Kąsnelis Visatos CCXIX: Nusileidimas!

Praeitą savaitę SpaceX pagaliau pavyko nutūpdyti raketą ant plūduriuojančios baržos, supermasyvi juodoji skylė aptikta Visatos užkampyje, o galima devintoji Saulės sistemos planeta ir toliau traukė mokslininkų dėmesį. Apie visa tai ir kitas įdomybes – po kirpsniuku.

***

SpaceX nusileidimas. Penktadienį į Tarptautinę kosminę stotį (TKS) išskrido eilinė SpaceX misija. Tik jos pabaiga buvo visai neeilinė – pagaliau pavyko saugiai nutūpdyti Falcon 9 raketą ant jūroje plūduriuojančios platformos. Keletą šio istorinio pasiekimo vaizdų (fotografuotų ir filmuotų) pamatyti galite čia. Tokių bandymų tikslas – sukurti raketas, kurias būtų galima panaudoti ne vieną kartą, taip smarkiai sumažinant skrydžių kainas.

Prieš savaitę panašų pasiekimą pažymėjo ir kita kompanija – Blue Origin. Jie jau trečią kartą iškėlė ir nutūpdė raketą. Tačiau reikia pažymėti, kad Blue Origin raketa, nors ir pakilo daugiau nei į 100 km aukštį, nepasiekė orbitinio greičio, t.y. nepradėjo skrieti aplink Žemę.

Vienas iš krovinių, kurį SpaceX raketa išgabeno į TKS, yra kompanijos Bigelow sukurtas išsipučiantis kosminės stoties modulis (BEAM – Bigelow Expandable Activity Module). Jis prisijungs prie TKS išorės ir bus išpūstas – taip jo tūris išaugs puspenkto karto. Modulis bus tikrinamas ir naudojamas dvejus metus. Jei viskas eisis gerai, ateityje analogiški moduliai bus naudojami ir TKS, ir kosminėse misijose į Marsą ar kitur.

Kosmosas tampa vis aktyviau lankoma vieta – ir SpaceX, ir kitos kompanijos skraidina po ne vieną krovinį per mėnesį. Numatomų skrydžių kalendorių rasite čia.

***

Apolonas-10, skrendantis virš Mėnulio. NASA nuotrauka, koliažo autorius Thomas Ruff

Savaitės paveiksliukas – kadras iš kosmoso tyrimų istorijos. Apolono-10 modulis, skriejantis aplink Mėnulį. Ant nuotraukos uždėtas užrašas, esantis originalo antrojoje pusėje – ikikompiuteriniais laikais ten būdavo rašomi komentarai, nuotraukų pavadinimai ir kita svarbi informacija, kad nebūtų įmanoma jos nukirpti ir pašalinti. Daugiau nuotraukų rasite čia.

***

Mėnulio tuneliai. Po Mėnulio paviršiumi greičiausiai yra tunelių, kuriais kadaise tekėjo lava. Apie jų egzistavimą netiesiogiai bylojo paviršiuje matomos vingiuojančios įgriuvos ir gilios siauros duobės, kur tie tuneliai galbūt iškildavo į paviršių. O dabar, išanalizavus Mėnulio gravitaciją tyrusio zondo GRAIL duomenys, rasti ir tvirtesni įrodymai apie tunelių egzistavimą. GRAIL labai detaliai nustatė Mėnulio gravitacinio lauko savybes, ypač jo kitimą įvairiomis kryptimis ir įvairiose vietose; tai leidžia nustatyti, ar po paviršiumi yra kokių didelių ertmių. Viena tokia ertmė aptikta kaip tik šalia gilios siauros duobės, taip pat artimojoje Mėnulio pusėje aptikta dar dešimt galimų tunelių. Ateityje tokie tuneliai galėtų būti puikios vietos žmonių kolonijoms, nes jie žymiai geriau apsaugoti nuo Saulės spinduliuotės ir mikrometeoritų, negu paviršius. Tyrimas pristatytas Lunar and Planetary Science konferencijoje.

***

Odisėjos sukaktis. Ketvirtadienį sukako 15 metų nuo dienos, kai Marso link išskrido orbitinis teleskopas Mars Odyssey. Jau nuo 2010-ųjų metų gruodžio tai yra ilgiausiai Marse dirbanti misija, ir kol kas jos pabaigos dar nematyti. Odyssey ne tik pats atlieka stebėjimus, bet ir yra naudojamas kaip ryšio antena tarp Žemės ir Marso paviršiuje esančių zondų, tokių kaip Curiosity ar Opportunity.

Daugelio Marso kraterių centruose yra kalvos; viena tokia yra ir Sharp kalnas, į kurį kyla Smalsiukas. Dabar išsiaiškinta, kaip šios kalvos susiformuoja: pasirodo, jas sukuria vėjo erozija. Mokslininkai tai nustatė eksperimentu vėjo tunelyje. Tam buvo pagamintas 30 cm skersmens krateris, pripiltas smėlio ir stebėta, kaip vėjas keičia smėlio išsidėstymą. Paaiškėjo, kad pirmiausiai išpučiamas smėlis kraterio pakraščiuose, o centre ilgą laiką išlieka lėkšta kalva – tai idealiai atitinka Marse stebimas struktūras. Tyrimo rezultatai publikuojami Geophysical Research Letters.

Kur geriausia ieškoti gyvybės pėdsakų ar liekanų Marse? Viena astrobiologų grupė siūlo Argyre kraterį pietiniame planetos pusrutulyje. Jų teigimu, šis 1800 km pločio baseinas, susiformavęs po didelio asteroido smūgio į Marsą prieš 3,9 mlrd. metų, ilgą laiką turėjo daugybę gyvybei reikalingų savybių: jame buvo daug skysto vandens, reikalingų cheminių elementų ir jų junginių, taip pat energijos šaltinių. Nors taip toli nuo Marso pusiaujo zondams dirbti žiemomis būtų sunku, bet tą išspręsti galima, taigi būtų įdomu ištirti šį regioną.

***

Savaitės filmukas – apie skrydį į Jupiterį. Kiek laiko reikėtų, kad ten nukeliautume?

[tentblogger-youtube pnHc_87A7_U]

***

Plutono horizontai. Plutone yra regionų, kuriuose matomi kalnai praminti „ašmeniniais“. Jie yra puskilometrio aukščio, labai pailgi (šiaurės-pietų kryptimi) ir labai stačiais šlaitais. Vienas toks regionas – Tartaro kalvagūbriai (Tartarus dorsa) į rytus nuo širdies formos Tombaugh srities. Skrisdamas pro šalį New Horizons padarė dvi regiono nuotraukas, kurios dabar sujungtos į trimatį vaizdą. Nuotraukų raiška – apie 300 metrų viename pikselyje. Manoma, kad ašmenis sudaro metano klatratai – mineralai, sudaryti iš metano molekulių vandens ledo gardelėje.

New Horizons iki Plutono keliavo dešimt metų. Per tą laiką jis ne vien miegojo, bet ir atliko stebėjimus – tyrinėjo Saulės vėją. Atsiuntė net trijų metų stebėjimų duomenis. Tai – pirmieji Saulės vėjo stebėjimai šiame erdvės regione, mat kiti stebėjimai daromi arba arti Saulės (pvz. su Solar Dynamics Observatory), arba Saulės sistemos pakraštyje (Voyager zondai). New Horizons duomenys parodė, kad Saulės vėjuje yra dalelių, kurios pastebimai pagreitėja, skrisdamos tarpplanetinėje erdvėje; koks mechanizmas už tai atsakingas – neaišku. Taip pat aptiktos kelios didelės Saulės vėjo struktūros; šios struktūros susidaro iš mažesnių, joms jungiantis tarpusavyje, tačiau kol kas neaišku, kaip nuspėti, ar mažos struktūros susijungs į didesnę, ar panaikins viena kitą. New Horizons duomenys padės užpildyti šią spragą.

***

Devintoji planeta. Ar tikrai Saulės sistemos pakraštyje egzistuoja devinta planeta? Į šį klausimą gali padėti atsakyti Cassini zondo orbita. Skrajodamas aplink Saturną, zondas jaučia ne tik Saturno ir Saulės, bet ir daugybės kitų objektų trauką, kuri keičia jo orbitą. Ir toje orbitoje yra anomalijų, kurias greičiausiai sukelia nežinomi Saulės sistemos kūnai. Išanalizavus tas anomalijas paaiškėjo, kad jas paaiškinti galima devintosios planetos egzistavimu. Planeta turėtų būti 600 astronominių vienetų nuotoliu nuo Saulės, o šiuo metu turėtų būti matoma Banginio žvaigždyno kryptimi. Šie rezultatai džiugina, nes ta kryptimi stebėjimus atlieka Tamsiosios energijos apžvalga – teleskopas, tinkamas tokių šaltų blausių objektų aptikimui. Taigi galbūt neilgai trukus pavyks patikrinti prognozę. Tyrimo rezultatai arXiv.

Jei devintoji planeta egzistuoja, tai iš kur ji atsirado? Mažai tikėtina, kad taip toli nuo žvaigždės galėtų susiformuoti masyvi planeta. Bet gali būti, kad Saulė ją pasigavo iš pro šalį skrendančios kaimynės. Saulė greičiausiai susiformavo spiečiuje su kitomis žvaigždėmis, ir apie 100 milijonų metų tas spiečius dar gyvavo, taigi Saulė turėjo daug artimų kompanionių. Kartais jos praskriedavo visai netoli viena nuo kitos, o tokiais atvejais Saulės gravitacija galėdavo atplėšti planetas nuo kaimyninių žvaigždžių. Skaitmeniniais modeliais mokslininkai nustatė, kad tokia baigtis – planetos pagavimas į panašią į devintosios planetos orbitą – yra tikėtina kas trisdešimto praskridimo metu. Taip pat pagavimo metu kartu su planeta turėtų būti pagauta ir nemažai mažesnių objektų, kurių orbitos vis dar atrodytų neįprastos, taigi šitaip būtų galima patikrinti pasiūlytą modelį. Tyrimo rezultatai arXiv.

Nors devintoji planeta dar neaptikta, tai netrukdo astronomams modeliuoti, kaip ji galėtų atrodyti. Skaitmeniniais planetų evoliucijos modeliais nustatyta tikėtina jos struktūra ir spinduliuotė. Planeta greičiausiai yra panaši į Neptūną ar Uraną, turi kietą branduolį, gaubiamą vandens ledo ir labai tankių vandenilio ir helio dujų sluoksnio bei retos šių dujų atmosferos. Tikėtina, kad planetos temperatūra yra apie 50 laipsnių virš absoliutaus nulio, o jos spinduliuotė daugiausiai kyla ne dėl atspindimos Saulės šviesos, bet dėl energijos išlaisvinimo vėstant branduoliui. Tiesa, jei planeta būtų arti tikėtino afelio (artimiausio Saulei orbitos taško, maždaug 200 astronominių vienetų nuo Saulės), tai infraraudonųjų spindulių teleskopais ją jau būtume aptikę tiesiog stebėdami visą dangų apžvalginiais stebėjimais. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Ekscentriškasis jupiteris. Nemažai egzoplanetų yra karštieji Jupiteriai – Jupiterio masės planetos, skriejančios labai arti savo žvaigždės. Kai jos buvo atrastos, planetų formavimosi teorijos negalėjo jų egzistavimo paaiškinti. Vėliau buvo sugalvotas planetų migravimo mechanizmas, kuris leido paaiškinti, kaip šios planetos gali atsirasti ten, kur yra: jos susiformuoja toli nuo žvaigždės, bet vėliau priartėja sąveikaudamos su dar neišsisklaidžiusiu disku. Bet dabar paaiškėjo, kad ir šis modelis ne visada tinka. Mat atrasta planeta HD 80606b, kurios masė keturis kartus viršija Jupiterio, tačiau orbita telpa Žemės orbitoje. Planeta aptikta dar 2001-aisiais metais, bet tik nauji stebėjimai leido nustatyti jos orbitą. Paaiškėjo, kad planetos orbita yra labai elipsiška: atstumas tarp jos ir žvaigždės kinta nuo 0,03 iki 0,88 astronominių vienetų (vidutinių atstumų tarp Saulės ir Žemės). Planetų migravimo modelis prognozuoja, kad arti žvaigždės atmigravusios planetos orbita privalo labai greitai tapti apskritimine, bet HD 80606b tam prireiks daugiau nei 10 milijardų metų. Vadinasi, karštieji Jupiteriai gali atsirasti ir kitaip – greičiausiai irgi migruodami, tik šio proceso detalės reikšmingai skiriasi nuo dabartinio modelio. Tyrimo rezultatai publikuojami Astrophysical Journal.

***

Ledinis diskas. Protoplanetiniuose diskuose prie žvaigždžių egzistuoja vadinamoji „ledo linija“ – riba, skirianti zoną, kurioje galima rasti vandens ledo, nuo zonos, kurioje jis išgaruoja dėl žvaigždės spinduliuotės. Dabar nauji žvaigždės HD 100546 stebėjimai parodė, kad labai jaunose žvaigždėse ledo yra visame diske. Tačiau ledas centrinėje disko dalyje jau nyksta – sumodeliavus ledo pasiskirstymą, kuris duotų stebėjimus atitinkantį spektrą, paaiškėjo, kad ultravioletinė žvaigždės spinduliuotė ardo ledo molekules. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Supernovų poveikis. Paukščių Take vidutiniškai kas šimtą metų sprogsta po supernovą. Kas 2-4 milijonus metų supernova sprogsta mažiau nei 100 parsekų atstumu nuo Saulės ir gali atnešti radioaktyvių medžiagų į Žemę. Jau seniau giliai jūrose aptikta radioaktyvios geležies-60, kuri beveik neabejotinai kyla iš supernovų. Dabar, apjungę jūros dugno ir aplink Saulę esančios tarpžvaigždinės medžiagos duomenis, mokslininkai nustatė, kad prieš 1,5-2,3 milijono metų 60-130 parsekų atstumu sprogo viena ar net dvi supernovos. Tai yra pakankamai arti ir pakankamai neseniai, kad sprogimai galėjo paveikti ir žmonių evoliuciją (Homo gentis atsirado prieš maždaug 2,8 milijono metų). Aptikti ir dar vieno sprogimo pėdsakai; pastarasis į Žemę radioaktyvių medžiagų atnešė prieš 6,5-8,7 milijono metų. Nors šie sprogimai masinių rūšių išnykimų nesukėlė, jie galėjo paveikti Žemės klimatą. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature.

Naujausia supernova Paukščių Take sprogo prieš maždaug 110 metų. Tiesa, danguje jos nesimatė, nes sprogimas įvyko arti Galaktikos centro, dulkių uždengtoje Šaulio žvaigždyno dalyje. Ir supernovos liekana buvo aptikta tik 1984-aisiais metais, o jos amžius nustatytas tik dabar, apjungus detalius radijo ir rentgeno bangų stebėjimus. Taip pat pavyko nustatyti, kad supernovą sukėlė dviejų baltųjų nykštukių susijungimas, po kurio nauja žvaigždė tapo pernelyg masyvi ir nebegalėjo atsverti savo pačios gravitacijos, todėl joje prasidėjo staigios termobranduolinės reakcijos, išardžiusios žvaigždę į šipulius (tai vadinama Ia tipo, arba termobranduoline, supernova). Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Karštos čiurkšlės. Juodųjų skylių čiurkšlėse esanti medžiaga yra labai karšta. Teorinė riba, kokią temperatūrą ji gali pasiekti, yra 100 milijardų kelvinų – karštesnėje čiurkšlėje elektronai gamintų gama spindulių fotonus ir imtų vėsti. Bet dabar atrasta čiurkšlė kvazare 3C 273, kurios temperatūra siekia 10 trilijonų kelvinų, t. y. yra šimtą kartų aukštesnė. Nors dalį šio karščio galima paaiškinti kaip neteisingą stebėjimo duomenų interpretavimą – spinduliuotė sklinda ne iš čiurkšlės, bet yra atspindima aplinkinės tarpžvaigždinės terpės struktūrų – visgi ir tada čiurkšlė išlieka per karšta. Kaip paaiškinti jos egzistavimą, kol kas nežinia. Stebėjimai atlikti radijo teleskopų rinkiniu RadioAstron, kuriam priklauso ir vienas kosminis teleskopas, taigi pavyko pasiekti ypatingai aukštą raišką (du radijo teleskopai gali stebėti objektus tokia raiška, kaip vienas teleskopas, kurio dydis lygus atstumui tarp tikrųjų teleskopų; šiuo atveju tai buvo 171 tūkstantis kilometrų). RadioAstron projektas tęsiasi, taigi panašių aukštos raiškos duomenų sulauksime ir daugiau. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Milžinė užkulisiuose. Aptikta 17 milijardų Saulės masių juodoji skylė. Tai yra antras masyviausias žinomas toks objektas (masyviausia yra 21 milijardo Saulės masių), bet dar įdomiau tai, kad ji aptikta labai netikėtoje vietoje – santykinai blausioje galaktikoje blausiame spiečiuje. Paprastai supermasyvios juodosios skylės yra tuo masyvesnės, kuo masyvesnėje galaktikoje ir masyvesniame spiečiuje yra, bet ši neatitinka tendencijos. Kaip ji ten susiformavo – neaišku. Taip pat galaktikoje aplink juodąją skylę aptikta tuštuma, kur žvaigždžių yra mažiau, nei tikėtasi. Greičiausiai tai yra juodosios skylės gravitacijos padarinys. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Štai ir visas šios savaitės kąsnelis. Kaip visada, laukiu jūsų klausimų ir komentarų.

Laiqualasse

One comment

Komentuoti: myslius Atšaukti atsakymą

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *