir dominuojantys požiūriai.

  3. Super!
    Mano paties žinios apie astronomiją prasidėjo nuo knygos „Mokslas ir visata“, kuri jau nebeapima žinių keliose paskutinėse pastraipose. Smagu matyti, kaip viskas keičiasi.

    1. Aha, mano pažintis su astronomija irgi nuo šitos knygos prasidėjo (na dar buvo „Astronomijos abėcėlė“).

  4. Straipsniukas liuksusinis; lengvas ir informatyvus. Rekomendavau net draugų vaikams. Tačiau pabūsiu už grammar nazi, ir pakirkinsiu transkripcijas :) . Сюняев- Siuniajev. Andrzej- Andžėj.

    1. Hm, kažkaip sudėtinga surasti. Pirma patvirtinta juodoji skylė buvo Cygnus X-1, atrasta 1964-aisiais (patvirtinimas sekė vėliau). Šio straipsnio – http://adsabs.harvard.edu/abs/1966Sci…152…66B – abstrakte minima, kad Cyg X-1 jau buvo paminėta JAV Laivyno tyrimų laboratorijos rentgeno spindulių šaltinių sąraše 1964-ųjų birželį. Gali būti, kad pirmą kartą straipsnyje Cygnus X-1 paminėtas čia: http://adsabs.harvard.edu/abs/1965Sci…147..394B .

  5. sveiki,kokia prasme nagrineti egzo planetas ??jei jos taip toli,kad kol ateina ju sviesa,seniai jau viskas ten isnyke ???
    aciu

    1. Sveiki, Kęstuti,

      Galimi keletas atsakymų į jūsų klausimą, bet pirma norėčiau pakomentuoti vieną jo dali – būtent, kad „kol ateina jų šviesa, seniai jau viskas ten išnykę“. Šio teiginio teisingumas priklauso nuo to, kas patenka po sąvoka „viskas“. Beveik visos žinomos egzoplanetos yra nuo mūsų nutolusios per mažiau nei 3000 šviesmečių, t.y. stebime jų mažiau nei 3000 metų praeitį. Prieš 3000 metų Žemėje jau buvo civilizacijų, o geologiniais mastais tai išvis yra akies mirksnis. Taigi nepasakyčiau, kad ten „viskas“ išnykę.

      Dabar dėl prasmės jas nagrinėti. Atsakymai galimi keli:

      1. Kuo daugiau žinosime apie kitas planetų sistemas, tuo geriau suprasime, kaip planetos formuojasi, taigi ir kaip susiformavo Žemė bei kitos Saulės sistemos planetos. Tai yra bent jau įdomu.

      2. Nežemiškos gyvybės atradimas apverstų mūsų supratimą apie gyvybę, Žemės unikalumą ir t.t., taigi būtų filosofiškai labai svarbus įvykis.

      3. Because they are there :)

Leave a Reply

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *