Kaip susiformavo Saulės sistema? Tą mes žinome tik labai apytikriai. Bet praeitą savaitę atsirado dar viena šios dėlionės detalė. Ir apie kitokias jaunas žvaigždes truputį daugiau sužinojome. Ir apie neutronines žvaigždes, kurios net vakuumą aplink save sugeba iškreipti. Šios ir kitos naujienos – po kirpsniuku.
***
Astronautų regėjimas. Kone du trečdaliai astronautų turi regėjimo problemų. Šios problemos – nesugebėjimas sufokusuoti vaizdo, akių obuolių deformacija, galvos skausmas ir regos nervo uždegimas – kyla dėl padidėjusio slėgio kaukolėje. Seniau buvo manoma, kad slėgis išauga dėl kraujo bei limfos subėgimo į galvos zoną, esant mikrogravitacijoje; per kelis mėnesius nuolatinis slėgio disbalansas sukelia ilgalaikius pokyčius organizme. Bet dabar pristatytas naujas tyrimas, kuriame identifikuojama kita priežastis – smegenų skystis. Šis skystis saugo galvos ir stuburo smegenis nuo sukrėtimų ir slėgio pokyčių, bet mikrogravitacijoje sistema ima veikti neteisingai ir per stipriai spaudžia galvoje esančius organus, ypač akis. Magnetinio rezonanso nuotraukos parodė, kad kuo ilgiau astronautai praleidžia kosmose, tuo didesni pokyčiai jų akių obuoliuose ir tuo didesnės smegenų skysčio sankaupos prie regos nervo. Tikimasi, kad šis tyrimas padės sukurti priemones išvengti šių pokyčių, kurie būtų dar didesni ilgose kosminėse misijose. Tyrimo rezultatai pristatyti JAV radiologų sąjungos susitikime.
***
Merkurijaus aktyvumas. NASA zondas MESSENGER darbą Merkurijaus orbitoje baigė pernai pavasarį, bet jo surinkti duomenys vis dar analizuojami. Keletas naujausių atradimų – tikrai netikėti. Jau seniau žinojome, kad Merkurijus po truputį traukiasi, nes vis dar vėsta po susiformavimo; taip pat kad jo krateriuose prie ašigalių yra vandens ledo. Bet dabar sužinojome, kad Merkurijuje yra didžiulis kanjonas, dvigubai didesnis už Didįjį kanjoną Šiaurės Amerikoje. Naujai atrasto kanjono ilgis – beveik tūkstantis kilometrų, o plotis – 400 km. Taip pat išmatuotas Caloris kraterio dydis – šis meteorito smūgio paliktas baseinas yra pusantro tūkstančio kilometrų skersmens. Taip pat planetoje aptikta organinių junginių, kuriuos greičiausiai atnešė tie patys meteoritai.
***
ExoMars duomenys. Naujausia Marso misija, zondas ExoMars, atsiuntė pirmuosius duomenis. Priešingai nei nesėkmingai bandęs nusileisti kompanionas Schiaparelli, orbitinis zondas dirba be problemų. Apie mėnesį užtruko zondo kalibravimo darbai, o lapkričio 20-28 dienomis pirmą kartą išbandyti moksliniai instrumentai. Priartėjęs vos per 250 km nuo planetos paviršiaus, ExoMars padarė 11 nuotraukų, kurios dabar ir paskelbtos viešai. Nuotraukų raiška – 2,8 metro vienam pikseliui; palyginimui Google Maps palydovinės nuotraukos pateikiamos aukščiausia 1 metro raiška. Vienas iš ExoMars instrumentų – stereoskopinė kamera, kuria nufotografuota maždaug 6 km ilgio ir 1 km pločio zona, pavadinta Nakties Labirintu (Noctis Labyrinthus), ir atkurtas jos trimatis vaizdas. Dar patikrinti du instrumentai, kurie Marso atmosferoje ieškos metano ir kitų dujų. Zondas aplink Marsą turėtų skrajoti bent iki 2022-ųjų metų, taigi gražių nuotraukų laukia daugybė.
***
Kometos sužibimas. Pernai spalio 5-6 dienomis Rosettos kometa kai kuriuose spektro ruožuose trumpam nušvito šimtą kartų ryškiau, nei įprasta. Iš pradžių šis paryškėjimas nurašytas eiliniam medžiagos išsiveržimui, kurie tuo metu vyko dažnai, nes kometa buvo visai neseniai pralėkusi artimiausią Saulei orbitos tašką, taigi kaip tik pasiekė aktyvumo piką. Tačiau vos penkiomis dienomis anksčiau Saulėje įvyko vainikinės masės išmetimas – procesas, kai Saulė paleidžia į aplinką medžiagos pliūpsnį. Kaip tik naktį iš spalio penktos dienos į šeštą šis pliūpsnis pralėkė pro 67P, taigi gali būti, kad jis ir sukėlė sušvitimą. Saulės medžiaga suspaudė aplink kometą pasklidusios medžiagos vainiką ir netgi pastūmė jį tiek, kad Rosettos detektoriai ėmė matuoti Saulės vėjo, o nebe kometos vainiko, savybes. Suspausta medžiaga taip pat ėmė švytėti daug ryškiau – taip paaiškinamas stebėtas pašviesėjimas. Dalis tyrimo rezultatų publikuojama Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
***
Saulės sistemos atsiradimas. Saulės sistema susiformavo maždaug prieš 4,6 milijardo metų. Tuo metu tarpžvaigždinių dujų debesis ėmė trauktis ir fragmentuoti, o vienas iš fragmentų virto Saule ir aplinkinėmis planetomis. Dažnai tokie procesai prasideda po kažkokio debesį paveikiančio sukrėtimo, pavyzdžiui supernovos sprogimo smūginės bangos. Supernovos taip pat išmeta įvairių radioaktyvių izotopų, kurie gyvuoja santykinai neilgai – kelis milijonus metų. Šie izotopai arba jų skilimo produktai išlieka meteorituose; ten jie randami ir taip leidžia nustatyti, kiek šių izotopų buvo dujose, suformavusiose Saulės sistemą. Dabar, nagrinėjant berilio-10, kalcio-41 ir paladžio-106 izotopų gausas Saulės sistemos meteorituose, nustatyta, kad pradžią Saulės formavimuisi davė santykinai nedidelės masės žvaigždės sprogimas. Supernovos išmetamų cheminių elementų gausos priklauso nuo ją sukėlusios žvaigždės masės, taigi žinodami šias gausas, galime apskaičiuoti ir žvaigždės masę. Šitaip paaiškėjo, kad Saulės sistemą greičiausiai sukūrė 12 Saulės masių žvaigždės sprogimo banga, o sprogimas įvyko maždaug milijoną metų prieš tai, kai banga pasiekė dujų debesį, iš kurio vėliau gimė Saulė. Tiesa, šis tyrimas remiasi keliomis prielaidomis apie radioaktyvių izotopų atsiradimą, kurių teisingumas nėra visai aiškus, taigi ir rezultatai gali pasirodyti esą klaidingi. Tyrėjai tikisi patikslinti skaičiavimus, įtraukdami duomenis apie daugiau cheminių elementų. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Communications.
***
Jaunų žvaigždžių žybsniai. Į Saulę panašios masės jaunos žvaigždės periodiškai ryja medžiagą iš aplink esančių protoplanetinių diskų ir nušvinta žybsniais bei išmeta čiurkšles. Seniau buvo manoma, kad masyvios jaunos žvaigždės labai greitai išgarina savo diskus ir tokių žybsnių nepatiria. Bet dabar naujausi stebėjimai rodo priešingai – aptiktas žybsnis, kilęs dvidešimt kartų už Saulę masyvesnėje žvaigždėje. Ši žvaigždė prarijo disko gumulą, kurio masė dvigubai viršija Jupiterio masę, ir nušvito infraraudonųjų spindulių ruože. Šiuos spindulius pavyko užfiksuoti keliais teleskopais Havajuose, Čilėje, Ispanijoje ir netgi SOFIA teleskopu, kuris skraido lėktuve į viršutinius atmosferos sluoksnius. Žybsnio metu žvaigždė išspinduliavo tiek energijos, kiek Saulė pagamina per šimtą tūkstančių metų. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Physics.
***
Savaitės paveiksliukas – nuotrauka, kurioje telpa žvaigždžių gimimas ir mirtis. Gulbės žvaigždyne yra debesis X-3, kuris yra ir rentgeno spindulių šaltinis. Rentgeno spindulius skleidžia masyvios žvaigždės medžiaga, krentanti į šalia esančią juodąją skylę. O šalia matome debesį, pramintą „Mažuoju draugu“, kuriame gimsta naujos žvaigždės. „Mažasis draugas“ irgi spinduliuoja rentgeno spindulius, bet daugiausiai dėl to, kad atspindi juos nuo X-3.
***
Nauji vardai. Visas dangaus skliautas yra oficialiai suskirstytas į 88 žvaigždynus – jie buvo formaliai nustatyti trečiame praeito amžiaus dešimtmetyje. Pavadinimai remiasi tradiciniais, daugiausiai senovės graikų sugalvotais, pavadinimais (pietiniame danguje daug žvaigždynų pavadinimų ateina iš XVII-XVIII amžių keliautojų-atradėjų užrašų). Nors fizikinės prasmės toks suskirstymas neturi, jis dažnai naudojamas astronomijoje – daugybė žvaigždžių ir kitų astronominių objektų yra įvardijami pagal žvaigždynus, kuriuose yra. Dabar, praėjus beveik šimtui metų po žvaigždynų įvardinimo, Tarptautinė astronomų sąjunga pradeda oficialiai norminti žvaigždžių vardus. Iki šiol oficialioje praktikoje visoms žvaigždėms buvo duodami kodiniai pavadinimai – numeriai kataloguose ir panašūs, – o ryškiausios kiekvieno žvaigždyno žvaigždės įvardijamos graikų abėcėlės raidėmis. Bet daugelis plika akimi matomų žvaigždžių turi ne po vieną tradicinį pavadinimą, kuriuos dabar bus galima naudoti ir oficialiuose moksliniuose straipsniuose, o ne tik populiarioje literatūroje. Dabar paskelbtas pirmasis 227 žvaigždžių vardų sąrašas, kuriame rasime Kentauro Proksimą (anksčiau vadinosi Kentauro alfa C), Kentauro Rigilį (Rigil Kentaurus, Kentauro alfa A), Algijebą (Liūto gama-1) ir taip toliau – yra ir gerai žinomų pavadinimų, tokių kaip Aldebaranas (Tauro alfa), ir rečiau sutinkamų, pvz. Nekaras (Jaučiaganio beta). Seni, kodiniai, pavadinimai niekur nedingsta, jie ir toliau bus naudojami, bet dabar jiems aiškiai ir oficialiai priskiriami seni tradiciniai vardai. Visą sąrašą rasite IAU svetainėje.
***
Daugianarės žvaigždės – labai dažnas reiškinys Visatoje. Masyvios žvaigždės beveik visos gimsta bent dvinarėse sistemose; net ir Saulės masės žvaigždės dažnai turi kompaniones. Kaip jos atsiranda, kaip yra tyrinėjamos, kaip evoliucionuoja ir miršta – apie tai pasakojama savaitės filmuke:
***
Elementų gamyba. Cheminiai elementai, sunkesni už helį, formuojasi žvaigždėse. Jau seniai teoriškai apskaičiuota, kad žvaigždės taip pat sudaro geras sąlygas formuotis dulkėms – žvaigždžių vėjuose esantys sunkūs cheminiai elementai yra puikūs šio proceso katalizatoriai. Dabar ši teorinė prognozė patvirtinta galaktiniu lygmeniu. Nykštukinės galaktikos II Zw 40 stebėjimai atskleidė, kad joje dulkių daugiau yra tose vietose, kur formuojasi žvaigždės. Iš kitos pusės, dulkių pasiskirstymas neatitinka nei dujų pasiskirstymo, nei laisvųjų elektronų spinduliuotės šaltinių išsidėstymo. Taigi šiuos duomenis galima interpretuoti taip, kad dulkės formuojasi prie žvaigždžių ir tik vėliau pasklinda po visą galaktiką, o esant sparčiai žvaigždėdarai, dulkių ir dujų santykis galaktikoje gali svyruoti reikšmingame intervale. Tyrimo rezultatai arXiv.
Žvaigždėse susiformavę cheminiai elementai į aplinką patenka supernovų sprogimų metu. Nors supernovas stebime ne vieną dešimtmetį, jos vis dar išlieka paslaptingos – pavyzdžiui, per pastaruosius keletą metų aptiktos kelios supernovos, kurios yra dešimtis ar net šimtus kartų šviesesnės, nei įprasta panašiems sprogimams. Dabar pasiūlytas modelis, kaip tokios superšviesios supernovos (superluminous supernovae, SLSN) susiformuoja. Modelis remiasi idėja, kad masyvi žvaigždė prieš sprogdama nusimeta išorinius sluoksnius; šis procesas yra stebimas kai kuriose evoliucionavusiose žvaigždėse. Vėliau sprogimo išmesta medžiaga atsitrenkia į lėtai tolstantį apvalkalą, o ši smūginė banga sukelia daug ryškesnį švytėjimą, kuris neblėsta ilgą laiką. Tyrėjai modelio bandymams panaudojo dviejų SLSN šviesio kreives; vieną iš jų pavyko atkurti padarius prielaidą, kad žvaigždė prieš sprogimą nusimetė 5-10 Saulės masių medžiagos, tačiau kitam prireikė net 50 Saulės masių išmestos medžiagos apvalkalo. Kiek toks masyvus apvalkalas yra realistiškas, kol kas nežinia. Tyrimo rezultatai arXiv.
***
Šviesa vakuume. Vakuumas juk yra tuštuma, o tuštuma neturėtų paveikti tokių dalykų, kaip pro ją sklindanti šviesa, ar ne? Pasirodo, ne: dar 1930-aisiais metais teoriškai apskaičiuota, kad stiprus magnetinis laukas gali paveikti šviesos spindulių poliarizaciją, net jei šviesa sklinda vakuume. Dabar pirmą kartą stebėjimais parodyta, kad toks procesas tikrai vyksta. Stebint neutroninę žvaigždę RX J1856.5−3754 nustatyta, kad jos regimoji spinduliuotė yra poliarizuota daugiau nei 16% (tai yra, daugiau nei 16% iš jos sklindančios spinduliuotės bangų virpa viena kryptimi, o likę mažiau nei 84% – visomis). Šis „vakuumo lūžio“ (vacuum birefringence) efektas vyksta tik esant labai stipriems magnetiniams laukams, todėl taikiniu ir pasirinkta neutroninė žvaigždė, turinti 10 trilijonų kartų stipresnį magnetinį lauką, nei Žemės. Ateityje turėtų būti įmanoma nustatyti ir rentgeno spinduliuotės poliarizaciją, kuri atvertų galimybę dar tiksliau patikrinti kvantinės fizikos prognozes. Tyrimo rezultatai arXiv.
***
Blausios galaktikos. Egzistuoja tokia galaktikų rūšis, vadinama ypatingai pasklidusiomis galaktikomis (ultra-diffuse galaxies, arba UDG). Jų žvaigždžių masė nesiekia net tūkstantosios mūsų Galaktikos žvaigždžių masės, tačiau dydis prilygsta Paukščių Takui. Kaip šios galaktikos atsiranda, kol kas nežinoma, bet nauji skaitmeniniai modeliai siūlo bent vieną hipotezę: galaktikos išsipučia dėl supernovų sprogimų. Skaitmeniniai modeliai – Šimto astronominių objektų skaitmeninio tyrimo (Numerical investigation of a hundred astronomical objects, NIHAO) projektas – skirti įvairių galaktikų evoliucijos istorijoms ištirti. Jie atskleidė, kad jei jauna galaktika ima sparčiai formuoti žvaigždes, tai daugybė supernovų sprogimų išblaško jos dujas, o pranykus dujoms, tamsioji materija ir žvaigždės pasklinda plačiau, nei buvo pradžioje. Ekstremaliais atvejais galaktika gali išsiplėsti dešimtis kartų – tiek, kiek reikia, norint paaiškinti UDG egzistavimą. UDG masė yra 10-100 kartų mažesnė, nei Paukščių Tako, bet supernovų sprogimai jose sustabdė žvaigždėdarą, todėl žvaigždžių masė jose yra neproporcingai maža. Tyrimo rezultatai arXiv.
***
Štai tokios naujienos apie praeitą savaitę. Kaip visada, laukiu jūsų klausimų ir komentarų.
Laiqualasse