Kąsnelis Visatos CXCIII: Marsiečiai

Praėjusią savaitę radau daug įdomybių iš Marso. Kai kurios siejasi su „Marsiečiu“, kitos – nelabai, bet matyt Marsas dabar vėl išpopuliarėjo, tai ir žiniasklaida daugiau apie jį praneša. Yra ir kitokių dalykų – Plutonas, pulsarai, naujos misijos ir netgi Visatos pagrindai. Apie viską – po kirpsniuku.

***

Naujosios misijos. Praeitą savaitę rašiau apie penkis naujos NASA misijos konkurso finalistus. Tai – dvi Veneros misijos ir trys asteroidų misijos; viena iš jų 2021-aisiais išskris į kosmosą. Su keturiomis iš jų detaliau susipažinti galite UniversToday straipsniuose:

– Veneros atmosferos sluoksnių sudėtį, dinamiką ir evoliuciją tirti galėtų zondas DAVINCI. Panašūs tyrimai buvo daromi devintajame dešimtmetyje, bet vėliau nepratęsti. DAVINCI per maždaug valandą nusileistų nuo atmosferos viršaus iki Veneros paviršiaus, o paskui gal net atsiųstų nuotraukų iš nusileidimo vietos. Jis ištirtų, kaip Veneros atmosferos sudėtis priklauso nuo aukščio, kokie vėjai ten pučia, kiek turbulentiškos tos dujos ir taip toliau.

– Kitas būdas tirti Veneros paviršių – radaro signalais; tai irgi jau buvo daryta, dešimtojo dešimtmečio pradžioje. Naujas zondas VERITAS skrajotų aplink Venerą, sudarytų tiksliausią jos paviršiaus žemėlapį ir padėtų išsiaiškinti, kaip tas paviršius susiformavo.

– Psichė yra vienas didžiausių ir masyviausių asteroidų, sudarytas daugiausia iš geležies ir nikelio. Tokie metaliniai asteroidai yra retesni už uolinius, tad ištyrę Psichę sužinotume labai daug naujo apie planetų formavimąsi ir Saulės sistemos jaunystę. Todėl Psichės misija ir buvo parinkta kaip viena iš finalisčių. Psichės cheminė sudėtis labai primena Žemės branduolį, netgi yra manančių, kad Psichė gali būti liekana jau gerokai pažengusios formavimesi protoplanetos, kurią suardė susidūrimas su kitu dideliu asteroidu.

– Galiausiai NEOCam misijos tikslas – aptikti kuo daugiau artimų Žemei asteroidų. Jie gali kelti pavojų mūsų planetai, taigi šių objektų aptikimas yra ne tik įdomus, bet ir mūsų planetiniam saugumui svarbus darbas. NEOCam turėtų aptikti daugiau nei du trečdalius visų asteroidų, kurių skersmuo viršija 140 metrų. Taip pat turėtų būti aptikta daugiau nei milijonas naujų asteroidų pagrindiniame žiede.

***

Mėnulio nuotraukos. Matę rugsėjo pabaigos Mėnulio užtemimą ar bent jo nuotraukas galėjo pastebėti, kad Mėnulis buvo gana tamsus ir murzinas, o ne ryškiai raudonas, kaip galima būtų tikėtis. Kodėl taip yra ir kodėl Mėnulio užtemimai atrodo nevienodai? Priežasčių yra bent dvi: Mėnulio atstumas nuo Žemės ir tarša Žemės atmosferoje. Šįkart užtemimo metu Mėnulis buvo labai arti Žemės, taigi giliau pasislėpęs jos šešėlyje. Vadinasi, Mėnulį pasiekė tik labai didelio bangos ilgio pro Žemės atmosferą lūžtantys Saulės spinduliai. Infraraudonųjų spindulių mes nematome, taigi Mėnulis atrodė tamsesnis, nei įprastai. Be to, atmosferoje buvo daug dalelinės taršos (vulkaninės kilmės dulkių ir pramoninės veiklos paleistų dujų), kurios sugėrė neįprastai daug Saulės spindulių.

Kitos Mėnulio nuotraukos, apie kurias buvo kalbama praeitą savaitę, yra Apollo misijų metu darytos nuotraukos. Jas visas – daugiau nei 8000 – NASA padarė viešai prieinamas. Sąmokslo teoretikai gali ieškoti mėnulėnų pėdsakų ar kino studijos sienų, o truputį protingesni entuziastai gali pasigrožėti Mėnulio paviršiaus bei astronautų darbo detalėmis.

***

Kometos papilvė. Penkerius su puse metų ten tvyro visiška tamsa, kol galiausiai vieneriems karštiems metams ji išnyra į Saulės atokaitą. Tai – kometos 67P pietinė dalis, kuri dėl kometos sukimosi didžiąją orbitos dalį praleidžia nusisukusi nuo Saulės. Bet dabar ji po truputį gauna vis daugiau šviesos ir leidžia Rosettai pažvelgti į save. Ankstesni milimetrinių bangų instrumento duomenys rodė, kad toje dalyje greičiausiai yra daug ledo, kuris turbūt susikaupė po paskutinio priartėjimo prie Saulės. Naujesni, jau apšviestos pietinės dalies, stebėjimai padės išsiaiškinti, kaip tas ledas susikaupė, kokias struktūras suformavo ir kaip garuoja. Kol kas naujausi duomenys dar neišnagrinėti, taigi turime tenkintis metų senumo tyrimu, kurio rezultatai publikuojami Astronomy & Astrophysics.

***

Marso ežeras. Prieš savaitę sužinojome, kad Marse šiuo metu kartais teka vanduo. O praeitą savaitę paskelbti nauji įrodymai, kad Gale kraterio, kurį tyrinėja Smalsiukas, dugne prieš 3,3-3,8 mlrd. metų tyvuliavo ežeras. Išvada padaryta ištyrus kraterio dugne esančias nuosėdines uolienas – jos susiformuoti galėjo tik vandenyje. Taip pat į kraterį nuosėdas atnešė upės, kurių ne viena panašiu metu į jį tekėjo. Kol kas tiksliai neaišku, kokio gylio buvo ežeras, bet gali būti, kad giliausioje vietoje jis siekė net 800 metrų. Vandens suneštos nuosėdos sudarė ir kraterio centre esančio Sharp kalno pagrindą. 800 apatinių kalno metrų sudaryti dalinai iš nuosėdinių uolienų, o aukščiau matomi vien tik „sausi“, t.y. be vandens susiformavę, sluoksniai. Tyrimo rezultatai publikuojami Science.

Praeitą savaitę NASA paskelbė planus, kaip nugabenti į Marsą pirmuosius žmones. Tai turėtų įvykti per 20 metų, bet iki to laiko reikia padaryti nemažai tarpinių darbų. Pirmasis etapas jau vykdomas – tai žmonių darbas Tarptautinėje kosminėje stotyje ir buvimo kosmose poveikio jų organizmams tyrimas. Antrasis etapas – kelionės į Mėnulio orbitą ir misijos ten, tarp kurių bus ir atvilkto asteroido tyrimai. Šios misijos turėtų įvykti per artimiausią dešimtmetį. Šiame etape taip pat būtų išbandyta pripučiama kosminė stotis. Paskutinis, trečiasis, etapas – žmonių skraidinimas į Marsą.

***

Marso atmosfera. Kadaise Marso atmosfera buvo žymiai tankesnė, nei dabar. Kur ji dingo? Viena hipotezė teigė, kad cheminės reakcijos užrakino atmosferą sudariusias dujas Marso paviršiaus uolienose. Tačiau naujausi skaičiavimai rodo, kad paviršinių uolienų nepakanka visai atmosferai suryti. Tai reiškia, kad greičiausiai didžioji atmosferos dalis prarasta į tarpplanetinę erdvę – ją nupūtė Saulės vėjas. Tyrimo rezultatai publikuojami žurnale Geology.

***

Marso kalnai. ©NASA/JPL-Caltech/MSSS

Nuotrauka atrodo kaip kalvos kur nors Sacharoje ar kokioje kitoje dykumoje, ar ne? Bet tai – Marso vaizdas, kurį įamžino Smalsiukas, po truputį kylantis Sharp kalno šlaitais. Aišku, vaizdas yra šiek tiek retušuotas, pakeistos spalvos (tikrovėje Marso dangus yra gerokai rudesnis), bet bendros kalvų panoramos tai nepakeičia. Įspūdinga.

O čia rasite keletą Marso paviršiaus vietų, aprašytų knygoje „Marsietis“, nuotraukų. Ten ir Acidalijos lyguma, ir Skiaparelio krateris.

***

Plutono atmosfera. Plutonas nuo šiol gali taip pat būti vadinamas Raudonąja planeta. Praeitą savaitę paskelbta, kad jo paviršiuje matomi rausvi vandens ledo telkiniai. Jie aptinkami tik keliose Plutono dalyse, kol kas neaišku, kodėl jie yra tik ten. Raudoną spalvą greičiausiai suteikia cheminiai junginiai tolinai, susidarantys dėl ultravioletinių spindulių sąveikos su metanu ir etanu. Tolinai taip pat turbūt atsakingi už mėlynos šviesos sklaidą Plutono atmosferoje. Taip, Plutone dangus irgi mėlynas, nors atmosfera ir daugybę kartų retesnė, nei Žemėje. Ir mėlynumo priežastis kita – Žemėje jį sukelia azoto molekulės, kurios taip pat gerai sklaido mėlyną šviesą.

***

Garuojantis karštneptūnis. Didžiosios planetos, nors apgaubtos labai storu dujiniu apvalkalu, centruose turi kietus branduolius, dydžiu panašius į Žemę ar net gerokai didesnius. Panašios egzoplanetos greičiausiai taip pat. Neseniai aptiktas šiltasis neptūnas (taip vadinamas todėl, kad yra Neptūno dydžio, tačiau labai arti žvaigždės) GJ 436b apvalkalą turi, tačiau sparčiai jo netenka. Žvaigždės šviesa garina planetos atmosferą ir sukuria didžiulį halą, nusitęsusį už planetos. Halas matomas tik ultravioletiniuose spinduliuose, o masės netekimo spartos neužtenka, kad planeta prarastų visą atmosferą per tiek pat laiko, kiek jau gyvena. Visgi seniau atmosfera galėjo garuoti dar sparčiau, taigi planetos atmosferos gali būti beveik nelikę. Tokiu atveju iš karšto neptūno liktų tik uolinė planeta; tai paaiškintų, iš kur tokios planetos atsiranda taip arti žvaigždžių, nes susiformuoti joms ten sudėtinga, o atmigruoti irgi problematiška dėl mažo dydžio. Jei planeta atmigravo didesnė ir vėliau neteko atmosferos, tai išspręstų problemą. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Disko bangos. Aplink jaunas žvaigždes randami protoplanetiniai dujų ir dulkių diskai, kuriuose formuojasi planetos. Jaunas planetas galima aptikti kaip sutankėjimus ar šviesesnius taškus diske. Tokių darinių ieškodami astronomai žvaigždės Mikroskopo AU diske aptiko penkis keistus šviesius darinius, forma primenančius arkas ar bangas. Visi dariniai susitelkę pietrytiniame disko ketvirtyje, egzistuoja 1-4 metus ir tolsta nuo žvaigždės arti 10 km/s greičiu. Toks greitis tokiu atstumu – nuo 10 iki 60 AU – nuo žvaigždės reiškia, kad objektai (jei tai tikrai objektai) pabėgs iš žvaigždės sistemos. Anksčiau nieko panašaus nebuvo stebėta, taigi nežinia, kas sukelia tokį švytėjimą ir kaip tai paaiškinti dabartinėmis jaunų žvaigždžių evoliucijos teorijomis. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature.

***

Pulsarų sandara. Kai miršta 8-10 Saulės masių žvaigždė, jos vietoje lieka neutroninė žvaigždė – labai tankus darinys, kuris susideda iš supertakaus branduolio ir kieto apvalkalo. Žvaigždė prieš mirdama sukasi, o kolapsuodama į neutroninę žvaigždę, įsisuka daug sparčiau, taigi neutroninės žvaigždės branduolys turi labai didelį judesio kiekio momentą. Žvaigždės apvalkalas po truputį lėtėja dėl spinduliuotės ir garavimo, taigi greičių skirtumas tarp jo ir branduolio vis didėja. Galiausiai apvalkalas sulėtėja tiek, kad net ir supertakus branduolys su juo ima sąveikauti ir staigiai pagreitina žvaigždės sukimąsi. Toks modelis kol kas geriausiai paaiškina, kodėl stebėdami pulsarų signalų atkeliavimo laiką, kuris yra labai pastovus, kartais matome „trukdžius“ – staigius nedidelius pagreitėjimus. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Savaitės filmukas – apie hipotetinį juodųjų skylių analogą baltąsias skyles. Kas tai per dalykai ir ar gali jie egzistuoti realybėje?

[tentblogger-youtube c2Y-8HWFTlo]

***

Visatos paprastumas. Visatoje, pagal apibrėžimą, telpa viskas – nuo menkiausių subatominių dalelių iki didžiausių galaktikų spiečių. Bet visgi Visata yra labai paprasta; jos bendrą evoliuciją galima aprašyti vos keletu skaičių. Arba netgi vienu skaičiumi, nurodančiu fliuktuacijų dydį tolygioje Visatoje. Bent jau taip teigia garsus astrofizikas Nilas Turokas (Neil Turok), kurio nuomone, mums reikėtų permąstyti kosmologines teorijas, kad neaiškintume tokio paprasto dalyko, kaip Visata, taip sudėtingai.

***

Tai tiek kąsnelio šiam žiemiškam vakarui. Kaip visada, laukiu klausimų ir komentarų.

Laiqualasse

5 komentarai

  1. Heh, iškilo atminty NVidia’os PR’as sąmokslo teoretikų kaina. Trumpai, apšvietimo ir atspindžių simuliacija realiu laiku naudojantis modernišku hardware’u. Kažkur ir padoresnis write-up’as ir analizė mėtėsi…

    1. Kažkur esu skaitęs, kad anų laikų kino technika nebūtų pakankama, norint suklastoti tokį projektą, kaip nusileidimas Mėnulyje. Tai čia gal buvo parodymas, kad dabar jau įmanoma?

      1. Na, konspirantai buvo iškėlę porą argumentų dėl nenatūralių atspindžių ir apšvietimo. O minėtos NVidia komandos idėjos esmė, pakankamai kietai ir realistiškai susimuliuoti apšvietimo ir konkrečios scenos atspindžių Mėnulyje modelį parodant, jog visgi žemiška patirtis nelabai veikia :)

Leave a Reply

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *