Kąsnelis Visatos CCXXXV: Misijos

Praeitą savaitę buvo nemažai kalbų apie naujas ir senas raketas, apie misijas į Marsą, apie Jupiterį, ir taip toliau. Ir egzoplanetų tarp naujienų rasite, ir juodųjų skylių. Tad skaitykite po kirpsniuku.

***

Raketos. Praėjusią savaitę Klivlende įvykusiame eiliniame NASA žmogiškųjų operacijų priežiūros grupės posėdyje buvo patvirtinta, kad naujosios raketos Space Launch System (SLS) gamyba vyksta pagal planą, o pirmasis skrydis vis dar numatytas 2018-ųjų metų rudenį. Klausimų apie projekto eigą kilo po to, kai paaiškėjo, jog vienas Orion kapsulės, kurią SLS kels į kosmosą, modulis vėluoja. Šį aptarnavimo modulį gamina Europos kosmoso agentūra, bet dėl techninių problemų ir papildomų patikrų jį užbaigs ir pristatys NASAi ne kitąmet sausį, o ne anksčiau nei balandį.

Tuo tarpu ketvirtadienį SpaceX sėkmingai išbandė vieną iš raketų, kurias pavyko saugiai nutupdyti po skrydžio. Falcon 9 pirmosios pakopos varikliai buvo įjungti ilgiau nei trims minutėms – tiek pat laiko jie būtų įjungti ir tikro skrydžio metu. Pati raketa niekur neskrido – ji buvo saugiai pritvirtinta bandymų stotyje Teksase. Šis bandymas yra dar vienas žingsnis daugkartinio naudojimo raketų link. Bandymas parodė, kad raketa skrydžio ir nutūpimo metu nepatyrė jokių struktūrinių pokyčių ir gali būti naudojama antrą kartą. Kol kas neskelbiama, kada raketa bus tikrai panaudota antram skrydžiui.

Kaip atrodys erdvėlaiviai ateityje? Gali pasirodyti keista, bet vienas įmanomas atsakymas slypi Arturo Klarko kūryboje. Šis mokslinės fantastikos rašytojas daug galvojo apie erdvėlaivių dizainą, jų panaudojimo būdus ir technologinį progresą. Kai kurios jo idėjos ir skaičiavimai – branduoliniai varikliai, didelės kuro sąnaudos, įmanomi pagreičiai ir kuro išmetimo greičiai – yra labai realistiški ir atitinkantys realybę, nors rašyti anksčiau, nei prasidėjo kosminių skrydžių era. Daugiau apie Klarko erdvėlaivius galite paskaityti Space.com straipsnyje.

***

Marso misijos. SpaceX 2018-aisiais metais planuoja nuskristi į Marsą. Tiksliau sakant, planuoja misiją, kurios metu nauja Falcon Heavy raketa iškels naują Red Dragon kapsulę, o pastaroji nuskris iki Marso ir ten nusileis. Dabar paskelbtas pirmas įvertinimas, kiek ši misija gali kainuoti. NASA teigimu, SpaceX misijos biudžetas yra apie 300 milijonų dolerių. Toks įvertinimas pasiektas, kai NASA paskelbė, kad jos indėlis į šią misiją – tolimojo kosmoso komunikacijos ir navigacijos sistemos, dalis nusileidimo sistemos ir taip toliau – kainuos apie 32 milijonus dolerių, o pagal SpaceX ir NASA sutartį, pastaroji agentūra finansuos dešimtadalį misijos kainos. Palyginimui, Spirit ir Opportunity misijų bendra kaina yra apie milijardą dolerių, o Curiosity – pustrečio milijardo. Tiesa, šių misijų didžiąją dalį sudaro mokslinė dalis, kurios SpaceX misijoje nebus.

Naujausia NASA Marso misija, Smalsiuko broliu vadinamas marsaeigis Mars 2020, kainuos apie 2,1 milijardo dolerių. Dar apie 300 milijonų kainuos misijos valdymas vienerius Marso metus (beveik dvejus Žemės metus). Tai yra gerokai daugiau, nei ankstesni pusantro milijardo dolerių planai, tačiau NASA atstovai teigia, kad už papildomas lėšas misija taps saugesnė, tikslesnė ir atneš daugiau mokslinės naudos. Pagrindinis Mars 2020 tikslas bus surinkti ir paruošti mėginius grąžinimui į Žemę. Jie būtų parskraidinami kažkuria misija tolimesnėje ateityje.

Ateityje į Marsą skris žmonės. O ten nuskridę kada nors ir pasiliks bent kuriam laikui. Būtų gerai, kad jie galėtų pasilikti tiek, kiek norės, arba kiek reikės mokslinėms misijoms įvykdyti, o ne tiek, kiek leis turimos atsargos. Taigi reikia vystyti technologijas, kurios leistų Marso kolonistams išgyventi naudojant vietinius resursus. Bent jau taip teigia naujausia NASA ataskaita apie Marso kolonizavimą. Pagal ją, Marse yra tikrai užtektinai resursų – vandens, deguonies ir t.t. – kad astronautai galėtų išgyventi. Reikia tik ištobulinti įvairias technologijas: robotinių statybų ir trimačio spausdinimo, nanotechnologijų ir sintetinės biologijos, autonominių robotų ir panašias.

***

Sausas Marsas. Abiejuose Marso pusrutuliuose, tarp 30 ir 50 laipsnių platumos, šiauriniuose kalvų šlaituose matomi grioveliai, panašūs į vandens srovių paliktas išgraužas. Pernai buvo nustatyta, kad panašias išgraužas kitose Marso vietose sukuria labai sūraus vandens tėkmės. Visgi šių griovelių kilmė greičiausiai nėra vanduo: Marso apžvalgos zondo (MRO) stebėjimai prie griovelių nerodo jokių cheminių junginių, kuriems susidaryti reikėtų vandens. Taigi šį griovelių tipą greičiausiai paaiškina kita hipotezė: jie atsiranda, kai pavasariais garuoja negiliai po paviršiumi esantis anglies dvideginio ledas. Tyrimo rezultatai publikuojami Geophysical Research Letters.

***

Cereros krateriai. Cereroje trūksta didelių kraterių. Turint omeny, kad ji sukasi asteroidų žiede, smūgių ši nykštukinė planeta patiria nuolatos. Per puspenkto milijardo metų tų smūgių turėjo būti ir didelių, o jie turėjo palikti didelių pėdsakų. Bet kraterių, didesnių nei 280 km skersmens, Cereroje visiškai nėra. Kaip taip gali būti? Planetėlės paviršiuje yra keletas įdubų, kurios neatrodo kaip krateriai, tačiau jų dydžiai siekia net iki 800 km. Tai gali būti senų kraterių liekanos, pranykusios po reguliariai atsinaujinančiu Cereros paviršiumi. Didelių kraterių nebuvimą iš dalies (bet ne visiškai) paaiškina ir po paviršiumi greičiausiai esantys dideli ledo klodai. Ledas yra minkštesnis už uolienas, taigi gali sumenkinti smūgių poveikį arba išlyginti paviršių po smūgių. Dar vienas galimas paaiškinimas – kriovulkanizmas, t. y. vandens išsiveržimai iš Cereros gelmių. Paviršių užliejęs vanduo galėjo nugludinti kraterius iki neatpažįstamai smulkių. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Communications.

***

Karštoji dėmė. Visi puikiai žinome Jupiterio Didžiąją raudonąją dėmę – šis sūkurys, už Žemę gerokai didesnė audra, yra vienas iš įspūdingiausių reginių Saulės sistemoje. Bet tik dabar paaiškėjo, kad ta dėmė yra ne tik raudona, bet ir karšta. Jupiterio atmosferos viršutinės dalies temperatūra yra apie 930 laipsnių Celsijaus, o štai virš dėmės – 1330 laipsnių, taigi net 400 laipsnių aukštesnė. Manoma, kad atmosfera ten įkaista dėl atmosferos turbulencijos, vykstančios žemutiniuose sluoksniuose, kur audros sūkurys stipriausias. Išskirta šiluma kyla į viršų ir kaitina ne tik regioną aplink dėmę, bet ir visą viršutinę atmosferos dalį. Anksčiau buvo neaišku, kodėl visas Jupiterio atmosferos viršus yra toks karštas – vien Saulės šviesos poveikiu to paaiškinti nepavyko. Taip pat šis atradimas parodo, kad Jupiterio atmosferos sluoksniai yra tarpusavyje susiję, tarp jų vyksta energijos apykaita. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature.

***

Astronominiai vaizdai dažnai lyginami su meno kūriniais; jų poveikis žmonėms tikrai neretai būna panašus. Dabar grupė menininkų sugalvojo kosmoso vaizdus integruoti su muzika ir sukurti valandos trukmės potyrį „The Hubble Cantata“. Jis susidės iš virtualios realybės akiniais perteikiamų kosmoso vaizdų (daugiausiai darytų Hablu) ir muzikinio takelio. Jūs irgi galite prisidėti prie projekto atsiradimo, paremdami jį Kickstarter platformoje. O savaitės filmuku parinkau šio projekto anonsą ir pristatymą:

[tentblogger-youtube 2PVGbVZYCR8]

***

Halas aplink Mėnulį. ©Tommy Richardsen

Savaitės paveiksliukas – vienas iš Karališkosios Greničo* observatorijos Astronomijos metų fotografo konkurso finalininkų darbų. Jame matome halą aplink Mėnulį – atmosferinį reiškinį, susidarantį dėl aukštai atmosferoje esančių ledo kristaliukų, kurie laužia šviesą ir sukuria šviesų apskritimą aplink dangaus kūnus. Daugiau darbų galite pamatyti paspaudę nuorodą.

* – čia tas pats Greničas, kurį lietuviai mėgsta klaidingai tarti kaip Grinvičą.

***

Egzoatmosferų skaičiuoklė. Vienas iš būdų nustatyti, kad tolimoje planetoje gali būti gyvybės – išmatuoti įvairių junginių kiekius atmosferoje. Vien cheminiai, t. y. „negyvi“ procesai turėtų palaikyti tam tikrus jų santykius, tačiau gyvybė juos gali smarkiai iškreipti. Dabar sukurta skaičiuoklė, leidžianti nustatyti tuos tikėtinus santykius, kokius atmosfera turėtų turėti, jei planetoje nėra gyvybės. Santykiai priklauso nuo atmosferos temperatūros ir slėgio, taip pat nuo planetos cheminės sudėties. Anksčiau tokius atmosferos modelius suskaičiuoti reikėdavo labai detalių cheminių sąveikų modelių, tačiau naujoji skaičiuoklė juos pakeičia supaprastintomis lygtimis. Jos negali parodyti detalios sistemos evoliucijos, tačiau gerai atkuria pusiausvyros būseną. Naudodami skaičiuoklę, astronomai galės santykinai greitai nustatyti, ar tam tikras planetos savybių rinkinys gali paaiškinti jos atmosferos spektrą, neįvedant gyvybės poveikio. Tyrimo rezultatai arXiv.

Kol kas vienintelė sistematiška egzoplanetų paieška buvo atlikta Keplerio teleskopu. Ji ieškojo planetų aplink grupę žvaigždžių, kurios nuo Saulės nutolusios apie tris kiloparsekus. O štai arti Saulės esančių žvaigždžių niekas detaliai netikrino. Bet tai netrukus pasikeis – jau kitąmet arba 2018-aisiais metais į kosmosą pakils teleskopas TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), kuris stebės 200 tūkstančių žvaigždžių Saulės aplinkoje. Panašiai kaip Kepleris, TESS ieškos žvaigždžių, kurių spinduliuotė periodiškai pritemsta dėl planetų tranzitų. Tiesa, bus aptiktos tik planetos, besisukančios arti savo žvaigždžių, iki poros dešimčių dienų orbitomis. Visgi ir tokių planetų yra nemažai, o prie raudonųjų nykštukių net ir taip arti esančios planetos gali būti tinkamos skystam vandeniui egzistuoti.

***

Žybsinčios žvaigždės. Žvaigždės paprastai gimsta grupėmis iš molekulinių debesų. Pirmas kelias dešimtis milijonų žvaigždės gyvenimo metų debesies liekanos ir kitos žvaigždės būna netoliese, taigi jaunos žvaigždės aptinkamos greta panašių kaimynių arba greta dujų telkinių. Bet dabar aptikta labai jauna žvaigždė CX330, vis dar ryjanti medžiagą iš aplink esančio dulkėtų dujų apvalkalo, kurios aplinkoje nematyti nei kitų jaunų žvaigždžių, nei didesnių dujų telkinių. Tai yra pirmas toks radinys; kai jis buvo aptiktas rentgeno ir infraraudonųjų spindulių ruože, kurį laiką astronomai negalėjo patikėti, kad tai yra žvaigždė. Tačiau ištyrę ir atmetę įvairius kitus galimus paaiškinimus – novos sprogimą, tolimo aktyvaus galaktikos branduolio žybsėjimą, dviejų žvaigždžių susiliejimo švytėjimą – galiausiai jie patvirtino, kad tai tikrai yra jauna žvaigždė. Žvaigždės masė yra apie vieną Saulės masę, o amžius – vos apie milijoną metų. Per tokį trumpą laiką žvaigždė niekaip negalėjo atlėkti iki dabartinės vietos iš jokio žinomo žvaigždėdaros regiono, mat artimiausias toks yra už kelių šimtų parsekų, taigi žvaigždės greitis turėtų būti bent 300 kilometrų per sekundę. Toks greitis yra didesnis už tipinį žvaigždžių judėjimo greitį Paukščio Tako centro atžvilgiu, ir žymiai didesnis už žvaigždžių tipinius greičius aplinkinių žvaigždžių atžvilgiu, taigi būtų lengvai išmatuojamas, bet žvaigždės spektras nerodo didelio greičio požymių. Tyrimo rezultatai arXiv.

Jau kelis dešimtmečius žinoma dvinarė žvaigždė Skorpiono AR (AR Scorpii), pasirodo, yra labai neįprasta, nes joje viena žvaigždė apšaudo kitą spinduliuote. Viena narė yra baltoji nykštukė – mirusi žvaigždė, kurios spinduliuotė kyla ne iš termobranduolinių reakcijų, o iš to, kad nykštukė vėsta. Nykštukė dar ir sparčiai sukasi, o jos magnetinis laukas spinduliuotę sutelkia į siaurą kūgį. Tas kūgis kas dvi minutes kerta kitą žvaigždę – raudonąją nykštukę – ir sukelia sistemos žybsnius. Sąveika tarp baltosios nykštukės spinduliuotės ir raudonosios nykštukės medžiagos sukelia žybsnius radijo bangų, mikrobangų, infraraudonųjų, regimųjų ir ultravioletinių spindulių diapazone. Radijo bangų žybsniai iš sistemos su baltąja nykštuke aptikti apskritai pirmą kartą. Kad nustatytų spinduliuotę kuriančius procesus, tyrėjai dabar turės juos sumodeliuoti skaitmeniniais modeliais. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Centrinė struktūra. Paukščių Tako centrinėje dalyje didelė grupė žvaigždžių yra išsidėsčiusios X formos struktūra apibus Galaktikos plokštumos. Apie tokią struktūrą žinoma jau seniai, bet dabar pirmą kartą paskelbti detalūs jos žvaigždėlapiai. Šios žvaigždės priklauso Galaktikos centriniam telkiniui – maždaug žemės riešuto kevalo formos struktūrai, kurioje randama dauguma seniausių Paukščių Tako žvaigždžių. Šią struktūrą irgi sudaro senos žvaigždės. Jos tyrimai padės suprasti, kaip formavosi Paukščių Takas ir kaip gali formuotis analogiškos kitos galaktikos. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Pražūtinga trauka? Toli nuo mūsų, Kentauro žvaigždyno kryptimi, bet už Paukščių Tako ir netgi vietinio Mergelės galaktikų spiečiaus ribų, tūno kažkas labai masyvaus. Taip labai, kad to dalyko gravitacija traukia visas aplinkines galaktikas savęs link maždaug 600 kilometrų per sekundę greičiu. Tas dalykas vadinamas „Didžiuoju traukiku“ (The Great Attractor). Išsiaiškinti, kas tai per dalykas, trukdo mūsų Galaktikos diskas, kuris kaip tik eina dangumi Kentauro žvaigždyne, ten, kur ir Traukikas. Bet po truputį, nagrinėjant didelio masto struktūras Visatoje, išsiaiškinome, kad Traukikas yra tiesiog galaktikų superspiečiaus, kuriam priklauso ir visas Mergelės spiečius, centras, ir jo link artėja visi tie spiečiai ir galaktikos, sudarantys superspiečių Laniakėją. Plačiau apie Didžiojo traukiko paieškas ir atradimus skaitykite šiame Space.com straipsnyje.

***

Tamsybių mirgesys. Juodosios skylės, ryjančios aplinkinę medžiagą, švyti, ypač rentgeno ir ultravioletinių spindulių ruože. Švytėjimas nėra visiškai tolygus, jame matomi kvazi-periodiniai svyravimai (tai reiškia, kad svyravimai lyg ir turi kažkokį periodą, bet jo griežtai nesilaiko). Jau kelis dešimtmečius bandoma paaiškinti, kaip tie svyravimai atsiranda; manoma, kad taip įvyksta dėl juodosios skylės sukimosi, kuris kartu su savimi tempia ir aplinkinį erdvėlaikį. Dabar ši hipotezė patvirtinta, išmatavus, kaip laikui bėgant kinta spinduliuotė, ateinanti iš pat įvykių horizonto prieigų ir ten esančios geležies. Rentgeno spindulių ruože matoma stipri geležies spektrinė linija, kurios forma priklauso nuo dujų judėjimo ir gravitacinio potencialo. Juodajai skylei sukantis aplink savo ašį, mus pasiekia fotonai iš vis skirtingų disko vietų, kurie atitinka skirtingai mūsų atžvilgiu judančias dujas. Dėl to turėtų būti matomi reguliarūs geležies linijos formos pokyčiai, kurių periodas turėtų atitikti tų pačių kvaziperiodinių svyravimų (kvazi)periodą. Ir taip ir buvo – dvinarėje žvaigždėje H 1743-322, kurios viena narė yra juodoji skylė, geležies linijos pokyčiai tiksliai atitiko teoriškai numatytuosius. Šie rezultatai leis ateityje naudoti spinduliuotės kintamumo duomenis, siekiant nustatyti juodųjų skylių įvykių horizontų prieigų savybes. Tyrimo rezultatai arXiv.

Masyvių juodųjų skylių spinduliuotė, sklindanti iš įkaitusių dujų jų aplinkoje, sukuria kosminį rentgeno spindulių foną. Pastaruoju metu teleskopo NuSTAR duomenys leidžia nustatyti, kokie tiksliai objektai kuria tą foną. Vienas įdomus atradimas – santykinai energingos spinduliuotės fone yra daugiau, nei galima prognozuoti iš mažiau energingos spinduliuotės stebėjimų. Prognozės sudaromos remiantis žinomais fizikiniais procesais bei sąryšiais, kurie galioja pavieniams objektams. Neatitikimas greičiausiai reiškia, kad kažkur, galbūt tolimoje Visatoje, egzistuoja daug labai energingą spinduliuotę skleidžiančių aktyvių galaktikų branduolių. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Štai tiek medžiagos surinkau apie praėjusią savaitę. Kaip visada, laukiu jūsų klausimų ir komentarų.

Laiqualasse

2 komentarai

Leave a Reply

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *