Kąsnelis Visatos CCLX: Veidrodžiai

Kaip gaminami teleskopų veidrodžiai, kaip astronomija vyksta Antarktidoje, kuo maskuojasi asteroidai ir kodėl pulsarai skirtingai švyti regimųjų ir gama spindulių diapazone – apie visa tai, ir kitas įdomybes, šios savaitės kąsnelyje. Kaip visada, skaitykite po kirpsniuku.

***

Astronomija Pietų ašigalyje. Antarktida – atšiaurus kraštas, bet puikiai tinkantis astronomijai, nes ten yra labai sausa. Dėl šalčio visi vandens garai susikondensuoja į ledą, ir net anglies dvideginio atmosferoje beveik nelieka. Ten dirbantys astronomai turi išgyventi pusmetį trunkančią naktį, gyvybei netinkamas aplinkos sąlygas ir izoliaciją nuo likusio pasaulio. Kaip jiems sekasi, galite paskaityti Space.com straipsnyje.

***

Teleskopo veidrodžių gamyba. Šiuo metu Čilėje statomas Didysis Magelano teleskopas (Giant Magellan Telescope), kuris darbą turėtų pradėti 2023-aisiais. Teleskope bus įtaisyti septyni 8,4 metrų skersmens veidrodžiai, sveriantys po 18 tonų. Pradėjęs darbą, šis teleskopas bus didžiausias pasaulyje. Tokie veidrodžiai gaminami specialiu procesu, vadinamu sukamuoju liejimu (angl. spin casting). Veidrodis liejamas ant šablono, vėliau sukamas ir labai lėtai vėsinamas, kad sustingtų į ypatingai lygią formą. Veidrodžio lygumas – stulbinantis: netikslumai negali viršyti vienos stiklo molekulės storio. Sustingęs veidrodis nėra pakankamai lygus, taigi jis dar yra šveičiamas. Šveitimas irgi vyksta lėtai ir atsargiai; vieną veidrodį nušveisti trunka 2-3 metus, o visa veidrodžio gamyba – apie septynerius metus. Tiesa, šiuo metu bandoma šį procesą pagreitinti, bet ketvirtas veidrodis turbūt bus užbaigtas tik 2023-aisiais, prieš pat teleskopo darbo pradžią. Likę trys veidrodžiai bus sumontuoti jau po to, kai teleskopas pradės dirbti.

***

Savaitės filmukas – apie Saulės žybsnį. Tokį žybsnį, kuris iškepė telegrafo linijas. Gerai, kad jis įvyko XIX a. viduryje, kai mūsų civilizacija dar nebuvo labai elektrifikuota. O šiomis dienomis tokio lygio Saulės audra gali kainuoti milijardus dolerių. Taigi, kviečiu pažiūrėti siužetą apie Carrington’o įvykį:

***

Misija į Venerą. Pastaruoju metu beveik visas dėmesys, skiriamas vidinėms Saulės sistemos planetoms, sutelktas į Marsą. Venera lieka kiek pamiršta, nors aplink ją ir skraido Japonijos zondas Akatsuki. Bet Rusijos kosmoso agentūra Roskosmos ir NASA kalba apie naują bendrą misiją į Venerą. Sausio pabaigoje agentūroms bus pristatyta pirmoji galimos misijos analizė ir koncepcija. Roskosmos misiją, vadinamą Venera-D, vysto jau dešimtmetį, o NASA prisijungė maždaug prieš trejus metus. Kooperacija buvo nutrūkusi dėl politinės situacijos, bet atnaujinta 2015-ųjų pabaigoje. Galvojama, kad misiją gali sudaryti orbitinis zondas ir nusileidimo modulis, kuris galbūt atsiųs gerų nuotraukų iš planetos paviršiaus.

Minėtas Akatsuki zondas Veneroje pastebėjo didžiulę stovinčią bangą. Dauguma struktūrų, susidarančių Veneros debesyse, juda panašiu greičiu, kaip ir patys debesys – apie šimtą metrų per sekundę. Tuo tarpu šis debesis, kurio ilgis siekia 10 tūkst. kilometrų, bent penkias stebėjimų dienas išliko stacionarus. Manoma, kad jis galėjo atsirasti, kai atmosferos masės pajudėjo virš kalnų ruožo ir pakilo aukštyn, tačiau neaišku, kodėl debesis taip ilgai nesisklaidė. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Geoscience.

***

Marsui tinkanti gyvybė. Kai kalbame apie gyvybę Marse, dažniausiai turime omeny senus laikus, kai Marse buvo tankesnė atmosfera ir skystas vanduo paviršiuje. Bet naujame tyrime parodyta, kad bent keturios Žemės mikrobų rūšys net ir dabartinėmis sąlygomis galėtų išgyventi Marse. Šie mikrobai yra metanogenai – jie vartoja vandenilį ir anglies dvideginį, o išskiria metaną. Būtent anglies dvideginis yra dominuojančios Marso atmosferos dujos, taigi metanogenai turėtų net ir ką valgyti. Jau seniau buvo nustatyta, kad šie mikrobai gali išgyventi be deguonies ir esant stipriai spinduliuotei, o naujuoju tyrimu parodyta, kad jiems nebūtų baisu ir mažas slėgis Marso paviršiuje. Tai nereiškia, kad Marse verta tikėtis aptikti tokių pačių mikrobų, tačiau toks atradimas tikrai įmanomas. Tyrimo rezultatai arXiv.

O Smalsiukas pakelėje aptiko ir nufotografavo uolos gabalą, kuris atrodo kaip kadaise buvęs molingas paviršius. Akmens paviršiuje yra daug suskilinėjimų, kurie byloja apie tai, kad akmuo turbūt buvo drėgnoje aplinkoje, aplipo moliu ir išdžiūvo. Tai turėjo įvykti prieš kokius 3 milijardus metų. Šis atradimas – dar vienas iš vis gausėjančios šūsnies įrodymų, kad Marsas kadaise buvo tikrai vandeninga planeta.

***

Užsimaskavę asteroidai. Saulės sistemos kūnų, ypač asteroidų, paviršiai gali būti padengti kitų asteroidų nuotrupomis. Nauji infraraudonųjų spindulių ruožo stebėjimai atskleidė, kad Cereros paviršiuje yra daug pirokseno – mineralo, kuris formuojasi labai sausomis sąlygomis. Tuo tarpu kiti stebėjimai – ir iš Žemės, ir Dawn zondu iš Cereros orbitos – rodo, kad jos paviršiuje yra daug molio ir karbonatų – mineralų, kurie formuojasi greta vandens. Šiuos rezultatus paaiškinti galima tuo, kad Cereros paviršių nuklojęs pirokseno sluoksnis, atsklidęs iš kitų asteroidų. Asteroidai, trankydamiesi vieni į kitus, pameta medžiagą nuo paviršiaus, kuri sklinda po Saulės sistemą ir gali padengti kitus kūnus. Panašiai buvo Saulės sistemos jaunystėje, kai asteroidai ir kometos atnešė į Žemę vandenį. Šie rezultatai parodo, kad stebėjimų duomenis reikia vertinti labai atsargiai, ypač bandant nustatyti asteroidų sandarą. Tyrimo rezultatai publikuojami Astrophysical Journal.

***

Saturno palydovas Dafnija ir jos sukeltos bangos žieduose. ©NASA/JPL/Space Science Institute

Savaitės paveiksliukas – Cassini daryta nuotrauka, kurioje matome mažytį Saturno palydovą Dafniją, skrendančią tarp dviejų žiedų. Tarpas tarp žiedų yra apie 40 km pločio, o Dafnijos skersmuo – vos 8 kilometrai. Dafnijos gravitacija sukuria bangas, kurias matome žiedo pakraštyje.

***

Plutono ledynai. Prieš porą savaičių buvo paskelbta apie Plutono paviršiuje aptiktas ledines struktūras, atitinkančias Žemėje susidarančius penitentus – ilgomis voromis išsirikiavusius vertikalius ledo luitus. Šis atradimas paskatino mokslininkus spekuliuoti, jog panašių struktūrų gali būti ir kituose Saulės sistemos kūnuose, pavyzdžiui Jupiterio palydove Europoje ar net Marse. Dabartinės šių kūnų nuotraukos gali būti per mažos raiškos, kad pamatytume juose penitentus, bet artėjančios misijos į Europą ir Ganimedą gali situaciją pakeisti. Taip pat tvarkingai išsidėsčiusių penitentų egzistavimas reiškia, kad Plutono atmosfera buvo gana rami pastaruosius kelis dešimtmečius.

Viena iš neseniai paskelbtų New Horizons nuotraukų yra kartu ir neįprasta, ir kaip tik labai matyta – jaunas mėnulis. Tik mėnulis joje yra Plutono palydovas Charonas, kurio šoną apšviečia Saulės šviesa, o likusi dalis švyti nuo atsispindėjusios Plutono šviesos.

***

Gyvybingų planetų paieškos. Viena iš pagrindinių Keplerio misijos užduočių buvo nustatyti, kaip dažnai prie kitų žvaigždžių galima rasti Žemės tipo planetas gyvybinėje zonoje. Dabar, naudojant išsamiausius Keplerio duomenis, surinktas Gyvybinės zonos egzoplanetų katalogas. Jame yra 104 egzoplanetos, patenkančios į „optimistines“ gyvybinės zonos ribas, ir 20 egzoplanetų, kurios patenka į konservatyvesnę (siauresnę) gyvybinę zoną bei kurių spinduliai neviršija dviejų Žemės spindulių – tokios planetos greičiausiai yra uolinės. Skaičius nedidelis, bet visgi ne nulis, o tai yra gerai. Katalogą rasite arXiv.

Viena iš įdomių egzoplanetų sistemų yra prie žvaigždės Wolf 1061. Ten yra bent trys superžemės, t. y. keletą kartų už Žemę masyvesnės uolinės planetos. Naujame tyrime detaliai analizuojamos žvaigždės savybės, taip kartu įvertinant ir planetų tinkamumą gyvybei. Žvaigždė yra gerokai mažesnė už Saulę, tad jos gyvybinė zona yra nutolusi per 0,09-0,23 astronominio vieneto. Viena iš planetų, Wolf 1061c, skrieja šiame regione arti vidinio krašto, tačiau sąveika su kitomis planetomis reguliariai ištempia jos orbitą į elipsinę, tad klimatas ten, jei ta planeta turi atmosferą, yra chaotiškas. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Pulsarų uodegos. Pulsarai yra neutroninės žvaigždės, kurių stiprus magnetinis laukas sufokusuoja jų spinduliuotę į kūgius aplink magnetinę ašį. Ši ašis paprastai nesutampa su sukimosi ašimi, todėl pulsaro spinduliuotė periodiškai nušviečia vis kitas dangaus dalis, o žiūrint iš toli atrodo, kad pulsaras reguliariai žybsi; iš čia ir objektų tipo pavadinimas. Bet neseniai pastebėta, kad pulsarų regimoji, radijo ir gama spinduliuotė sklinda išilgai skirtingų ašių, taigi kai kurie objektai žybsi tik regimųjų ir radijo spindulių ruože, kiti – tik gama, treti – visuose, bet nevienodai. Dabar du nauji tyrimai, kuriais buvo stebėti du pulsarai, davė daugiau informacijos apie spinduliuotę kuriančius procesus. Aplink pulsarus esanti anksčiau žvaigždės nusimesta medžiaga, vadinama pulsaro vėjo ūku, sąveikaudama su iš pulsaro išlekiančiomis dalelėmis, sukuria uodegas, kurių geometrija paveikia ir spinduliuotę. Jei pulsaro magnetinė ir sukimosi ašis beveik sutampa, uodega gali susidaryti labai ilga, ilgesnė nei parsekas; o jei kampas tarp šių ašių didelis, uodega tampa sudėtingos formos. Mūsų matomai spinduliuotei įtakos turi pulsaro ašies posvyris į mus ir judėjimas danguje. Radijo spinduliuotę matome tada, kai pulsaro magnetinė ašis rodo beveik į mus, o gama spinduliuotę – kai pulsaras juda daugmaž mūsų link arba tolyn nuo mūsų, bet ne statmenai šiai krypčiai. Tyrimo rezultatus rasite dviejuose straipsniuose arXiv.

***

Paukščių Tako masė. Kokia yra mūsų Galaktikos masė? Į šį klausimą atsakyti ne taip paprasta, nes būdami jos viduje, negalime pamatuoti įvairių dalykų taip gerai, kaip kitose galaktikose. Vienas iš būdų nustatyti masę – išmatuoti įvairių objektų judėjimo greičius ir pagal tai įvertinti materijos pasiskirstymą. Naujame tyrime tai ir padaryta – išmatuoti kamuolinių spiečių (didelių žvaigždžių telkinių) judėjimo greičiai ir taip įvertinta, kad Paukščių Tako masė yra apie 700 milijardų Saulės masių. Tai yra maždaug 30% mažesnė vertė, nei buvo manoma iki šiol; toks skirtumas gali paaiškinti ir vadinamąją „trūkstamų palydovų problemą“, pagal kurią Paukščių Takas turi gerokai mažiau palydovinių galaktikų, nei prognozuojama tokios masės galaktikoms. Jei Paukščių Tako masė mažesnė, tai ir palydovų turi būti mažiau. Bet šio tyrimo svarba yra ne tik gautas rezultatas, bet ir pritaikytas metodas – mokslininkai panaudojo statistinį metodą, kuriuo įvertino labai nevienodą turimų duomenų tikslumą. Kai kurių kamuolinių spiečių parametrai žinomi gerai, kitų – prastai, o naudojant šį metodą, nepatikimų rezultatų įtaka tampa mažesnė, nei patikimų, todėl ir galutinis rezultatas turėtų būti patikimesnis, nei įprastiniais skaičiavimais gautas. Naująjį metodą bus galima taikyti ir daugybės kitų stebėjimų duomenų rinkinių analizei. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Ardomos galaktikos. Galaktikos, formuodamos žvaigždes, po truputį suvartoja savo turimas dujų atsargas. Tačiau išmatavę, kaip sparčiai mažėja žvaigždes formuojančių galaktikų skaičius, pamatome, kad vien dujų suvartojimu galaktikų „išsijungimo“ paaiškinti neišeina. Kitas būdas galaktikoms netekti dujų – žvaigždžių ar aktyvių branduolių sukuriamos tėkmės – taip pat nepaaiškina viso praradimo. Dabar naujame tyrime parodoma, kad svarbus yra ir trečias veiksnys – galaktikų sąveika su aplinkine tarpgalaktine medžiaga. Jau seniai žinoma, kad galaktikos, esančios dideliuose spiečiuose, judėdamos pro spiečių užpildančias karštas dujas, gali netekti didelės dalies dujų. O šie nauji stebėjimai parodė, kad procesas efektyvus ir mažose, vos kelių galaktikų grupėse. Aišku, jose jis silpnesnis, nei dideliuose spiečiuose, tačiau ir grupėse esančiose galaktikose dujų kiekis, tenkantis vienam žvaigždžių masės vienetui, yra pastebimai mažesnis, nei izoliuotose galaktikose. Tai reiškia, kad galaktikų aplinka turi reikšmingą įtaką jų dujų kiekiui, kuris, savo ruožtu, nulemia žvaigždėdaros spartą. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Štai tokios naujienos apie praėjusią savaitę. Kaip visada, laukiu jūsų klausimų ir komentarų.

Laiqualasse

One comment

  1. > „Veidrodžio lygumas – stulbinantis: netikslumai negali viršyti vienos stiklo molekulės storio.“

    Bandau įsivaizduoti, kaip tokius nelygumus galima aptikti ir išmatuoti… turint 7×83 kvadratinius metrus… o_0 Tuo labiau – išlyginti šlifuojant.

Komentuoti: Ką Mykolas? Atšaukti atsakymą

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *