Kąsnelis Visatos CCLXV: Žvaigždės

NASA pranešimas apie septynias uolines planetas vienos žvaigždės sistemoje pelnytai sulaukė gausybės žiniasklaidos dėmesio. Bet praeitą savaitę buvo ir daugiau įdomių atradimų, apie kuriuos galite paskaityti po kirpsniuku.

***

Žmonių skrydis Orionu. Paraginta naujojo JAV prezidento administracijos, NASA pradėjo nagrinėti galimybes 2019-aisiais metais planuojamą Orion kapsulės bandomąjį skrydį vykdyti su įgula. Iki šiol buvo planuojama, kad šis skrydis bus visiškai automatizuotas. Jo metu kapsulė, nešama naujosios SLS raketos, nuskries iki Mėnulio, apsuks jį ir grįš į Žemę. Galimybių studija turėtų būti parengta iki kovo pabaigos; tada bus sprendžiama, ar keisti dabartinius SLS ir Orion vystymo planus, kad toks skrydis galėtų įvykti. Kaip bebūtų, NASA atstovai teigia, kad pokyčių nebus daroma bent jau iki šiemet planuojamo automatizuoto bandomojo skrydžio.

***

Marso paviršiaus uolienos ir kopos. ©NASA/JPL/University of Arizona

Savaitės paveiksliukas – viena iš daugybės nuotraukų, padarytų Marso apžvalgos zondo (MRO) HiRise kamera. Joje matyti įvairių mineralų kupini paviršinių uolienų sluoksniai, iš dalies padengti smėlio kopomis. Nuotraukos spalvos paryškintos, tačiau tikros – skirtingi mineralai suteikia spalvų įvairovę.

***

Kintančios kopos kometoje. Kometa 67P/Čuriumov-Gerasimenko vis dar pateikia netikėtumų. Vos prie jos priskridęs zondas Rosetta aptiko dulkių sankaupų, labai panašių į žemiškas kopas. Jau vien tai, kad kometą dengia iki trijų metrų storio dulkių sluoksnis, buvo netikėta, o dabar paaiškėjo, kad tos kopos dar ir juda. 16 menėsių skirtumu darytose nuotraukose aiškiai matyti, kad juda ir iš smilčių sudarytos kopos, ir netgi metrų dydžio akmenys. Kaip taip gali būti? Labiausiai tikėtinas paaiškinimas – medžiaga, išlekianti iš kometos gelmių, juda ne tik radialiai (tolyn nuo kometos), bet ir lygiagrečiai kometos paviršiui, iš naktinės pusės į dieninę. Taip kometos paviršiuje ima pūsti vėjas. Kometos egzosferos (taip vadinama nenuolatinė atmosfera) slėgis neviršija vienos šimtatūkstantosios Žemės atmosferos slėgio dalies, tačiau to užtenka, kad silpname kometos gravitaciniame lauke pavyktų pajudinti kopas. Tyrimo rezultatai publikuojami PNAS.

***

Junonos skrydžio problemos. Jupiterį nuo liepos mėnesio tyrinėjantis zondas Juno (Junona) patyrė variklio gedimą. Blogai atsidarinėjantys vožtuvai nulėmė misijos vadovų sprendimą atsisakyti tolesnių erdvėlaivio orbitos korekcijų. Šiuo metu jis skrenda 53 dienų trukmės elipsine orbita. Tokioje ir liks, nors buvo planuota pereiti į 14 dienų trukmės, gerokai artimesnę Jupiteriui, orbitą. Šitaip duomenys apie Jupiterio magnetosferą ir sandarą bus renkami lėčiau, tačiau tikimasi, kad misiją bus galima pratęsti ilgesniam nei planuotam dvejų metų laikotarpiui. Ilgesnėje orbitoje skrisdama Junona mažiau laiko praleis stiprios radiacijos zonoje aplink Jupiterį, taigi jos įranga dėvėsis lėčiau.

***

Devintosios planetos paieškos. Apie tikėtiną devintosios planetos egzistavimą paskelbta prieš daugiau nei metus, bet patvirtinimo kol kas dar nėra. Visgi netiesioginių įrodymų, kad Saulės sistemos pakraštyje esama už Žemę masyvesnio kūno, daugėja. Dabar paskelbta dviejų asteroidų orbitų ir spinduliuotės analizė, rodanti, kad jie prieš 5-10 milijonų metų galėjo sąveikauti su devintąja planeta. Šiuo metu asteroidai 2004 VN112 ir 2013 RF98 skrieja aplink Saulę labai panašiomis orbitomis, esančiomis toli už Neptūno orbitos. Vos juos atradus iškelta hipotezė, kad asteroidai kažkada sukosi vienas aplink kitą, o paskui pora iširo. Naujame tyrime nustatyti, kad asteroidų spalva labai panaši, t.y. jie labai panašiai atspindi Saulės šviesą. Tai reiškia, kad jie greičiausiai susiformavo kartu. Sprendžiant iš dabartinių orbitų, jų pora turėjo iširti prieš 5-10 milijonų metų, o suardyti ją galėjo gravitacinė sąveika su už Žemę masyvesne planeta. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

TRAPPIST-1 svarba. Apie atrastas septynias uolines planetas jau truputį rašiau. Pasaulio internetuose, aišku, komentarų irgi daug. Teigiama, kad šių planetų atradimas yra didelis žingsnis į priekį, ieškant nežemiškos gyvybės. Taip yra todėl, kad tokios žvaigždės, kaip TRAPPIST-1, yra labai dažnos, taigi šia sistema galėsime remtis analizuodami kitas. Be to, kai planetų yra septynios, tikimybė, jog bent vienoje egzistuoja gyvybė, smarkiai išauga. Tolesnis žingsnis nagrinėjant sistemą – planetų atmosferų charakterizavimas, kurį bus galima atlikti James Webb kosminiu teleskopu.

Tuo tarpu SETI jau spėjo pasiklausyti TRAPPIST-1 sistemos ir iš jos sklindančių radijo bangų. Procesas buvo pradėtas dar iki šios savaitės atradimo paskelbimo. Deja, jokių nenatūralių signalų neaptikta, tačiau stebėjimai nesibaigia: ateityje jų planuojama ir daugiau.

Susipažinti su TRAPPIST-1 sistema ir jos planetomis galima šioje apžvalgoje.

Kokia planeta yra tinkama gyvybei? Planetų skirstymas į priklausančias gyvybinei zonai ir nepriklausančias nėra vienintelis, ar netgi tikrai tinkamas, kriterijus. Kol negalime reguliariai charakterizuoti planetų atmosferų, tol ir jų gyvybingumo įvertinimai lieka labai netikslūs. Taigi daugelį egzoplanetų atradimų apskelbti „Žemės dvynės“ atradimais yra tikrai netikslu. Bent jau taip teigia Čilės katalikiškojo universiteto astronomas Joshua Tan. Jo teigimu, taip pat reikia tobulinti ir skaitmeninius modelius, kad būtų aiškiau įmanoma atskirti planetas, kuriose tikėtina rasti atmosferą, nuo tų, kuriose atmosferos nėra arba kurios jos turi per daug.

***

Žvaigždžių giminystės medis. Žvaigždės yra labai įvairios – skiriasi jų masė, amžius, cheminė sudėtis. Šie parametrai padeda tyrinėti galaktikų evoliuciją. Žinodami, kaip laikui bėgant kito žvaigždžių cheminė sudėtis, arba kur nuskrenda vienodos sudėties (taigi greičiausiai ten pat gimusios) žvaigždės, galime analizuoti galaktikos (paprastai Paukščių Tako, bet po truputį ir kitų) žvaigždėdaros istoriją ir dinamiką. Dabar pristatytas naujas metodas žvaigždžių populiacijų analizei, paremtas biologijoje naudojamais filogenetiniais medžiais. Šie medžiai vaizdžiai nurodo panašumus tarp gyvybės rūšių, taip leidžia nustatyti, kaip vyko tų rūšių evoliucija. Žvaigždžių „filogenetinis medis“ remiasi jų cheminės sudėties panašumais. Kuo žvaigždės tarpusavyje panašesnės, tuo jos arčiau viena kitos ir medyje. Pirmam metodo išbandymui pasirinktos 22 žvaigždės, tarp jų ir Saulė. Pagal cheminį panašumą jas pavyko sugrupuoti į keturias medžio šakas, kurios neblogai atitinka žvaigždžių amžius, nuo seniausių mažiausiai metalingų iki jauniausių metalingiausių. Ateityje, naudojant didesnius duomenų kiekius, bus galima nagrinėti, kur ir kaip žvaigždės formuojasi ir kaip vyksta tarpžvaigždinės medžiagos praturtinimas cheminiais elementais. Tyrimo rezultatai arXiv.
Žvaigždžių amžiai leidžia nustatyti ir Galaktikos dalių formavimosi laiką. Paukščių Tako diskas yra labai senas, tad jo amžių geriausiai padeda nustatyti baltosios nykštukės. Dabar pristatyta nauja 57 baltųjų nykštukių spektrų analizė, patikslinanti dalies disko (vadinamo storojo disko) amžių – jis yra apie 11 milijardų metų. Šis skaičius atitinka senesnius rezultatus, bet jo paklaida – mažesnė. Naujieji rezultatai leidžia atmesti mažesnio disko amžiaus galimybę. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Praeitą savaitę suėjo 30 metų nuo supernovos SN 1987A sprogimo. Tai buvo artimiausias mums žinomas žvaigždės sprogimas nuo 1604-ųjų metų. Jis įvyko Didžiajame Magelano debesyje – palydovinėje Paukščių Tako galaktikoje. Apie šią sukaktį ir pačią supernovą – savaitės filmuke:

Dar apie ją – Space.com ir Universe Today straipsniuose.

***

Tamsioji materija Andromedoje. Kiekviena galaktika turi tamsiosios materijos halą, kurio didžiausias tankis yra centre. Didžiausias tankis reiškia ir didžiausią skaičių tamsiosios materijos dalelių tarpusavio sąveikų. Jei šios dalelės apskritai sąveikauja – pavyzdžiui, anihiliuoja – tarpusavyje, tai tokius signalus pamatyti daugiausiai šansų būtent galaktikų centruose. Keletą kartų buvo pranešta apie panašius atradimus Paukščių Take, bet jie vis paaiškėdavo esą neteisingi. Dabar paskelbta, kad kaimyninėje Andromedos galaktikoje aptiktas gama spindulių signalas, sklindantis iš galaktikos centro. Šis signalas gali būti sukeltas tamsiosios materijos dalelių anihiliacijos, bet norint tai nustatyti, reikės detalesnių stebėjimų ir detalaus palyginimo su Paukščių Tako gama spinduliuote. Gali būti, kad gama spindulius skleidžia Andromedoje esantys pulsarai, bet tai reikštų, kad jų galaktikos centrinėje dalyje yra gerokai daugiau, nei Paukščių Tako centre. Koks bebūtų galutinis atsakymas, šie stebėjimai padės geriau suprasti galaktikų sandarą ir evoliuciją.

***

Žvaigždėdaros radijo garsai. Vienas iš svarbiausių ir sudėtingiausių uždavinių nagrinėjant galaktikų evoliuciją yra jų žvaigždėdaros spartos nustatymas. Žvaigždės formuojasi tankiuose dujų debesyse, todėl pamatyti jų regimąją spinduliuotę ne taip paprasta, bent jau kol jos dar nenusipūtė dujų apvalkalų. Iki šiol žvaigždėdaros sparta buvo skaičiuojama naudojant įvairius indikatorius, tokius kaip infraraudonoji ar rentgeno spinduliuotė. Visi šie indikatoriai turi problemų – dalis spinduliuotės gali būti sugeriama, dalis gali atsklisti iš kitų šaltinių – todėl dažnai naudojamos indikatorių kombinacijos. Dabar pasiūlytas naujas ir, atrodo, tiksliausias indikatorius – 1-10 gigahercų radijo bangos. Išanalizavę 52 labai įvairių galaktikų spinduliuotę radijo ir infraraudonųjų bangų ruože, tyrėjai padarė išvadą, jog radijo spinduliuotė labai gerai atitinka žvaigždėdaros spartą. Šios spinduliuotės nepaveikia tarpžvaigždinės dulkės, o ją skleidžia beveik vien masyvios žvaigždės. Taigi ją galima pritaikyti nustatant žvaigždėdaros spartą net nenaudojant kitų indikatorių pagalbos. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Didžiulis dujų telkinys. Galaktikas gaubia tamsiosios materijos halai, turintys ir šiek tiek karštų dujų. Galaktikų spiečiuose dujų halai didesni. Tolimoje Visatoje halai yra dar didesni. Didžiausiuose spiečiuose matomi dujų telkiniai, vadinami Milžiniškais Laimano-alfa ūkais – toks pavadinimas jiems suteiktas pagal pagrindinį aptikimo būdą, Laimano-alfa vandenilio spektrinės linijos matavimą. Dabar aptiktas bene didžiausias toks telkinys, besidriekiantis daugiau nei 400 kiloparsekų. Jo spinduliuotė iki mūsų keliauja apie dešimt milijardų metų. Ankstesni tokie ūkai aptikti ieškant kvazarų: pastarųjų spinduliuotė jonizuoja ūką ir sukuria sąlygas Laimano-alfa linijai atsirasti. Naujasis radinys yra keistas – greta jo neaptikta jokio kvazaro, kuris galėtų paaiškinti ryškią ūko spinduliuotę, dešimt kartų viršijančią Paukščių Tako žvaigždžių spinduliuotę. Tyrimo autoriai teigia, kad ūką dar neseniai galėjo apšviesti kvazaras, kuris ūko gaubiamoje galaktikoje sukėlė tėkmę, o pastaroji dabar suteikia energijos ūko spinduliuotei. Tikslesniam atsakymui reikia daugiau detalių stebėjimų. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Visatos plėtimosi greitėjimas. Kad Visata plečiasi, žinome jau beveik šimtą metų. Greitėjantis Visatos plėtimasis – daug naujesnis atradimas: jam šiemet sukanka dvidešimt. Visatos evoliuciją nulemia jos sudedamųjų dalių – materijos ir tamsiosios energijos – tankiai. Tamsioji energija yra toks įdomus reiškinys, kurio tankis nekinta, Visatai plečiantis. Taigi kadaise tamsiosios energijos įtaka Visatai buvo nereikšminga, nes santykinis jos tankis buvo labai mažas. Tuo tarpu tolimoje ateityje tamsioji energija visiškai dominuos, ir materijos įtaka taps nereikšminga. Šiuo metu tamsiosios energijos tankis maždaug trigubai viršija materijos tankį, o prieš penkis milijardus metų jie buvo lygūs. Dar šiek tiek anksčiau Visatos plėtimasis ėmė greitėti ir praktiškai sustojo kosminių struktūrų augimas. Ar tai, kad gyvename tokiu metu, kai materijos ir tamsiosios energijos tankiai panašūs, yra atsitiktinumas? Atsakymo į šį klausimą, deja, nėra. Plačiau apie tamsiąją energiją, ką apie ją žinome ir ko nežinome, Space.com rašo astrofizikas Paul Sutter.

***

Tokias naujienas radau tarp praėjusios savaitės pranešimų. Kaip visada, laukiu jūsų klausimų ir komentarų.

Laiqualasse

5 comments

  1. Sprendžiant dėl Oriono su įgula, regis, NASA teks atsižvelgti ir į naują SpaceX pasiūlymą:

    http://www.businessinsider.com/spacex-moon-mission-elon-musk-2017-2

    Visgi net jei ten kaip nors netyčia SpaceX pavyktų nesusivėlinti ir paruošti, ko gero, pigesnį praskridimą 2018, NASA vis tiek teks testuoti SLS/Orioną. Taigi jei NASA spėja su pastarųjų projektų vystymu, kad užtikrinti pakankamą įgulos saugumą 2019, ko nepadidinus misijos vertės ir nepakrovus Oriono liaudimi? PR atžvilgiu aišku skaudės, jei brangus NASA gamechanger‘is savo galimybes demonstruos įveikdamas turistų jau praskraidytą maršrutą… skaudėtų ir pirkti SpaceX paslaugas vien tam, kad maršrutas būtų praskraidytas ne turistų. Kaži kiek būtų naudingas papildomas praskridimas moksliniam interesui?

    1. Tai, kad Orionu skraidys žmonės, tai čia aišku. Esmė – ar jau 2019-aisiais galima juos būtų skraidinti, ar geriau palaukti dar keletą metų. Bendrai paėmus, Orionas ir SLS kuriami tolimojo kosmoso kelionėms, t.y. už Žemės orbitos ribų. Mėnulis – galimas tikslas, bet tikrai ne vienintelis, tai jei SpaceX pasiims šitą kelionių dalį, NASAi nuo to blogiau nebus.

      1. Visiškai sutinku dėl Mėnulio misijų ilgalaikėje perspektyvoje. SLS taip pat turės savo nišą kaip sunkiausią krovinį galinti iškelti raketa iki (jei) pasirodys New Glenn ir SpaceX Marso transportui skirta raketa. Tačiau kalbant apie PR istoriškai susidarė nemažas langas be tolimesnių (nei LEO?) misijų su žmonėmis ir žiniasklaidai/visuomenei, taigi ir politikams bei NASA bus svarbu kas pirmas praskris Mėnulį. Taip savo turistinę misiją ir pozicionuoja SpaceX:

        „…an opportunity for humans to return to deep space for the first time in 45 years and they will travel faster and further into the Solar System than any before them.“

        Taktiškai tas NASA skaudės. Tačiau išsaugoti veidą gali padėti NASA perpozicionavimas kaip sėkmingo kosmoso ekonomikos katalizatoriaus, kurio dėka ir galima SpaceX misija. Kaip suprantu, dėl to tiek dėmesio ir padėkų jai SpaceX pranešime.

  2. „Šiuo metu tamsiosios energijos tankis maždaug trigubai viršija materijos tankį“, bet „gyvename tokiu metu, kai materijos ir tamsiosios energijos tankiai panašūs…“ Ar 3 kartai tankio skirtume nieko nereiškia? Pvz. vanduo ir akmuo – panašūs?
    „prieš penkis milijardus metų jie buvo lygūs“ – prasilenkėme šiek tiek, bet vis tiek bandome įžvelgti „neatsitiktinumą“. Apocentrizmas klesti :-)

Leave a Reply

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *