Kąsnelis Visatos CCXXXII: Junona atskrido

Praeitą savaitę Junona atskrido patikrinti, ką Jupiteris išdarinėja, rudojoje nykštukėje aptikti vandens pritvinkę debesys, o galaktikų stebėjimų analizė parodė, kad senovėje Visata buvo labiau dulkėta, nei dabar. Tai, kaip ir įvairios kitos naujienos, jūsų laukia po kirpsniuku.

 

***

Sudaužytas Marsas. Mėnulis greičiausiai susiformavo, kai į Žemę trenkėsi didelė protoplaneta. Jos išmesta medžiaga susisuko į palydovą. Panašiai galėjo nutikti ir Marse: jo šiauriniame pusrutulyje yra didžiulis krateris, dengiantis beveik 40% planetos paviršiaus. Tokį kraterį galėjo palikti maždaug 2000 kilometrų skersmens protoplaneta, atsitrenkusi į labai jauną Marsą. Dabar skaitmeniniais modeliais nustatyta, kaip galėjo evoliucionuoti smūgio metu išsviesta medžiaga. Didelė jos dalis susisuko į žiedą aplink Marsą, o vidinėje žiedo dalyje kuriam laikui susiformavo dideli – šimtų kilometrų skersmens – palydovai. Šių palydovų gravitacija paskatino ir toliau žiede esančią medžiagą telktis į palydovus, tik jau mažesnius – taip atsirado kelių dešimčių kilometrų skersmens Fobas ir Deimas, kurie aplink Marsą sukasi ir dabar. Didieji palydovai išgyveno tik apie 5 milijonus metų; vėliau Marso gravitacija destabilizavo jų orbitas ir šie taip pat nukrito į planetą. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Geoscience.

***

Ledas Cereroje. Ar Cereroje gali būti vandens ledo? Giliai nykštukinės planetos viduje – turbūt, bet pasirodo, jo gali būti ir paviršiuje. Zondas Dawn nustatė, kad arti Cereros ašigalių yra kraterių, kurių dugno niekad nepasiekia Saulės šviesa. Šie krateriai tamsoje skendi greičiausiai jau milijardus metų. Panašiuose krateriuose Merkurijuje vandens ledo buvo aptikta, taigi galima jo tikėtis ir Cereroje. Kol kas tikslių duomenų apie tų kraterių dugnus nėra, bet turėtume jų sulaukti iki Dawn misijos pabaigos.

***

Juno atskrido. Pirmadienį Junona sėkmingai įskrido į orbitą aplink Jupiterį. 35 minučių trukmės manevras užbaigė beveik penkerius metus trukusią kelionę ir sukėlė ovacijas misijos valdymo centre Pasadenoje, Kalifornijoje. Junona sukasi ašigaline orbita – praskrenda virš abiejų Jupiterio ašigalių. Dabar prasidės magnetosferos ir atmosferos matavimai, kurie leis išsiaiškinti apie Jupiterio sandarą ir kilmę.

Dar iki pasiekdamas orbitą, zondas nufilmavo keturių didžiausių Jupiterio palydovų judėjimą. Šią vaizdinę medžiagą, pagreitintą maždaug 7000 kartų (15 dienų medžiaga suspausta į tris minutes), galite pamatyti čia. Ir tai yra pirmas kartas, kai žmonės gali pamatyti filmuotą vaizdą, kaip dangaus kūnai sukasi aplink kažką kito, nei Saulė ar Žemė. XVII amžiaus pradžioje Galilėjus, pamatęs per kelias savaites besikeičiantį Jupiterio palydovų vaizdą, suprato, kad jie sukasi aplink Jupiterį ir padėjo pagrindus radikaliems pasaulėvaizdžio pokyčiams. Junonos filmukas yra tarsi Galilėjaus stebėjimų atkartojimas, o pats zondas galbūt irgi pakeis mūsų supratimą apie planetų ir jų magnetinių laukų formavimąsi.

***

Titano gyvybė. Saturno palydovas Titanas yra viena iš įdomiausių Saulės sistemos vietų: ten egzistuoja ežerai, upės ir jūros, lyja lietūs, keičiasi orai. Visgi skystis Titano paviršiuje yra ne vanduo, o etanas ir metanas, nes temperatūra ten yra labai žema. Ar gali tokioje aplinkoje atsirasti gyvybė? Apie tai kalbama ne vienerius metus, o dabar naujame tyrime skaitmeniniais modeliais parodoma, kad Titano sąlygomis gali formuotis poliiminas – molekulė, galinti būti aminorūgščių ir nukleininių rūgščių pirmtaku. Be to, poliimino elektroninės ir struktūrinės savybės palengvina chemines reakcijas labai žemoje temperatūroje. Pavyzdžiui, poliiminas sugeria labai platų šviesos spektrą, be to, gali persikonfigūruoti į labai įvairias struktūras, kurios palengvina reakcijas arba sulaiko jų reagentus. Tiesa, kol kas poliimino Titane nėra aptikta, bet taip gali būti tiesiog dėl tankios jo atmosferos, kuri neleidžia pažvelgti į paviršių kitaip, nei tik radaru. Tyrimo rezultatai publikuojami PNAS.

***

Trižvaigždė planeta. 2011-aisiais metais aptikta pirmoji planeta prie dvinarės žvaigždės. Dabar pirmą kartą aptikta planeta, turinti tris saules. Trys žvaigždės turi tik katalogo numerius HD 131399A, B ir C, o planeta sukasi aplink šviesiausiąją – A – tad gavo numerį HD 131399Ab. Sistema yra santykinai labai jauna, vos 16 milijonų metų amžiaus. Planetos masė keturis kartus viršija Jupiterio, o temperatūra – beveik 600 Celsijaus laipsnių. Visgi tai yra viena mažiausių ir šalčiausių egzoplanetų, aptiktų tiesioginio stebėjimo būdu, t. y. atskiriant planetos ir žvaigždžių šviesą. Planetos metai trunka 550 Žemės metų, tačiau kitos dvi sistemos žvaigždės yra dar toliau nuo pirmosios, taigi planetoje pusę metų galima matyti trigubus saulėlydžius, o kitą pusę metų nakties nebūna apskritai. Tyrimo rezultatai publikuojami Science.

***

Vanduo nykštukėje. Rudojoje nykštukėje WISE 0966 aptikti vandens debesys. Rudosios nykštukės yra tarpiniai objektai tarp žvaigždžių ir planetų; jų masės nepakanka vandenilio degimui, bet jos generuoja šiek tiek šilumos degindamos deuterį ir tritį. Viršutiniuose jų atmosferos sluoksniuose vandenilis gali jungtis su deguonimi į vandens molekules, bet anksčiau nebuvo aptikta šio proceso įrodymų. WISE 0966 yra artimiausia Saulei rudoji nykštukė, nutolusi vos per kiek daugiau nei du parsekus. Ji yra šalčiausia žinoma rudoji nykštukė, vos matoma per teleskopus, bet dabar pavyko išmatuoti jos spektrą ir aptikti ten vandens pėdsakų. Detalus spektro modeliavimas parodė, kad vanduo greičiausiai yra susitelkęs debesyse. Tai pirmas kartas, kai už Saulės sistemos ribų aptikti vandens debesys objekto atmosferoje. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Gyvybės lygtis. Dreiko lygtis jau daugiau nei pusšimtį metų yra naudojama bandant nustatyti, kiek protingų civilizacijų gali egzistuoti Paukščių Take. Ji susideda iš įvairių faktorių, kurių sandauga rodo tokių civilizacijų skaičių: tikimybės susiformuoti gyvybei tinkančiai planetai, tikimybės atsirasti gyvybei ir taip toliau. Dabar pora mokslininkų pasiūlė analogišką lygtį, kuri nurodo būtent gyvybės atsiradimo planetoje tikimybę. Lygtį irgi sudaro įvairūs faktoriai, autoriai jų išskyrė penkis: gyvybę galinčių kurti junginių skaičius planetoje, vidutinis tų junginių skaičius, reikalingas vienam pirmykščiam organizmui, junginių prieinamumas konkrečiomis sąlygomis, tikimybė tiems junginiams susijungti į gyvą organizmą (abiogenezė) ir laikas. Nors kiekvienas faktorius atrodo gana abstraktus, autorių teigimu, jų identifikavimas gali padėti aiškiau ir nuosekliau tyrinėti abiogenezę – gyvybės atsiradimą iš negyvų junginių. Pavyzdžiui, gyvybės atsiradimui reikalingų junginių skaičių galima įvertinti žinant fizines planetos savybes – dydį, masę, amžių, cheminę sudėtį. Abiogenezės tikimybė greičiausiai yra labai maža, nes laboratorijoje jos pasiekti kol kas nepavyko. Kitus faktorius po truputį turėtų pavykti apibrėžti vis tiksliau. Panašiai po truputį tikslinami ir Dreiko lygties faktoriai. Tyrimo rezultatai publikuojami PNAS.

***

Krabo ūko centrinė dalis. ©NASA/ESA

Savaitės paveiksliukas – Krabo ūko centras. Ten yra pulsaras – neutroninė žvaigždė, besisukanti aplink savo ašį po 30 kartų per sekundę. Jos spinduliuotė ir išmetamos dalelės sukuria apskritimines struktūras ūke, kurios matomos šioje Hablo teleskopo neseniai padarytoje nuotraukoje.

***

Persėjo grupė. Aktyvūs galaktikų branduoliai kai kurios galaktikose veikia vadinamu „palaikymo“ režimu: jų energija kaitina ir maišo dujas ir neleidžia joms kolapsuoti bei formuoti naujų žvaigždžių. Prieš keletą mėnesių į kosmosą paleistas ir, deja, greitai sugedęs Japonijos teleskopas Hitomi spėjo užfiksuoti šį procesą Persėjo galaktikų spiečiaus centre. Tai yra bent 50 kartų tikslesni dujų judėjimo matavimai, nei bet kurie ankstesni. Šie duomenys patvirtino, kad aktyvus branduolys dujoms daug daugiau energijos suteikia jas kaitindamas, nei maišydamas, ir kad tos energijos tiksliai pakanka vėsimui kompensuoti. Taigi teoriniai modeliai kaip ir patvirtinti, tik gaila, kad Hitomi neduos daugiau panašiai gerų duomenų. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature.

***

Skylių paslaptys. Iš už juodosios skylės įvykių horizonto mūsų nepasiekia jokia informacija, išskyrus galbūt Hokingo spinduliuotę. Tad kaip galima nagrinėti, kas yra ten viduje? Galima pasitelkti matematiką. Tiesa, su ja irgi yra problemų, nes dauguma juodąsias skyles aprašančių lygčių priklauso nuo to, kokią koordinačių sistemą pasirenkame. Visgi yra keletas dydžių, išreiškiamų kaip juodosios skylės masės, sukimosi spartos ir elektrinio krūvio kombinacijos, kurios nuo koordinačių sistemos nepriklauso. Tuos dydžius, vadinamus invariantais, galima suskaičiuoti ir nubraižyti jų grafikus. Tada pamatome keletą įdomybių: pavyzdžiui, kad prie besisukančių juodųjų skylių erdvėlaikis kai kuriose vietose išsikreipia taip, kad padeda medžiagai iš juodosios skylės prieigų pabėgti tolyn, suformuojant čiurkšles. Ir tam nereikia jokio magnetinio lauko, kaip buvo manyta anksčiau. Skaičiavimų rezultatai detaliau aprašyti straipsnyje arXiv.

Yra žinoma, kad dar nepraėjus net 700 milijonų metų po Didžiojo sprogimo, Visatoje jau egzistavo milijardo Saulės masių juodosios skylės. Užaugti iš žvaigždinės masės – 100 kartų masyvesnių už Saulę pradmenų – joms tiesiog nepakaktų laiko. Alternatyvus jų susiformavimo mechanizmas yra tiesioginis kolapsas, kai didžiulis tarpžvaigždinių dujų debesis, užuot išsibarstęs ir suformavęs daug pavienių žvaigždžių, kolapsuoja į vieną šimto tūkstančių ar milijono Saulės masių juodąją skylę, kuriai augti reikia gerokai mažiau laiko. Kol kas šis modelis buvo tik teorinis, bet dabar aptikti pirmi netiesioginiai įrodymai, kad tokie milžiniški debesys galėjo egzistuoti. Dviejų labai tolimų galaktikų spektre pastebėtos linijos, rodančios, kad tose galaktikose medžiagos temperatūra viršija 100 tūkstančių laipsnių. Tiek ją įkaitinti galėjo tik centrinis milžiniškas debesis, kolapsuojantis į juodąją skylę. Tyrimo rezultatai arXiv.

Neretai aktyvūs galaktikų branduoliai į aplinką išmeta karštos medžiagos čiurkšles. Bet dabar atrasta čiurkšlė, sudaryta iš šaltų molekulinių dujų. Galaktikoje NGC 1377, kuri turi labai silpną aktyvų branduolį, aptiktos čiurkšlės, nusidriekusios į abi puses nuo centro po 150 parsekų. Tai nėra labai daug, lyginant su kitomis galaktikomis, bet pakankamai, kad būtų galima tas čiurkšles stebėti ir analizuoti. Kaip galėjo šaltos dujos taip įgreitėti ir išlėkti? Tyrimo autoriai pateikia dvi hipotezes: arba čiurkšlė susiformavo kaip ir visos kitos, tiesiog aplink juodąją skylę buvo vien tik labai šaltos dujos, kurias čiurkšlė susirinko judėdama tolyn; arba tai, kas atrodo kaip čiurkšlė, iš tikro yra kitokio proceso – juodosios skylės vėjo – suformuota tėkmė, dėl kažkokių priežasčių suspausta iš tipinės sferinės geometrijos į labai siaurą. Detalesni stebėjimai galbūt padės atsakyti į šį klausimą. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Visatos dulkėtumas. Visatoje yra nemažai dulkių – mažų anglies ar silikatų junginių, kurie efektyviai sugeria šviesą, ypač regimąją ir ultravioletinę, ir spinduliuoja ją infraraudonųjų spindulių ruože. Dulkių yra kiekvienoje galaktikoje, o kai kuriose jų tiek daug, kad regimųjų spindulių teleskopais tų galaktikų praktiškai nematyti, nors infraraudonuosiuose spinduliuose jos švyti labai ryškiai. Herschel kosminis teleskopas prieš keletą metų užbaigė didžiulį apžvalginį dangaus stebėjimą, kuriuo aptiko daugiau nei pusę milijono ryškiai infraraudonai švytinčių galaktikų. Dabar, išanalizavę šiuos duomenis, mokslininkai nustatė, kad praeityje galaktikos buvo dulkėtesnės, nei dabar. Ir prieš penkis, ir prieš 10 milijardų metų galaktikose buvo daug daugiau dulkių, nei matoma dabartinėse galaktikose. Tai reiškia, kad dulkes kuriantys ir naikinantys procesai nėra pusiausvyroje. Tik atsiradus Visatai, dulkių joje nebuvo; jos atsirado tik dėl pirmųjų žvaigždžių sukurtų už helį sunkesnių cheminių elementų. Taigi pirmosios žvaigždės dulkes sukūrė efektyviai, o vėliau dulkių naikinimas (dėl virtimo planetomis, dėl žvaigždžių spinduliuotės ir t.t.) tapo efektyvesnis už naujų dulkių atsiradimą. Šio tyrimo rezultatai kol kas nepublikuoti, bet arXiv rasite du naujus straipsnius apie Herschel apžvalginius stebėjimus: čia ir čia.

***

Savaitės filmukas – apie tolimą žmonijos ateitį. O gal ir ne tokią tolimą, kaip gali atrodyti. Kada žmonija išsivystys tiek, kad savo reikmėms naudos ne tik visą Žemės energiją, net ne Saulės energiją, o viso Paukščių Tako žvaigždžių kuriamą energiją? Tai vadinama III tipo civilizacija:

[tentblogger-youtube n4JkaNJX-_U]

***

Štai tiek naujienų surinkau apie praeitą savaitę. Kito kąsnelio teks palaukti dvi savaites, nes kuriam laikui pabėgsiu nuo civilizacijos, bet tada gausite dvigubą porciją :)

Laiqualasse

6 komentarai

    1. Penkmetis – dar nedaug. Jei misija kuriama nuo nulio, tai nuo patvirtinimo iki išskridimo praeina daugiau nei dešimt metų (pvz. 2014 m. patvirtinta Athena misija išskris 2028-aisiais).

Leave a Reply

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *