Kąsnelis Visatos CVI: Oras žvaigždėse

Praėjusią savaitę minėjome keletą liūdnų sukakčių, tačiau taip pat atradome įvairių naujų dalykų. Nuo rudųjų nykštukių iki juodųjų skylių, Visata nepaliauja dalintis savo įdomybėmis. Apie viską iš eilės – po kirpsniuku.

***

Tragedijų metinės. Atrodo, kad sausio pabaiga ir vasario pradžia yra užkeiktas laikas kosmoso tyrimams. 1967-aisiais metais sausio 27-ą dieną žuvo trys JAV astronautai, turėję pakilti su pirmąja Apolono (Apollo) misija. Erdvėlaivis užsiliepsnojo bandymų metu, likus mėnesiui iki pakilimo. 1986-aisiais sausio 28-ą dieną iškart po pakilimo sprogo šatlas „Challenger“; avarija nusinešė visų septynių įgulos narių gyvybes. Ir lyg to dar būtų negana, 2003-aisiais vasario 1-ą dieną pasileisdamas į Žemę subyrėjo kitas šatlas, „Columbia“; avarijoje taip pat žuvo visi septyni įgulos nariai. Vienintelė nedidelė paguoda – po kiekvienos šios katastrofos buvo smarkiai sugriežtinta kosminių misijų saugumo kontrolė, taigi tokia pati avarija antrą kartą nepasikartodavo.

***

Šiaurės pašvaistė Norvegijos fjorduose. ©Frank Olsen

Savaitės paveiksliuku parinkau žemišką šiaurietišką vaizdą. Tamsiomis žiemos naktimis dangų kartais nutvieskia nuostabios pašvaitės, kaip štai ši, užfiksuota sausio 23-ą dieną Blokken‘e, Norvegijoje. Nors šiaurės ašigalis šiuo metu ir nusisukęs nuo Saulės, tamsiame danguje pašvaistes lengviau pamatyti.

***

Marso tyrimai. NASA marsaeigiai „Spirit“ ir „Opportunity“ į Raudonąją planetą nukeliavo prieš dešimt metų. Kiekvieno iš jų misija turėjo trukti tik tris mėnesius, bet Spirit dirbo iki 2009-ųjų, o Opportunity važinėja ir tyrinėja dar ir dabar. Per dešimtmetį padaryta daugybė svarbių atradimų, o dešimtį įspūdingiausių apžvelgia misijos vadovas Rėjus Arvidsonas (Ray Arvidson). Tarp tų atradimų yra senovinių ežerų ir molingų mineralų pėdsakai, meteoritai Marso paviršiuje, vėjo suneštos kopos ir dulkių sūkuriai, siliciniai, karbonatiniai ir sulfatiniai mineralai, šiandieninio skysto vandens pėdsakai bei atmosferoje esančio argono matavimai.

Tuo tarpu naujausia Opportunity mįslė – keistas šalia marsaeigio nežinia iš kur atsiradęs akmuo – lieka neįminta. Spekuliacijų yra įvairiausių: išmestas iš po marsaeigio ratų, atriedėjęs nuo kalno žemyn, o gal net atlėkęs iš kosmoso, t.y. atsitiktinai šalia Opportunity nukritęs meteoritas. Šiuo metu marsaeigis sustojęs visais turimais instrumentais nagrinėja akmenį, jau nustatyta jo cheminė sudėtis (labai daug sieros ir mangano), taigi gal netrukus pavyks galutinai išsiaiškinti ir kilmę.

***

Kosminė apsauga. Siunčiant žmones į kosmosą, viena iš pagrindinių problemų yra apsauga nuo pavojingos kosminės spinduliuotės. Žemėje mus saugo magnetosfera, o kosmose, kur jos nėra, energingos dalelės gali pažeisti biologinius audinius ir smarkiai didina vėžinių susirgimų riziką. Tačiau grupė Europos inžinierių teigia, jog įmanoma magnetosferą sukurti ir aplink erdvėlaivį. Jų teigimu, superlaidūs elektromagnetai gali sukurti magnetinį lauką, tūkstančius kartų stipresnį, nei Žemėje, maždaug dešimties metrų spinduliu aplink erdvėlaivį. Pro tokį lauką nepralėktų beveik jokia energinga krūvį turinti dalelė, taigi astronautai būtų saugūs. Kūrėjai teigia, kad sistemą galėtų užbaigti per trejus metus, taigi ja galbūt galėtų pasinaudoti jau pirmieji planuojamų kelionių į Marsą dalyviai.

Šiek tiek kitokia, bet irgi svarbi, apsauga yra susijusi su kitomis planetomis ir Žemės zondais prie jų. Šie zondai gali netyčia kitur nugabenti biologinių medžiagų, o tai būtų labai negerai, ypač kai yra planuojamos gyvybės paieškų misijos į Marsą, o vėliau gal ir į Europą arba Titaną. Nors zondai prieš pakildami yra sterilizuojami gerokai labiau, nei bet kokie kiti gaminiai Žemėje, šioks toks pavojus išlieka. Kartais su juo kovoti tenka net ir specialiai sunaikinant zondą (taip atsitiko 2003-aisiais, kai Jupiterį tyrinėjęs Galileo zondas buvo nuskandintas pačiame Jupiteryje, kad netyčia nenukristų į Europą).

***

Vandens kilmė. Manoma, kad vanduo Žemėje atsirado ne iškart planetos formavimosi metu, o kiek vėliau buvo atneštas ledinių kometų ir asteroidų. Bet nežinia, kiek tų asteroidų ankstyvojoje Saulės sistemoje egzistavo. Nauji stebėjimai rodo, kad dabartinis asteroidų žiedas yra suneštas iš įvairių Saulės sistemos vietų, taigi asteroidai buvo visaip permaišyti ir sumaišyti. Tokį sumaišymą gali paaiškinti modelis, pagal kurį Jupiteris kadaise buvo atmigravęs taip arti Saulės, kaip dabar yra Marsas, o migracijos metu iš sistemos išmetė 99,9% asteroidų. Vadinasi tai, ką matome dabar, yra tik 0,1% pradinės asteroidų populiacijos. Tam, kad Žemė taptų tokia vandeninga, kokia yra dabar, taip pat reikėjo žymiai daugiau asteroidų. Šios žinios gali padėti įvertinti, kiek egzoplanetų gali būti vandeningos – jei jų, ypač jaunų, sistemose asteroidų yra panašiai, kiek Saulės sistemoje, tikėtis atrasti vandens egzožemėse neverta. Tyrimo rezultatai paskelbti žurnale Nature.

***

Naujieji horizontai. Prieš aštuonerius metus į kelionę išskrido zondas „New Horizons“. Jo tikslas – Plutonas, kuris išskridimo metu dar buvo planeta. Tikslą zondas pasieks tik kitąmet, o dabar jo komanda sukūrė video anonsą apie misijos istoriją ir tikslus. Tikimasi, kad tarp kitų dalykų „New Horizons“ atras ir naujų Plutono sistemos narių, greta jau žinomų penkių palydovų.

***

Savaitės filmukas – paaiškinimas, kiek viso telpa viename šviesmetyje. Aplink Saulę – nedaug, o štai galaktikų ar kamuolinių spiečių centruose – dešimtys ar net šimtai žvaigždžių.

[tentblogger-youtube 6Nz-yzZibRk]

***

Dvinarių sistemų planetos. Aplink dvinares žvaigždes skraidantys objektai, ypač nedideli besiformuojančių planetų gabalai, juda ne visai taisyklingomis orbitomis, mat juos veikia dviejų masyvių objektų gravitacija. Tokioje nedraugiškoje aplinkoje arti žvaigždžių planetoms formuotis būtų sudėtinga, bet visgi Kepleris jų yra radęs, ir ne vieną. Sumodeliavus galimą tokių planetų formavimosi scenarijų paaiškėjo, kad arti žvaigždžių susiformuoti joms tikrai nėra galimybių. Taigi planetos greičiausiai užgimė gerokai toliau nuo žvaigždžių, o vėliau atmigravo artyn. Planetų migracija yra seniai žinomas reiškinys, paaiškinantis karštuosius Jupiterius ir panašius objektus; šis tyrimas parodo dar vieną svarbią migravimo pasėkmę.

Beje, jeigu norite prisidėti prie egzoplanetų tyrimų, tą dabar jau galite padaryti net neišeidami iš namų. Startavo naujas Zooniverse projektas „Disk Detective“. Jo tikslas – leisti visiems norintiems analizuoti jaunų žvaigždžių nuotraukas ir ieškoti protoplanetinių diskų požymių. Nuotraukos darytos kosminiu teleskopu WISE, kuris per metus nufotografavo visą dangų ir aptiko daugiau nei 700 milijonų objektų, švytinčių infraraudonųjų spindulių diapazone. Būtent taip turėtų būti matomi protoplanetiniai diskai, bet juos reikia atskirti nuo kitų struktūrų. Kol kas tokius darbus žmogaus akys ir smegenys daro žymiai geriau už kompiuterius.

***

Rudųjų nykštukių atmosferos. Už poros parsekų nuo Žemės yra dvinarė rudųjų nykštukių sistema. Jos narių masės siekia tik 45 ir 40 Jupiterio masių, bet sistema yra pakankamai arti, kad galima būtų labai detaliai tyrinėti. Nors atrasta tik prieš metus, sistema, pavadinta Luhman 16 (pagal atradėjo pavardę) jau leido sužinoti tikrai daug apie rudųjų nykštukių savybes. Dabar prie šių savybių galima pridėti ir atmosferos struktūrą. Naudodami labai tikslų spektrografą, astronomai sugebėjo sudaryti dvimatį nykštukės atmosferos žemėlapį (tiksliau būtų gal „atmosferlapis“?). Iš jo matyti, kad nykštukę dengia netolygus debesų sluoksnis, galimai panašus į Jupiterio atmosferą. Temperatūra rudosios nykštukės paviršiuje yra apie 1100 Celsijaus laipsnių, o joje lyja skysta geležimi. Nelabai maloni aplinka.

O štai čia galite susipažinti su istorija, kaip šis atradimas buvo padarytas. Nuo rudųjų nykštukių sistemos atradimo pernai kovą, per visokius prašymus gauti teleskopo laiko, stebėjimus ir jų analizę iki paskelbto straipsnio. Pats straipsnis publikuotas Astrophysical Journal Letters, o nemokamai jį perskaityti galima arXiv duombazėje.

***

Galaktikų maitinimas. Kai galaktikoje formuojasi žvaigždės, jos sunaudoja dalį dujų, o likusias išpučia. Išpūstos dujos paprastai po kiek laiko atvėsta ir toliau gali formuoti žvaigždes. Tačiau vien šio ciklo nepakanka, norint paaiškinti, iš kur atsirado visos žvaigždės; daugelyje tolimų galaktikų dujų yra tiesiog per mažai, kad iš jų galėtų susiformuoti tiek žvaigždžių, kiek matoma šiandieninėse. Jau ilgą laiką manoma, kad dujų šios galaktikos gauna iš „šaltųjų tėkmių“ – labai retų dujų srautų, nusidriekusių didžiuliais atstumais tarp galaktikų. Tačiau tik dabar teleskopai tapo pakankamai jautrūs, kad tokius srautus pavyktų pamatyti, ir tai buvo padaryta. Santykinai netolimos galaktikos NGC 6946 stebėjimai atskleidė ne vieną tokį srautą, jungiantį šią galaktiką su aplinkinėmis, mažesnėmis. Atrodo, kad didžioji galaktika kone „siurbia“ į save aplinkinių galaktikų dujas ir taip palaiko labai sparčia žvaigždėdarą savo diske. Tyrimas publikuojamas straipsnyje, kurį rasite ir arXiv.

***

Kompaktiškos galaktikos. Tokia galaktika, kaip aukščiau minėta NGC 6946 – labai sparčiai formuojanti žvaigždes ir ryjanti aplinkines dujas – gali būti geras ankstyvosios Visatos gyventojos pavyzdys. Jau seniai žinomas Visatos evoliucijos požymis, kad masyvesni objektai pasiekia nuolatines būsenas anksčiau. Tai galioja juodosioms skylėms, galioja ir galaktikoms – kuo masyvesnė galaktika, tuo seniau joje pasibaigusi žvaigždėdara (angliškai tai vadinama „downsizing“, o kaip išversti lietuviškai – nežinau). Dabar didelė įvairių galaktikų apžvalginė studija atskleidė, kad masyvios elipsinės galaktikos kadaise pergyveno ypatingai sparčios žvaigždėdaros etapą. Gavusios daug dujų, greičiausiai iš panašių šaltų srautų, kaip ir NGC 6946, jos užsižiebė sparčia žvaigždėdara ir išeikvojo dujų atsargas per kelias dešimtis milijonų metų. Vėliau žvaigždėdara nurimo, o masyvi galaktika, kartais prisijungdama aplinkines, gyveno ilgus milijardus metų iki šiandienos. Tyrimo rezultatų straipsnis.

***

Nevienodai aktyvūs branduoliai. Daugelio galaktikų centruose yra supermasyvios juodosios skylės. Kai dvi galaktikos jungiasi, kurį laiką naujai suformuota galaktika turi dvi skyles, o aplink jas esančios dujų struktūros suformuoja du galaktikų branduolius. Ištyrę 29 neseniai susiliejusias galaktikas, astronomai aptiko bent po vieną aktyvų branduolį (t.y. sparčiai medžiagą ryjančią juodąją skylę) 28-iose, tačiau antras branduolys aktyvus buvo tik keturiose galaktikose. Tai reiškia, kad susiliejimo metu dvi juodosios skylės maitinamos labai nevienodai, tad greičiausiai jų maitinimą nulemia labai artimos aplinkos savybės. Išsamesnius tyrimo rezultatus rasite arXiv.

***

Štai ir visos žinios šią savaitę. Komentarai ir klausimai visada laukiami (net jei ne visada į juos ir atsakau).

Laiqualasse

4 comments

  1. Kažkaip net gaila, kad zondas „new horizons“ plutono orbitoje neužsilaikys ir nesurinks duomenų, kad ir detaliam plutono 3d žemėlapiui.

Leave a Reply

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *