Kąsnelis Visatos CCXLVIII: Komunikacijos

Praėjusią savaitę buvo keletas įdomių pranešimų apie komunikacijas. Apie ryšius su Marsu, apie netiesioginius devintosios planetos įrodymus per jos gravitacinį poveikį, apie planetų konfigūracijas, kurių tyrimą iššaukė klausimas internete, ir panašiai. Netgi vienas pranešimas apie nežemiškos gyvybės aptikimo žinios paskelbimo protokolą, kurio tarp dešimties naujienų neįtalpinau. Bet kitos naujienos, tikiuosi, bus įdomios. Kaip visada, jas rasite po kirpsniuku.

***

Kinijos kosminė stotis Tiangong-2 ir viršuje prisikabinęs erdvėlaivis Šenžu-11. ©Xinhua

Savaitės paveiksliukas – Kinijos kosminė asmenukė. Na, gal ir ne visai asmenukė, bet šią nuotrauką padaręs zondas-kubiukas (Cubesat’as) Banxing-2 buvo paleistas iš tos pačios stoties. Tiangong-2 sėkmingai pakilo rugsėjo 15-ą dieną, o praeitą savaitę į ją atskrido pirmi du įgulos nariai.

***

Savaitės filmuke pasakojama apie kosmoso poveikį psichologijai. Ar gali žmogus išprotėti nuo buvimo kosmose? Kaip bandoma tai ištirti ir pasiruošti galimoms problemoms?

***

Kosminiai orai. Per artimiausius dvidešimt metų į Marsą turėtų nuskristi pirmieji žmonės. Vienas iš kelionės metu kilsiančių pavojų – kosminiai orai, t. y. Saulės spinduliuotė, kuri, bet magnetosferos kuriamos apsaugos, gali būti pražūtinga. Taigi NASA tobulina kosminių orų prognozavimo sistemas. Apie tai buvo šnekama praeitą savaitę vienos dienos konferencijoje Vašingtone. Didžiąją laiko dalį kosminiai orai yra gana vienodi – šiuo metu jau visai gerai žinoma, kiek energingų dalelių pasiekia Žemę kiekvieną sekundę, taigi galima suskaičiuoti ir į Marsą keliausiančių astronautų gausimas dozes. Bet daug pavojingesni yra Saulės žybsniai ir vainikinės masės išmetimo įvykiai, kurių metu pavojinga spinduliuotė smarkiai sustiprėja. Tai gali pakenkti ir astronautų sveikatai, ir erdvėlaivio įrangai. Saulės žybsniai gali pakenkti ir palydovams, besisukantiems aplink Žemę, ypač geostacionarioje orbitoje, kurios nesaugo atmosfera ir magnetosfera. Taigi kosminių orų prognozės yra ne tik kosminėms kelionėms, bet mūsų kasdieniam gyvenimui svarbus reikalas.

Kita kelionės į Marsą problema – komunikacija su astronautais. Radijo signalai, įprastai naudojami pranešimams siųsti ir priimti, gali būti sutrikdomi tos pačios energingos spinduliuotės, be to, jais informacija keliauja labai lėtai. Taigi NASA dar 2013 metais išbandė lazerinę komunikaciją – iš tuo metu aplink Mėnulį skraidžiusio zondo LADEE informacija į Žemę atkeliavo 622 megabitų per sekundę greičiu. 2019 metais planuojamas sekantis sistemos testas – iš Tarptautinės kosminės stoties informacija bus siunčiama į stotis Havajuose ir Kalifornijoje. Jei šis bandymas, kuriuo tikimasi išmėginti lazerinių komunikacijų galimybes įvairiomis oro sąlygomis, bus sėkmingas, ateityje tokia įranga turėtų tapti standartu kosminėse misijose. Šiuo metu jau planuojamas lazerinių komunikacijų palydovas Marso orbitai.

***

Vandeningas metalinis asteroidas. Dauguma asteroidų yra uoliniai. Keliolika procentų yra kitokie, sudaryti daugiausiai iš nikelio ir geležies. Vienas iš jų – 300 km skersmens Psichė, vienas masyviausių Asteroidų žiedo objektų. Dabar jame netikėtai atrasta vandens – paviršiuje infraudonųjų spindulių stebėjimais aptikti vandens ledo ir hidroksilo (iš vieno vandenilio ir vieno deguonies atomo sudarytų molekulių) pėdsakai. Anksčiau buvo manoma, kad metaliniai asteroidai tokių darinių, ypač paviršiuje, turėti negali, nes jie atsiranda, kai didesnio asteroido ar protoplanetos viršutinius sluoksnius nudaužo kosminių uolienų smūgiai. Bet gali būti, kad per daugiau nei keturis milijardus metų po susiformavimo ant Psichės nukrito ne vienas vandens turintis asteroidas, kuris paliko po truputį ledo. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Keistenybės Saturne. Saturno šiaurės ašigalyje yra šešiakampis. Taip taip, atmosferos struktūra, kažkoks sūkurys, kurio forma labai artima tiksliam šešiakampiui. Darinio skersmuo yra didesnis, nei Žemės, ir jis nerimsta bent jau nuo Voyager 2 laikų, kai šis skrido pro šalį prieš daugiau nei 30 metų. O naujos Cassini nuotraukos rodo, kad šis viesulas netgi keičia spalvą. 2012 metais jis buvo melsvas, o šiemet – auksinio rusvo atspalvio. Pokyčio priežastis neaiški, bet viena hipotezė teigia, kad tai susiję su artėjančia vasaros saulėgrįža Saturno šiaurės pusrutulyje, kuri įvyks kitų metų gegužę. Didėjant viesulo apšviestumui, stiprėja fotocheminės reakcijos, kurios pakeičia cheminių junginių balansą. Nuo 1995 iki 2009 metų, kai Saturno šiaurėje buvo žiema, sūkurio spalva irgi keitėsi.

Metų laikų kitimo efektai matomi ir Saturno palydove Titane. Apie tai žinoma jau kurį laiką, o naujausi stebėjimai rodo, kad metų ciklas tikrai kartojasi: artėjant viduržiemiui, pietiniame pusrutulyje aukštai atmosferoje formuojasi stiprus sūkurys. Tame sūkuryje kaupiasi įvairios molekulės, kurias suardo Saulės šviesa; apšviestumui mažėjant, jos išlieka ilgiau ir gali būti stebimos bei analizuojamos. Panašios molekulių sankaupos prieš keletą mėnesių gana staigiai pranyko šiauriniame pusrutulyje 400-500 km aukštyje virš palydovo paviršiaus. Tokie dinaminiai procesai, vykstantys aukštai Titano atmosferoje, suteikia daug galimybių patikrinti atmosferos modelius.

***

Maištingi asteroidai. Saulės sistemos pakraštyje, Kuiperio žiedo dalyje, vadinamoje Išsklaidytuoju žiedu (angl. Scattered disc), yra visokių keistų objektų. Štai prieš keletą mėnesių atrastas objektas, pavadintas Niku (kiniškai tai reiškia „maištingas“), kurio orbita į ekliptikos plokštumą (kurią galima laikyti Saulės sistemos pusiauju) pasvirusi 110 laipsnių kampu. Kitaip tariant, Niku aplink Saulę sukasi priešinga kryptimi, nei visos planetos ir dauguma kitų kūnų. Dabar paaiškėjo, kad tokių objektų yra ir daugiau; maža to, jie visi greičiausiai juda daugmaž vienoje plokštumoje. Iš viso surasti šeši objektai, kurių orbitos posvyrio kampas yra artimas 90 laipsnių arba net šiek tiek didesnis. Du iš jų sukasi tarp Jupiterio ir Neptūno – ten esantys asteroidai vadinami kentaurais. Ir visų šešių orbitos yra gana panašios. Kol kas neaišku, iš kur šis panašumas atsirado. Greičiausiai objektus taip sustūmė kažkoks gravitacinis poveikis – pavyzdžiui Galaktinė potvyninė jėga arba devintoji Saulės sistemos planeta. Niku atradimo straipsnis yra arXiv.

Kalbant apie devintąją planetą, vis daugėja netiesioginių įrodymų, kad ji gali egzistuoti. Pavyzdžiui, tokios planetos buvimas galėtų paaiškinti Saulės sukimosi ašies posvyrį. Saulė yra pasvirusi maždaug šešiais laipsniai į ekliptikos plokštumą, kuri yra planetų orbitų plokštumų vidurkis. Toks posvyris yra gana didelis, o jo kilmė kol kas nepaaiškinta. Naujame tyrime apskaičiuota, kad 5-20 kartų už Žemę masyvesnė planeta, egzistuojanti Saulės sistemos pakraštyje, per keturis milijardus metų gali ištampyti likusias planetas taip, kad tarp Saulės ir planetų atsirastų šešių laipsnių kampas. Aišku, tai nėra nenuginčijamas įrodymas, kad planeta egzistuoja, tačiau sudėjus su kitais, jos egzistavimas atrodo vis labiau tikėtinas. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Susispietusios planetos. Kiek planetų galima sutalpinti į žvaigždės gyvybinę zoną? Toks klausimas, užduotas diskusijų forume AskScience, paskatino grupę mokslininkų atlikti tyrimą. Daugelis egzoplanetų sistemų yra gerokai labiau susispaudusios, negu Saulės sistema; kartais jose pasitaiko ir tokių situacijų, kad dvi planetos skrieja žvaigždės gyvybinėje zonoje – tokiu atstumu, kuriuo uolinės planetos paviršiaus temperatūra būtų tinkama skystam vandeniui egzistuoti. Bet kokia yra riba, kiek tų planetų gyvybinėje zonoje gali būti daugiausiai? Tyrimui mokslininkai pasirinko Žemei identiškas planetas ir apskaičiavo sistemų su įvairiu planetų skaičiumi evoliuciją, trunkančią 10 milijardų vidinės planetos orbitų. Planetoms prie raudonųjų nykštukių tai atitinka maždaug 2 milijardus metų. Gauti rezultatai parodė, kad daugiausiai stabiliai į gyvybinę zoną galima sutalpinti penkias planetas, ir tai pavyksta prie raudonųjų nykštukių. Tiesa, šiame tyrime buvo nagrinėjamas tik jau egzistuojančių tokių sistemų stabilumas; nenagrinėta, ar tokia sistema gali susiformuoti. Formavimuisi gali būti kliūčių, pavyzdžiui medžiagos trūkumas protoplanetiniame diske. Tyrimo rezultatai pristatyti JAV astronomų sąjungos Planetų mokslo skyriaus ir Europos planetų mokslo kongreso susitikime praeitą savaitę Kalifornijoje.

***

Per daug vandens. Vanduo yra būtinas žemiškai gyvybei egzistuoti, taigi dažnai galvojama, kad jei egzoplanetose atrastume vandens, tai gali būti, kad ten rastume ir gyvybės. Štai neseniai atrasta Kentauro Proksima b gali būti vandeninė planeta, kurios iki 50% sudarytų vanduo. Toks vandens kiekis yra milžiniškas, palyginus su Žeme, kurioje, skaičiuojant pagal masę, vandens yra tk 0,02 procento. Praeitą savaitę paskelbti skaitmeninių modelių rezultatai rodo, kad aplink mažos masės žvaigždes turėtų formuotis planetos, turinčios labai daug vandens. Taigi Proksima b būtų tik viena iš daugelio vandeningų planetų Galaktikoje. Bet ar šios žinios tikrai į naudą tikimybei planetoje rasti gyvybės? Pasirodo, nebūtinai. Mat labai daug vandens planetoje gali sukelti klimato nestabilumą, ir tokia planeta santykiai greitai imtų kaitaliotis tarp visiškai užšalusios „sniego gniūžtės“ ir šiltnamio efekto nualintų tropikų. Tikėtina, kad tokioje planetoje jei gyvybė ir egzistuotų, tai tik giliai po vandeniu ir turbūt gana primityvi. Planetų aplink mažas žvaigždes tikėtinų sandarų tyrimo rezultatai arXiv.

***

Trinarė žvaigždė. Dauguma žvaigždžių gimsta įvairaus dydžio daugianarėse sistemose, dažniausiai dvinarėse arba trinarėse. Iš principo įmanomi du tokių žvaigždžių susiformavimo scenarijai: arba žvaigždės gimsta tolokai viena nuo kitos, bet vėliau judėjimas gimtajame spiečiuje jas suveda į vieną vietą, kur jų tarpusavio gravitacija sujungia jas į vieną sistemą; arba žvaigždės jau gimsta kaip vienos sistemos narės, pavyzdžiui fragmentuojant diskui aplink jau susiformavusią žvaigždę. Seniau stebėjimai rodė tik pirmąjį scenarijų, bet dabar atrasti pirmieji antro formavimosi būdo įrodymai – žvaigždės L1448 IRS3B stebėjimai. Šią ypatingai jauną žvaigždę dar gaubia dujų debesis, o aplink ją sukasi protoplanetinis diskas. Ir štai ALMA milimetrinių ir submilimetrinių bangų teleskopų masyvu nustatyta, kad diskas toje sistemoje fragmentuoja į dvi panašios masės žvaigždes. Visa sistema yra ne daugiau nei 150 tūkstančių metų amžiaus, o mažiausia prožvaigždė iš disko išvis turbūt susiformavo tik prieš 10-20 tūkstančių metų. Neabejojama, kad panašių fragmentuojančių diskų Galaktikoje yra labai daug, tiesiog stebėti juos sudėtinga dėl blausios prožvaigždžių šviesos. Tyrimo rezultatai publikuojmi Nature.

***

Prailgėjusi vija. Nustatyti Paukščių Tako struktūrą – nelengvas darbas, nes tą darome būdami jo viduje. Pavyzdžiui, vis dar nėra tiksliai aišku, kokioje disko struktūros dalyje yra Saulė. Žinome, kad mes skrendame spiralinėje vijoje, bet neaišku, kokio ji dydžio. Štai nauji tyrimai rodo, kad ji yra trigubai ilgesnė, nei manyta anksčiau, o tai reiškia, kad mūsų vija yra reikšminga Galaktikos disko struktūros dalis. Radijo bangų stebėjimai leido užfiksuoti aštuonis naujus mazerius, išsidėsčiusius Oriono spiralinėje vijoje, ir taip patikslinti jos ilgį, kuris paaiškėjo esąs apie 8 kiloparsekus. Prieš porą metų publikuotame tyrime ta pati vija buvo išmatuota besidriekianti apie 5 kiloparsekus. Tai rodo, kad Paukščių Tako spiralinė struktūra yra gana netaisyklinga, turinti ne tik dvi arba keturias pagrindines vijas, bet ir daug visokių nesimetriškų darinių. Tyrimo rezultatai publikuojami Science Advances.

***

Halai aplink kvazarus. Kvazarai – ypatingai ryškūs aktyvūs galaktikų branduoliai – dažniau sutinkami tolimoje, nei artimoje Visatoje. Seniau buvo žinoma, kad maždaug kas dešimtas kvazaras turi pasklidusį dujinį halą, nusidriekusį apie 100 kiloparsekų nuo paties spinduliuotės šaltinio. Dabar, ištyrę 19 tolimų kvazarų su Čilėje esančiu Labai dideliu teleskopu (Very Large Telescope, VLT), mokslininkai aptiko halus aplink juos visus. Tai reiškia, kad arba halų dalis tarp kvazarų buvo reikšmingai nuvertinta, arba naujajame tyrime nagrinėta kvazarų grupė yra kuo nors ypatinga, todėl visos jos narės turi halus. Dar viena įdomybė – šių galaktikų halai yra vos ~10 tūkstančių laipsnių temperatūros; įprastai galakikų halų temperatūros matuojamos milijonais laipsnių. Straipsnis publikuotas Astrophysical Journal, arXiv nuorodos kol kas nėra.

***

Plėtimasis negreitėja? Pastaruosius penkiolika-dvidešimt metų visuotinai pripažinta, kad Visata plečiasi greitėdamas. Pagrindinis to įrodymas – Ia tipo supernovų sprogimų duomenys. Kadangi visos Ia tipo supernovos sprogsta labai panašiai, jų šviesiai leidžia tiksliai nustatyti atstumus iki jų. Palyginę taip nustatytus atstumus su gautus iš spektroskopinių tų pačių supernovų matavimų randame neatitikimą, kurį geriausiai paaiškina greitėjantis Visatos plėtimasis. Dabar nauja 740-ies supernovų sprogimų analizė lygtai parodė, kad Visatos plėtimasis gali būti ir negreitėjantis – duomenys statistiškai reikšmingai neatmeta tokio Visatos evoliucijos modelio. Ar tai reiškia, kad reikės perrašyti fizikos vadovėlius? Nebūtinai. Kiti mokslininkai jau spėjo sukritikuoti šio tyrimo metodiką, teigdami, kad iš tikro supernovų duomenys rodo, jog Visata plečiasi greitėdama ir neatitikimų su visuotinai priimtu kosmologiniu modeliu nėra. Pirmojo tyrimo rezultatai publikuojami Scientific Reports, antrojo prieinami arXiv.

***

Štai tokios žinios pakliuvo į mano akiratį praeitą savaitę. Kaip visada, laukiu jūsų klausimų ir komentarų.

Laiqualasse

2 komentarai

  1. Jei daugėja netiesioginių įrodymų apie 9 planetos buvimą, tai gal tas leidžia tiksliau nukreipt mūsų akis į dangų ir lengviau ją tiesiogiai rast? Kiek maždaug gali užtrūkti jos radimas? Ir kas kelia daugiausiai sunkumų?

    Dar apie pavadinimą įdomu pasidarė. Kiek suprantu IAU neturėtų kažkokių griežtų kriterijų atradėjams kaip, pavyzdžiui, IUPAC turi naujiems subomborduotiems cheminiams elementams.

    1. Taip, zona, kurioje gali slėptis devintoji planeta, po truputį mažėja. Tikėtina, kad per artimiausius pusantrų metų bus atrasta: http://www.space.com/34455-planet-nine-discovery-coming-soon.html .

      Planetos paprastai vadinamos dievybių vardais; iki Plutono (ilgą laiką jis buvo laikomas planeta) tai visada buvo graikų ar romėnų dievybių vardai, bet nykštukinėms planetoms teikiami ir kitų panteonų dievybių vardai (Eridė, Haumėja, Makemake, Kvaoaras). Taigi gali būti, kad devintoji planeta gaus kokio nors dievo ar deivės vardą. Pavadinimo pasiūlymo teisė priklausys atradėjams, tvirtins jį IAU.

Leave a Reply

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *