Kąsnelis Visatos CCXXXVIII: Supernovos

Per pastarąją savaitę su trupučiu, kaip ir įprasta, astronominių naujienų buvo gausu. Nors ir vasara, įvairūs darbai vyksta – nagrinėjamos senos supernovos ir naujos novos, planuojami kosminiai skrydžiai, galaktikos formuoja žvaigždes ir taip toliau. Apie viską, kaip įprasta, skaitykite po kirpsniuku.

***

Meteoras prieš Andromedą. ©Fritz Helmut Hemmerich

Savaitės paveiksliukas, kaip galima buvo tikėtis – meteoras. Tačiau šis greičiausiai nėra perseidas, nors užfiksuotas būtent jų piko metu. Pagal meteoro kryptį panašiau, kad jis priklauso Vandenio deltos pietinei šeimai, kurios lietaus pikas buvo prieš keletą savaičių. Šis meteorų lietus yra gerokai blausesnis, nei perseidai, todėl nesulaukia tiek daug dėmesio. Meteorą sukūrė smilties dydžio dalelė, įlėkusį į atmosferą ir subyrėjusi bei išgaravusi. Žalią šviesą kuria garuojančios meteoro dujos.

***

Kosmoso pramonė. Kompanija Blue Origin sėkmingai skraidina raketas į kosmoso pakraštį ir grąžina jas atgal į Žemę. Į orbitą raketų daug kartų neiškelia, bet gal to ir nereikia – suborbitiniams skrydžiams rinka gali atsirasti, tereikia, kad kažkas imtų juos siūlyti už prieinamą kainą. Kol kas kompanija savo tikslu buvo paskelbusi kosminio turizmo plėtojimą – ketino pardavinėti vietas raketų kapsulėse turtingiems turistams. Tačiau vis dažniau pasigirsta kalbos ir apie tokių skrydžių pritaikymą moksliniams tyrimams. Jau atlikta keletas bandymų, kapsulėse gabenant mikrogravitacijos eksperimentus; ateityje tai galėtų tapti Blue Origin pajamų šaltiniu. Vieno eksperimento skrydžio kaina galėtų būti 50-100 tūkstančių dolerių, o paruošti raketą skrydžiui būtų galima per parą – daug pigiau ir greičiau, nei „tikri“ kosminiai eksperimentai. Tiesa, kol kas neaišku, kiek susidomėjimo sulauks tokia tyrimų galimybė.

NASA praeitą savaitę išskirstė 65 milijonų dolerių grantą penkioms kompanijoms, kurios kurs įgulos kapsulių tolimoms kosminėms kelionėms dizainus. Vienas iš dizainų ateityje bus pritaikytas įrengiant įgulos kapsules, kuriomis astronautai keliaus į Marsą ir kitas vietas už Žemės orbitos ribų.

Viena iš kompanijų, gavusių šį grantą, Lockheed Martin, siūlo NASAi truputį pakeisti žmonių kelionės į Marsą planus. Kompanijos pasiūlymo esmė – pirmiausiai pastatyti kosminę stotį Marso orbitoje, kurioje žmonės galėtų gyventi ir bent metus tyrinėti planetos paviršių nuotolinio valdymo zondais. Tokie tyrimai būtų žymiai detalesni, nei įmanoma padaryti dabartiniais autonominiais aparatais, ir leistų nustatyti, ar planetoje egzistuoja gyvybė bei identifikuoti galimus pavojus astronautams. Tik tada būtų tikrai saugu (kiek tai įmanoma) leistis planetoje.

Kompanija Deep Space Industries atskleidė, kaip atrodys pirmasis jos zondas. Zondo paskirtis – nuskristi iki asteroido ir jį ištyrinėti, taip nustatant, kiek jame yra kasinėjimo vertų medžiagų. Prospector-1 bus nedidelis, vos 50 kilogramų masės. Išskristi jis turėtų iki dešimtmečio pabaigos. Dar anksčiau, 2017-ųjų pabaigoje, į Žemės orbitą turėtų pakilti bandomasis zondas Prospector-X, skirtas patikrinti Prospector-1 technologijoms.

***

Gyvybinga Venera. Pirmus du milijardus gyvenimo metų Veneros paviršius galėjo būti tinkamas gyvybei. Tai rodo skaitmeniniai planetos klimato modeliai. Vėliau Saulės šviesa vandenyną išgarino, ultravioletinė spinduliuotė vandenį išskaidė į vandenilį ir deguonį, vandenilis pabėgo į kosmosą, o anglies dvideginis ėmė kauptis ir kaitinti planetos paviršių, taip paspartindamas vandenyno garavimą. Toks nekontroliuojamas procesas netruko paversti Venerą pragariško karščio dykuma, kokia ji yra dabar. Kaitinimas dar buvo labai efektyvus ir dėl lėto Veneros sukimosi aplink savo ašį. Bet kuriame paviršiaus taške diena trunka beveik du Žemės mėnesius – per tiek laiko paviršius spėja įkaisti tiek, kad vanduo iš paviršinių telkinių išgaruoja. Tyrimo rezultatai publikuojami Geophysical Journal Letters.

***

Šlapias Marsas. Ankstyvoje jaunystėje Marsas buvo šlapias, t. y. turėjo skysto vandens paviršiuje. Tam jo paviršiaus temperatūra turėjo būti gerokai aukštesnė, nei dabar, tačiau kaip to buvo pasiekta? Viena idėja – debesys Marso danguje galėjo padėti išlaikyti šilumą. Plunksniniai debesys galėjo susiformuoti, jei Marso atmosferoje anglies dvideginio dalinis slėgis buvo bent 0,25 baro (šiuo metu Marso atmosferos slėgis yra 6 milibarai, bet praeityje ji neabejotinai buvo tankesnė; Žemės atmosferos slėgis šiek tiek viršija 1 barą). Jie gerai atspindi infraraudonuosius spindulius, taigi galėjo pakelti planetos paviršiaus temperatūrą. Visgi tam, kad šildymas būtų efektyvus, debesimis turėjo būti padengta daugiau nei 75% paviršiaus. Taigi atrodo, kad debesys gal ir gali paaiškinti dalį Marso senovinės šilumos, bet ne ją visą. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Maištinga orbita. Dauguma objektų Saulės sistemoje aplink Saulę sukasi ta pačia kryptimi. Visgi yra keletas maištininkų – žinomi keli kentaurai (taip vadinami asteroidai tarp Jupiterio ir Neptūno), o dabar atrastas ir vienas objektas už Neptūno. Niku orbita į Saulės sistemos ekliptikos plokštumą pasvirusi 110 laipsnių, t. y. kūnas sukasi beveik statmenai planetoms, bet priešinga kryptimi, nei jos. Įdomu, kad jo orbita daugeliu atžvilgių panaši į atvirkščiai besisukančių kentaurų. Tai leidžia spręsti, kad jų visų orbitas nulėmė tas pats procesas, tik kol kas neaišku, koks. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Mėnulis nuo mūsų nutolęs per daugiau nei 380 tūkstančių kilometrų. Kadaise jis buvo arčiau. Kai kurie kiti mėnuliai aplink planetas skrieja arčiau, nei Mėnulis aplink Žemę. Bet kaip arti jie gali priartėti prie savo planetų? Apie tai – savaitės filmuke:

***

Planeta Kentauro Proksimoje? Vokietijos dienraštyje Der Spiegel pasirodė pranešimas, kad prie Kentauro Proksimos – artimiausios Saulei žvaigždės – aptikta Žemės tipo planeta. Tariami atradėjai – Europos pietinės observatorijos komanda – nei patvirtino, nei paneigė šių žinių, taigi tikslesnės informacijos teks palaukti. Teigiama, kad planeta yra žvaigždės gyvybinėje zonoje, taigi teoriškai jos paviršiuje galėtų egzistuoti skystas vanduo. Ta pati tyrėjų grupė prieš keletą metų buvo paskelbusi apie planetos atradimą prie Kentauro Alfos B – kitos žvaigždės trinarėje sistemoje kartu su Kentauro Proksima ir Kentauro Alfa A. Deja, tas atradimas vėliau buvo paneigtas, nes planetos signalo vėliau aptikti nebepavyko. Kaip bus šį kartą, turėtume sužinoti per artimiausias keletą dienų.

Jei visgi paaiškėtų, kad prie Kentauro Proksimos egzistuoja gyvybei tinkama planeta, ar galėtume ten nuskristi? Gali būti, kad tokios žinios paskatintų žmoniją dėti pastangas tapti ne tik tarpplanetine, bet ir tarpžvaigždine rūšimi. Aišku, misija žmonėms nuskristi į kitą žvaigždę būtų sunkiai įsivaizduojamo dydžio projektas, kuriam sunku būtų rasti finansavimo ir motyvacijos. Bet gali būti, kad per artimiausią šimtmetį technologijos ištobulės pakankamai, kad galėtume į Kentauro Alfą nuskristi per mažiau nei 50 metų. Tokiu atveju misija greičiausiai būtų suvokiama ir įkandama visuomenei.

***

Degintas deguonis. Dauguma egzoplanetų, kurios skrieja arti savo žvaigždžių, neturi atmosferų – visas dujas jau seniai nupūtė žvaigždės vėjas ir išgarino jos spinduliuotė. Bet viena tokia planeta, GJ 1132b, yra egzo-Venera: karšta, bet turinti atmosferą. Kol kas neaišku, ar ta atmosfera yra tanki, ar labai reta – tam nustatyti reikės geresnių teleskopų, pavyzdžiui James Webb kosminio teleskopo. Tokios atmosferos tyrime labai svarbus būtų deguonies atradimas. Tik karštoje planetoje jis rodytų ne gyvybės požymius, o tai, kad planetoje esantis vanduo yra garinamas, o garai skaidomi į vandenilį ir deguonį. Lengvai pabėgantis vandenilis palieka retą deguonies atmosferą. Kitas galimas scenarijus – GJ 1132b atmosfera yra tanki, panašiai kaip šiandieninės Veneros. Tai galėtų byloti apie daug dujų, besiveržiančių iš planetos gelmių į paviršių, arba apie magmos vandenyną, kuris palaiko vandenį garų pavidale. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Novų cikliškumas. Novos – baltųjų nykštukių paviršiuje vykstantys sprogimai, joms prisirijus vandenilio iš žvaigždės-kompanionės – turėtų sproginėti periodiškai, atsikartodamos kas 10 tūkstančių – milijoną metų. Aišku, tiek laiko jas stebėti ir patikrinti negalime, bet modelis, nusakantis jų evoliuciją, prognozuoja pokyčius ir trumpesniu laikotarpiu. Pagal šį modelį, novos sprogimas įvyksta tada, kai akrecija iš kompanionės tampa per lėta ir dėl to nestabili. Tokiu atveju pirmiausiai įvyksta keletas nykštukinių novų sprogimų – žybsnių akreciniame diske aplink baltąją nykštukę. Vėliau sprogsta pati nova, o po sprogimo kelis tūkstančius metų akrecijos sparta iš kompanionės išauga. Dabar, išanalizavę žvaigždės V1213 Cen novos sprogimą 2009-aisiais metais ir jos šviesio evoliuciją prieš ir po sprogimo, astronomai nustatė, kad būtent taip viskas ir vyksta. Po novos sprogimo žvaigždės šviesis tapo 100 kartų didesnis, nei buvo prieš novą; tai reiškia, kad medžiagos akrecijos sparta išaugo panašiai tiek pat. Nors šis atradimas neįrodo, kad novos tikrai vystosi cikliškai, jis patvirtina vieną iš svarbių tokio modelio prognozių. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature.

***

Permąstoma supernova. Ketvirtame amžiuje kinų astronomai danguje matė naują žvaigždę – supernovos sprogimą. Ilgą laiką buvo manoma, kad tas sprogimas paliko supernovos liekaną G11.2-0.3 – jos amžius (1400-2400 metų) apima supernovos sprogimo datą. Tačiau dabar nauji stebėjimai verčia abejoti tokia interpretacija. Pasirodo, G11.2-0.3 supernovą greičiausiai sukėlė žvaigždė, kuri jau anksčiau buvo nusimetusi išorinius sluoksnius. Tokia supernova būtų blausesnė už įprastinę branduolio kolapso supernovą ir iš Žemės plika akimi nebūtų matoma. Tad atrodo, kad reikės ieškoti kitos supernovos liekanos, kuri atitiktų kinų užfiksuotąją 386-aisiais metais. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Nykštukių kelionė. Dvi nykštukinės galaktikos, Žuvies A ir B, palyginus neseniai atkeliavo iš kosminės tuštumos į tankesnį regioną, kur įsižiebė jų žvaigždėdara. Tokia išvada padaryta nustačius jų žvaigždėdaros istoriją. Paaiškėjo, kad abi galaktikos maždaug prieš 300 milijonų metų pradėjo žymiai sparčiau formuoti žvaigždes, nei bet kada anksčiau. Be to, galaktikų cheminė sudėtis daug labiau primena pirmykštes galaktikas, nei šiandienines; tai reiškia, kad abi galaktikos anksčiau žvaigždes formavo neefektyviai, dėl to įgijo mažai sunkių cheminių elementų. Tokią istoriją galima paaiškinti tuo, kad galaktikos ilgą laiką buvo izoliuotos ir žvaigždes formavo lėtai, bet prieš 300 milijonų metų įskrido į tankesnį galaktikų lauką, kur smūginės bangos paspartino žvaigždėdarą. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Kosminės tuštumos. Didžiąją dalį Visatos tūrio užima įvairaus dydžio tuštumos tarp galaktikų grupių ir spiečių; galaktikos susitelkusios tuštumų pakraščiuose. Laikui bėgant, tuštumos plečiasi ir medžiagos tankis jose mažėja; nustačius, koks yra tas tankis ir kaip greitai tuštumos plečiasi, galima patikrinti ir Visatos plėtimosi modelius. Viena tyrėjų grupė taip ir padarė. Ištyrę galaktikų padėčių aplink tuštumas kitimą, jie įvertino Visatos plėtimosi greitį prieš pusšešto milijardo metų bei nustatė, kad medžiaga turėtų sudaryti apie 28 procentus Visatos kritinio tankio. Šis rezultatas atitinka kitais būdais – pavyzdžiui, stebint kosminę foninę spinduliuotę – gautus skaičius. Tokie tyrimai taip pat leidžia patikrinti, ar gerai veikia reliatyvumo teorija, nes ji prognozuoja Visatos evoliuciją. Išanalizavus tuos pačius duomenis, jokių nukrypimų nuo bendrosios reliatyvumo teorijos prognozių neaptikta. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Penktoji sąveika? Visą Visatos elgesį, kiek mes žinome, galima paaiškinti keturiomis fundamentaliomis sąveikomis: gravitacija, elektromagnetizmu, stipriąja bei silpnąja branduolinėmis. Kiekviena sąveika turi po bent vieną elementariąją dalelę, kuri tą sąveiką perneša: elektromagnetizmas – fotonus, stiprioji branduolinė – gliuonus, silpnoji branduolinė – W ir Z bozonus, tik gravitacijos dalelė, jei ir egzistuoja, dar nėra atrasta. Bet dabar nauji dalelių fizikos eksperimentai siunčia žinią, kad gali egzistuoti dar viena fundamentali sąveika. Radioaktyvių berilio atomų skilimo reakcijos vyksta ne visai taip, kaip prognozuoja standartinis dalelių fizikos modelis, tačiau skirtumus galima paaiškinti, pridedant papildomą dalelę, 17 kartų masyvesnę už elektroną. Ta dalelė turėtų būti bozonas, t. y. sąveiką pernešanti dalelė. Jos charakteringas veikimo atstumas yra vos 12 femtometrų; panašaus dydžio yra atomų branduoliai. Taigi sąveika, už kurią atsakingas šis bozonas, turėtų vykti tik labai menku atstumu, panašiai kaip ir stiprioji bei silpnoji branduolinės sąveikos. Nors bozono egzistavimas ir sąveika dar nėra patvirtinti, jei rezultatai visgi pasitvirtintų, tai būtų milžiniškas atradimas. Tyrimo rezultatai publikuojami Physical Review Letters.

***

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

Laiqualasse

3 comments

      1. Na, „valstybinė įstaiga“ turi ir kitų trūkumų. Kaip antai didžiulis lėšų iššvaistymas biurokratijai… Kolega vienas labai mėgsta paburnoti, kad… na, pavyzdžiuj kinai su tokiu finansavimu kurkas didesniais tempais judėtų. Pasakė vadas – į Marsą, pinigų yra, vadinasi į Marsą. Viskas.

        Tiesa, kitas dalykas dėl tų konkursų… taisyklėse vis užmatau pateikiamą sąrašą šalių (~20), kurių piliečiai negali dalyvauti jokiame „viešame pasaulinio mastelio konkurse“. Na, tokios šalys kaip antai Šiaurės Korėja, Iranas, Irakas galbūt ir nestebina, bet Izraelis su savo tikrai nemenka koncentracija gabių protų…

        Na, bet veikiausiai čia jau prasideda politika… (*tyliai numykia ir pabrukęs uodegą sliūkina šalin*)

Leave a Reply

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *