Kąsnelis Visatos CLXXI: Gyvybėjimai

Praeitą savaitę sudegė vienas erdvėlaivis, sėkmingai išbandytas kitas, buvo daug kalbama apie keliones į Marsą ir gyvybės paieškas visur kur tik įmanoma. Apie šias ir kitas naujienas – po kirpsniuku.

***

Erdvėlaivių žūtys. Dar praeitame Kąsnelyje rašiau apie Rusijos erdvėlaivį Progress, turėjusį nugabenti atsargų į Tarptautinę kosminę stotį. Jo misija buvo nesėkminga, prarasta erdvėlaivio kontrolė ir visą savaitę jis po truputį krito į Žemę, kol galiausiai anksti penktadienio rytą sudegė atmosferoje virš Ramiojo vandenyno. Erdvėlaivio liekanos nukrito į Ramųjį vandenyną, žmonėms pavojaus nesukėlė. Rusijos kosmoso agentūra Roskosmos pradėjo tyrimą dėl Progress avarijos, siekdama užkirsti kelią panašiems įvykiams ateityje, ypač galimoms „Sojuz“ įgulos kapsulių avarijoms. Belieka tikėtis, kad panašūs įvykiai nepasikartos, ir kad JAV kuriami žmones gabensiantys erdvėlaiviai pradės darbą laiku.

Progress subyrėjo Žemės atmosferoje, ir tai yra gerai, nes jo liekanos arba sudegė, arba nukrito. Tačiau kai erdvėlaiviai ar palydovai subyra aukščiau orbitoje, pasekmės gali būti liūdnesnės. Štai vasario mėnesį susprogo JAV karinių oro pajėgų meteorologinis palydovas DSMP-F13. Iš pradžių buvo manoma, kad jo nuolaužos pavojaus kitiems palydovams nesukels, bet nauji, detalesni modeliai teigia priešingai. Pasirodo, sprogimo metu pažiro dešimtys tūkstančių milimetro dydžio dalelių, kurios gali apgadinti ar net visai iš rikiuotės išvesti panašiose orbitose skrajojančius palydovus; didžiausia grėsmė kyla ašigalinėse orbitose skrajojantiems.

***

Gelbėjimo sistema. Ir vis dar rašau apie katastrofas, tik šįkart – apie apsisaugojimą nuo jų. SpaceX kuria Dragon kapsulę, tinkamą astronautams skraidinti, ir tikisi ją pradėti naudoti jau 2017-aisiais metais. Ketvirtadienį buvo atliktas vienas svarbus bandymas – pakilimo aikštelės pabėgimo manevras. Tokio manevro prireiktų, jei įvyktų avarija raketos paleidimo metu dar aikštelėje. Tada specialūs varikliai kapsulę staigiai pakeltų aukštyn nuo raketos ir saugiai nutūpdytų saugiu atstumu. Bandymas pavyko sėkmingai, visas procesas truko mažiau nei dvi minutes. Kapsulėje sėdėjo manekenas, kuris per bandymą nenukentėjo. Taigi sistema, atrodo, veikia.

***

Savaitės filmuke pristatomi gyvūnai, apsilankę kosmose:

[tentblogger-youtube _4hhp1Vf-i4]

***

Saulės virvės. ©Wang et al., Nature Communications

Ne kasdien galime pamatyti tokius detalius Saulės paviršiaus vaizdus. Šios naujos nuotraukos gautos 1,6 metro skersmens Naujuoju Saulės teleskopu Kalifornijoje. Tai pirmas kartas, kai gauti tokios aukštos raiškos Saulės „srauto virvių“ (angl. flux ropes) atvaizdai. Manoma, kad virvės yra Saulės žybsnių pirmtakai, taigi suprasti jų evoliuciją naudinga ir dėl to, kad taip galėsime geriau apsisaugoti nuo žalingo Saulės poveikio erdvėlaiviams ir palydovams. Čia rasite ir virvių filmuką.

***

Magnetiškasis Merkurijus. Šiuo metu Merkurijus turi magnetinį lauką, kurį sukuria planetos viduje esantis skystas metalinis branduolys. Tai – vienintelė Saulės sistemos planeta, neskaitant Žemės, turinti tokio tipo magnetinį lauką. Tad nors ir šimtą kartų už Žemės silpnesnis, jis yra labai įdomus. O naujausi Messenger zondo (to paties, kur prieš porą savaičių sudužo Merkurijuje) duomenys rodo, kad praeityje magnetinis laukas buvo stipresnis. Skrisdamas labai žemai virš planetos paviršiaus, Messenger išmatavo kai kurių paviršiuje esančių uolienų įmagnetėjimą. Tos uolienos yra labai senoje, lavos išsiliejimų neuždengtoje, Merkurijaus dalyje, o iš įmagnetėjimo galima apskaičiuoti, kad jas veikė magnetinis laukas, iki šimto kartų stipresnis už Merkurijaus dabartinį. Taigi praeityje, prieš pusketvirto milijardo metų, Merkurijaus magnetinis laukas galėjo būti toks pat stiprus, kaip ir Žemės. Tyrimo rezultatai publikuojami Science.

***

Marso ekspedicija. NASA vadovas teigia, kad agentūros planas nusiųsti žmones į Marsą progresuoja sklandžiai. Planą sudaro labai daug žingsnių, bet jie visi vykdomi nevėluojant: šiuo metu kuriama Orion kapsulė ir Space Launch System raketa-nešėja, o du astronautai neseniai pradėjo metų trukmės misiją Tarptautinėje kosminėje stotyje. Taip pat planuojama pagauti asteroidą ir atitempti jį į orbitą aplink Mėnulį, kad astronautai galėtų jį aplankyti iki 2025-ųjų metų; tai astronautams suteiks neįkainojamos patirties, kuri vėliau pravers ir misijose į Marsą.

Aišku, kelionė į Raudonąją planetą išlieka labai didelis iššūkis. Vienas iš didžiausių pavojų – kosminė spinduliuotė, kuri veiks astronautus visos kelionės metu, o pati kelionė truks tikrai ilgiau nei pusmetį. Kosminė spinduliuotė kenkia imuninei sistemai, gali sukelti vėžį, o dabar nustatyta, kad ji dar žaloja ir smegenis. Tiesa, tik pelių. Bet ir žmonėms toks pavojus gresia, taigi astronautams gali kilti problemų ne tik su fizine, bet ir su psichine būkle.

Nuvykus į Marsą, problemos toli gražu nesibaigs. Ten reikės kažkaip išgyventi, o tam prireiks būsto, oro, vandens, maisto, medikamentų… Daugumą šių kliūčių iš principo galima įveikti, bet tik labai daug medžiagų atsigabenant iš Žemės, o tai, aišku, daug ir kainuotų. Taigi NASA skelbia konkursą, kuriuo kviečia visus norinčius siūlyti idėjas, kaip sumažinti Marse dirbsiančių astronautų priklausomybę nuo siuntų iš Žemės. Idėjos gali spręsti bet kokias aukščiau minėtas ar visai kitokias problemas. Geriausių idėjų autoriams bus išdalinti 5000 JAV dolerių prizai.

***

Gyvybingi palydovai. 2013 metų gruodį Jupiterio palydove Europoje pastebėta vandens čiurkšlė, besiveržianti iš, atrodytų, popaviršinio vandenyno. Žinios buvo sutiktos kaip įrodymas, kad Europoje yra vandens ir kad tas vanduo sąveikauja su palydovo paviršiumi, o tai sudarytų palankias sąlygas po Europos paviršiumi egzistuoti gyvybei. Visgi nauji stebėjimai rodo, kad čiurkšlė greičiausiai buvo labai retas įvykis, turbūt sukeltas meteorito smūgio į Europą. Stebėjimai remiasi tuo, kad aplink Europą aptinkama plazma sudaryta iš tokių dalelių, kokias išmeta kitas Jupiterio palydovas – Ijo, – o ne tokių, kokios galėtų kilti iš Europos vandenyno. Jei vanduo iš Europos gelmių nesąveikauja su paviršiumi, tikimybė ten užsimegzti gyvybei tampa labai maža. Tyrimo rezultatai publikuojami Astrophysical Journal.

Tuo tarpu Saturno palydovas Enceladas vis labiau atsiskleidžia kaip gyvybei tinkama vieta. Jau kurį laiką žinoma, kad iš jo paviršių dengiančių ledynų trykšta vandens geizeriai, o dabar paaiškėjo, kad tie geizeriai iš tikro yra plačios juostos, besiveržiančios iš ilgų įtrūkimų lede. O ištyrus tų čiurkšlių cheminę sudėtį nustatyta, kad Encelado vandenynas yra smarkiai šarminis, jame daug ištirpusios valgomosios druskos (natrio chlorido) ir sodos (natrio karbonato). Šie junginiai gali formuotis vandeniui sąveikaujant su uoline Encelado mantija, o to proceso metu taip pat formuojasi molekulinis vandenilis – cheminės energijos šaltinis. Taigi Encelado vandenyne gali būti pakankamai energijos gyvybei formuotis. Pirmojo tyrimo rezultatai publikuojami Nature, antrojo – Geochimica et Cosmochimica Acta.

***

Egzougnikalniai. Egzoplanetos Vėžio 55 e (55 Cancri e) paviršiaus temperatūra, nustatyta pagal šiluminę planetos spinduliuotę, per dvejus metus nuo 2011-ųjų iki 2013-ųjų padidėjo beveik keturis kartus. Tai atitinka temperatūros pokytį nuo 1000 iki 2700 laipsnių Celsijaus. Kaip planeta galėjo taip smarkiai įkaisti – nežinia, bet labiausiai tikėtinas variantas – ugnikalnių išsiveržimai. Planeta yra labai arti savo žvaigždės, taigi potvyninė jėga gali ją tampyti panašiai, kaip Jupiteris minko savo palydovą Ijo, ir sukelti ugnikalnių išsiveržimus. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Gyvybingumo ribos. Tam, kad planetoje galėtų formuotis kažkiek į mums pažįstamą panaši gyvybė, jai reikia atmosferos. Bet per tanki atmosfera gyvybei gali kenkti ar apskritai neleisti egzistuoti, taigi reikalingas balansas. Nauji skaitmeniniai modeliai rodo, kad tinkama atmosfera gali susiformuoti prie mažų žvaigždžių esančiose Neptūno tipo planetose. Mažos žvaigždės pirmą milijardą savo gyvenimo metų būna labai aktyvios, taigi Neptūno dydžio planeta, atmigravusi arti žvaigždės, prarastų nemažą dalį atmosferos ir galėtų pavirsti superžeme. Tuo pat metu atmosfera apsaugotų pirmykštes gyvybės formas nuo žvaigždės aktyvumo keliamų pavojų, taigi toks scenarijus atrodo visai neblogas gyvybės atsiradimui bei vystymuisi. Problemų kelia tik tai, kad Neptūno tipo planetos greičiausiai turi daug vandens, taigi jos galėtų tapti visiškai vandeniniais pasauliais, kuriuose nebūtų gyvybei reikalingo anglies apykaitos ciklo, o atmosferos cheminė sudėtis išliktų pirmykštė – vandenilis ir helis, – kas irgi gyvybei netinka. Tyrimo rezultatai arXiv.

Kalbant apie galimą egzoplanetų tinkamumą gyvybei, naudojamas gyvybinės zonos terminas. Tai yra zona, kurioje planetos temperatūra tinkama skystam vandeniui egzistuoti. Bet svarbus ne tik atstumas nuo žvaigždės, bet ir cheminė planetos ir jos atmosferos sudėtis. Per arti žvaigždės esanti planeta gali prarasti atmosferą ir joje esantis vanduo tiesiog išgaruotų; arba kaip tik gali prasidėti nesustabdomas šiltnamio efektas, paverčiantis planetą Veneros, o ne Žemės, analogu. Dabar pasiūlytas toks „Veneros zonos“ apibrėžimas, pagal kurį būtų galima atmesti kai kurias egzoplanetas, kaip greičiausiai netinkamas gyvybei. Apibrėžimas remiasi paprastais atmosferos ir jos evoliucijos modeliais ir turėtų padėti suskirstyti Žemės dydžio planetas į vertas tolimesnių stebėjimų ir jų nevertas. Tyrimo rezultatai arXiv.

O šiaip gyvybė, ar bent jau ją sudarantys organiniai cheminiai junginiai, gali būti dažnesnė, nei galėtų atrodyti. Mokslininkai laboratorijoje atkūrė sąlygas, panašias į tas, kurias patiria asteroidai, ir sukūrė daugybę gyvybei reikalingų junginių. Jie paėmė formamidą – paprastą daug kur Visatoje aptinkamą organinę molekulę – sumaišė ją su meteoritų dulkėmis ir apšvitino viską energingais spinduliais, atitinkančiais Saulės vėją. Gautas rezultatas – įvairūs organiniai junginiai, tame tarpe aminorūgštys, karboksilo rūgštys, cukrūs ir nukleobazės. Kai kuriuos iš šių elementų pagaminti be gyvybinių procesų yra labai sudėtinga, bet štai juos pavyko sukurti vien chemiškai. Tyrimo rezultatai publikuojami PNAS.

***

Vandens kilmė. Aptikta baltoji nykštukė, neseniai prarijusi vandeningą asteroidą. Baltųjų nykštukių gravitacija yra labai stipri, todėl visi sunkūs cheminiai elementai turėtų greitai nusėsti jų centruose, o paviršiuje likti tik truputis vandenilio bei helio ir pagrindinės sudedamosios dalys – anglis ir deguonis. Tačiau žvaigždė SDSS J1242+5226 pasirodė esanti kitokia: jos paviršiuje labai daug vandenilio, deguonies, magnio, silicio, geležies ir kitų sunkių elementų. Tai reiškia, kad žvaigždė neseniai – per pastaruosius kelis šimtus metų – prarijo Cereros dydžio asteroidą, susidedantį iš šių elementų. Manoma, kad tokie asteroidai galėjo atnešti vandenį į Žemę, o pėdsakų aptikimas už Saulės sistemos ribų leidžia spėti, kad panašūs procesai gali vykti ir egzoplanetose. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Padidėjęs Paukščių takas. Ilgą laiką buvo manoma, kad Paukščių Tako diskas baigiasi maždaug už 15 tūkstančių parsekų nuo centro (palyginimui, Saulė nuo Galaktikos centro nutolusi per 8 kiloparsekus). Už disko pakraščio, maždaug 18 kiloparsekų atstumu, buvo žinomas „Vienaragio žiedas“ – žvaigždžių ir dujų juosta, kuri, buvo manoma, yra nykštukinės galaktikos paliktas pėdsakas. Bet dabar nauji tyrimai rodo, kad Vienaragio žiedas ir dar trys panašios struktūros yra Paukščių Tako disko dalis. Anksčiau taip nebuvo manoma todėl, kad Vienaragio žiedas yra iškilęs šiek tiek virš disko. Bet naujosios struktūros išsidėsčiusios banguotai: viena yra virš disko, antra – žemiau jo, trečia – virš, o ketvirta – vėl žemiau. Tai rodo, kad išorinė disko dalis yra susiraukšlėjusi, o tokias bangas paskleisti galėjo nykštukinė galaktika, kadaise pralėkusi kiaurai Galaktikos diską arti jos centro. Pagal šiuos rezultatus, Paukščių Tako disko dydis yra toks pat, kaip ir Andromedos galaktikos. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Tolimiausia galaktika. Vėl pagerintas tolimiausios žinomos galaktikos rekordas. Nelabai poetiškai pavadinta EGS-zs8-1 yra taip toli, kad jos šviesa iki mūsų keliavo 13,1 milijardą metų, tai yra mes ją matome tokią, kokia ji buvo praėjus vos 700 milijonų metų po Didžiojo sprogimo. Maždaug tuo metu pirmosios galaktikos ir formavosi, o jų šviesa jonizavo Visatoje esantį vandenilį. Ši galaktika yra labai šviesi – tai nekeista, nes blausesnės galaktikos tokiu atstumu nebūtų aptiktos. Taip pat ji jau spėjusi suformuoti apie 10 milijardų Saulės masių žvaigždžių, taigi arba žvaigždės joje formavosi ypatingai greitai, arba pirmosios galaktikos atsirado kiek anksčiau, nei manyta iki šiol. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Štai ir visos naujienos, kurias išrinkau apie praeitą savaitę. Kaip visada – klauskite, komentuokite ir šiaip rašykite, man tai patinka :)

Laiqualasse

7 comments

  1. Aš gal durnai paklausiu… visatai, sakykim, yra 13,8 gigametų. Tolimosios galaktikos šviesą matome tokią, kokia ji buvo prieš 13,1 gm. Tai kokiu, blė, greičiu mūsų galaktika nulėkė nuo anosios, kad toks skirtumas gavosi? Dar koks nors reliatyvistinis laiko išsitampymas gal yra?

    1. Visai nedurnas klausimas :) Čia reliatyvistinis laiko išsitampymas nėra labai svarbus, svarbu tai, kad Visata plečiasi. Ir jos plėtimosi joks šviesos greitis neriboja. Tai taip ir gavosi, kad ta galaktika nuo mūsų ir seniau, ir dabar tolsta greičiau už šviesą, bet jos šviesa mus šiaip taip pasiekia. Bet kol pasiekia, praeina labai daug laiko.

        1. Kaip tik galvoju parašyti straipsnį apie tai, kas gali judėti greičiau už šviesą. Ir apie erdvėlaikio plėtimąsi truputį kitaip, nei anksčiau esu rašęs.

        2. Bet vat to, ką anksčiau esu rašęs, dabar nerandu. Matyt tai buvo labai seniai ir nesistemiškai. Tikrai reikia straipsnio :)

  2. Kažkur teko skaityti teorinį pasvarstymą, kad po dižiojo sprogimo visata plečiasi beveik šviesos greičiu visomis kryptimis, todėl nenuostabu, kad tarkim gali egzistuoti dvi galaktikos, kurios tolsta viena nuo kitos greičiu didesniu nei šviesos greitis (pvz viena tolsta 0.6C nuo visatos centro, kita tokiu pat greičiu tik į priešingą pusę, gauname, kad abi galaktikos tolsta viena nuo kitos 1.2C, kas yra greitis didesnis už šviesos greitį).

    Viskas būtų kaip ir teisinga, bet ar tikrai galaktikos gali pasiekti tokius greičius? Gal žinote, koks realiai užfiksuotas didžiausias greitis?

    Be to, Laiqualasse teigiate, kad „ta galaktika nuo mūsų ir seniau, ir dabar tolsta greičiau už šviesą“, bet juk mūsų galaktika juda tik apie 500km/s greičiu, ar aš klystu?

    P.S. dabar suvokiau, kad visata plečiasi didėjančiu greičiu, tuomet mano pasvartymai kaip ir nieko verti.

    1. Greičiai yra reliatyvūs. „500 km/s greitis“ yra kažko atžvilgiu. Tolimų galaktikų atžvilgiu tas greitis gali viršyti, ir viršija, šviesos greitį.

      Dar plačiau atsakysiu vėliau.

Leave a Reply

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *