Kąsnelis Visatos CCLXXXIV: Netikėtumai

Praėjusią savaitę netikėtai paaiškėjo, kad Žemės magnetinis laukas yra paprastesnis, nei manyta iki šiol. Taip pat netikėtai sužinojome, kad Marso paviršius yra pražūtingas gyvybei. New Horizons zondo taikinys netikėtai pasirodė esąs ne toks, kokio tikėtasi, o vienas egzoplanetos atradimas privertė pergalvoti planetų formavimosi modelius. Šie ir kiti įdomūs dalykai – po kirpsniuku.

***

SpaceX spartina darbus. SpaceX, kurios raketa neseniai į kosmosą iškėlė pirmąjį Bulgarijos ryšių palydovą, didina apsisukimus. Dar prieš kiek daugiau nei savaitę, birželio 29 dieną, į krantą buvo parplukdyta Falcon 9 raketos pirmoji pakopa, ir tą pačią dieną atlikti jau sekančio skrydžio paruošimo bandymai. Tas skrydis buvo suplanuotas liepos 2 dieną, sekmadienį, bet buvo atidėtas iki liepos 5 dienos. Ir visgi net nepaisant šio atidėjimo, tai buvo trečias SpaceX skrydis per 12 parų – dažnumo rekordas. Ateityje SpaceX vadovas Elonas Muskas tikisi net ir tą pačią raketą naujam skrydžiui paruošti per parą, bet kol kas tokia sparta dar nepasiekta.

***

Magnetinio lauko paprastumas. Labai supaprastintai Žemės magnetinį lauką galima pavaizduoti kaip dipolį – t. y. taip, tarsi lauką kurtų vienas cilindrinis magnetas su šiauriniu ir pietiniu poliais priešinguose cilindro galuose. Kas kelis šimtus tūkstančių metų šie poliai apsikeičia. Bet magnetinis laukas turi ir daugybę kitokių struktūrų. Dabar aptiktas vienas paprastas paaiškinimas vienai iš svarbiausių struktūrų – paleomagnetinei sekuliariajai variacijai. Aliaskoje ir šiaurės rytinėje Ramiojo vandenyno dalyje paimtų mėginių analizė parodė, kad magnetinio lauko nukrypimai nuo dipolio svyruoja maždaug 17000 metų periodu, kartais laukui sustiprėjant Europoje, kartais – Šiaurės Amerikoje. Šiuo metu jis yra sustiprėjęs Šiaurės Amerikoje, todėl magnetinis ašigalis nuo tikrojo pasisukęs būtent į tą pusę. Kas sukelia šiuos pokyčius, vis dar neaišku, bet šis atradimas padės tą paslaptį atskleisti. Tyrimo rezultatai publikuojami Earth and Planetary Science Letters.

***

Nuodingas Marso paviršius. Marso paviršiuje yra druskų, vadinamų perchloratais. Dabar laboratoriniais bandymais nustatyta, kad jų egzistavimas gerokai sustiprina ultravioletinės spinduliuotės pražūtingą poveikį bakterijoms. Marso paviršių pasiekia daug ultravioletinės spinduliuotės, bet iki šiol manyta, kad jos poveikis primityvioms gyvybės formoms nebūtinai yra labai žalingas. Perchloratų egzistavimas tą pakeičia iš esmės. Bandymų metu bakterijų bacillus subtilis mėginiai Marso sąlygomis buvo visiškai sunaikinti per mažiau nei minutę – daugiau nei 10 kartų greičiau, nei be perchloratų. Taigi tikimybė aptikti gyvybę Marse sumažėja, o jos ieškoti reikėtų ne paviršiuje, bet po paviršiumi, kur yra mažiau perchloratų arba neprasiskverbia ultravioletinė spinduliuotė. Tyrimo rezultatai publikuojami Scientific Reports.

***

Jupiteris ir Ijo. ©NASA

Savaitės paveiksliukas darytas prieš 38 metus, 1979-aisiais. Kodėl jį įdėjau čia? Nes tais metais būtent liepos 9 dieną Voyager zondas, skrisdamas pro Jupiterį, padarė šią nuotrauką. Prisiminę šį vaizdą, galime jį palyginti su 34 metais jaunesne Juno misija ir jos atsiųstais vaizdais.

***

Ramūs Titano ežerai. Pastaruoju metu vis šnekama apie naują NASA misiją į Saturno palydovą Titaną. Viena iš galimybių yra ten nuskraidinti plūduriuojantį zondą, kuris tyrinėtų metano ir etano ežerus bei jūras. Vienas galimas pavojus – audros ir bangos, kurios galėtų pakenkti zondui. Naujas tyrimas rodo, kad šis pavojus – nedidelis. Radaro duomenų analizė atskleidė, jog trijose didžiausiose Titano jūrose – Ligeia, Punga ir Kraken – bangų aukščiai siekia tik iki centimetro. Didelio masto lėtų bangų ten taip pat nėra – skysčių paviršiaus kampas su horizontu yra mažesnis, nei 2,5 laipsnio, išskyrus pačią šiauriausią Punga jūrą, kurioje jis – dvigubai didesnis. Taigi zondams nusileisti Titano jūrose turėtų būti patogu, o plūduriuoti ten – saugu. Tyrimo rezultatai publikuojami Earth and Planetary Science Letters.

***

New Horizons netikėtumas. New Horizons zondas šiuo metu skrenda Saulės sistemos objekto 2014 MU69 link. Misijos komanda nori kuo geriau išsiaiškinti, kas zondo laukia pakeliui, todėl stebi MU69 ir jo aplinką. Liepos pradžioje objektas praskrido tarp mūsų ir žvaigždės – tai vadinama okultacija. Stebėjimai, atlikti Žemėje iš Pietų Afrikos bei Argentinos bei kosmose skraidančiomis GAIA observatorija ir Hablu. Įdomiausia tai, kad paties objekto aptikti... tiesiog nepavyko. Tai gali reikšti, kad MU69 iš tikro yra ne vienas objektas, o labai porėtas akmenukų telkinys, laikomas gravitacijos ir išlikęs nepakitęs nuo Saulės sistemos formavimosi laikų. Taip pat gali būti, kad jis tiesiog yra labai blizgus, todėl atspindėta Saulės šviesa panaikina okultacijos sukuriamą žvaigždės pritemimą. Šiandien (liepos 10-ą) ir po savaitės, liepos 17 dieną, numatomos dar dvi okultacijos, kurios turėtų padėti geriau suprasti, kokio objekto link artėja New Horizons.

***

Atstumai Visatoje matuojami parsekais ir šviesmečiais. Parsekus dažniau naudoja mokslininkai, šviesmečiai dažnesni populiariuose pristatymuose, nors abu atstumai yra tokie beprotiškai dideli, kad nei vieną, nei kitą įsivaizduoti mūsų smegenys nelabai pajėgia. Apie tai, kiek visko telpa į šviesmetį, pasakoja Fraser Cain iš Universe Today:

***

Nesuprantama egzoplaneta. Jaunoje žvaigždžių grupėje aptikta žvaigždė su planeta, kurios egzistavimo nepavyksta paaiškinti dabartiniais modeliais. Žvaigždės amžius yra apie 14 milijonų metų – tokio amžiaus žvaigždės dažniausiai dar turi protoplanetinius diskus, kuriuose planetos auga, rydamos aplinkines dujas. Bet HIP 65426 turi tik vieną, 6-12 kartų už Jupiterį masyvesnę, planetą, nutolusią trigubai toliau, nei Neptūnas nuo Saulės. Anksčiau nebuvo aptikta planetų, kurios būtų taip toli nuo tokios jaunos žvaigždės; pagal dabartinį mūsų supratimą, būtų tikėtina, kad HIP 65426 turėtų vieną ar kelias gerokai masyvesnes planetas gerokai arčiau savęs. Pati žvaigždė irgi yra gana neįprasta – ji aplink savo ašį sukasi 150 kartų greičiau, nei Saulė. Vienas galimas tokios netikėtos konfigūracijos paaiškinimas – sistemoje buvo bent dvi planetos, ir jų tarpusavio gravitacinė sąveika vieną planetą nusviedė toli nuo žvaigždės, o kitą išvis išmetė iš sistemos. Bet šios, kaip ir kitų, hipotezių patvirtinimui ar paneigimui reikės daugiau stebėjimų ir analizės. Taip pat ši planeta gali būti naudinga planetų atmosferų tyrimams, nes tokiu atstumu nuo žvaigždės jos atmosferai nesvarbi žvaigždės spinduliuotės įtaka. Tyrimo rezultatai arXiv.

Pirmosios egzoplanetos buvo aptiktos ne prie į Saulę panašių žvaigždžių, o prie mirusių jų liekanų – neutroninių žvaigždžių. Tačiau žvaigždei baigiant gyvenimą ir sprogstant supernova, planetos turėtų būti sunaikintos. Iš kur tuomet pulsarai turi planetų? Ilgą laiką manoma, kad planetos prie pulsarų gali susiformuoti iš naujo. Dabar pateikti pirmieji netiesioginiai įrodymai, galimai patvirtinantys šią idėją. Prie santykinai netoli esančio pulsaro Geminga aptikta smūginė banga, susidaranti, kai žvaigždė lekia pro tarpžvaigždines dujas. Smūginės bangos šluojama medžiaga po truputį telkiasi aplink pulsarą – šiuo metu aplink jį susikaupę kelis kartus daugiau dulkių, nei Žemės masė. Iš šios medžiagos laikui bėgant gali susiformuoti naujos planetos, bet tai dar reikės įrodyti tolesniais stebėjimais. Tyrimo rezultatai publikuojami Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

***

Šimtas milijardų nykštukių. Ten, kur formuojasi žvaigždės, formuojasi ir mažesni objektai – rudosios nykštukės. Jų masės nesiekia 8% Saulės masės – kritinės ribos, reikalingos termobranduolinėms reakcijoms vykti. Taigi šios „nepavykusios žvaigždės“ švyti labai blausiai, ir tyrinėti jas yra sudėtinga. Dabar pirmą kartą pristatyti stebėjimų duomenys, kurie leido nustatyti tankaus jauno žvaigždžių spiečiaus RCW 38 narių masių pasiskirstymą. Iš jo paaiškėjo, kad spiečiuje žvaigždžių ir rudųjų nykštukių skaičiai yra gana panašūs. Taip pat nustatyta, kad žvaigždžių ir masyviausių rudųjų nykštukių masių pasiskirstymas šiame spiečiuje atitinka kitų spiečių ir žvaigždėdaros regionų duomenis, taigi galima daryti išvadą, kad žvaigždžių formavimosi efektyvumas ir jų masių pasiskirstymas nepriklauso nuo aplinkos tankio. Ekstrapoliuojant šiuos rezultatus visam Paukščių Takui apskaičiuota, kad mūsų Galaktikoje rudųjų nykštukių turėtų būti maždaug tiek pat, kiek ir žvaigždžių – apie 100 milijardų. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Greičiausios žvaigždės – pabėgėlės. Mūsų Galaktikos pakraščiuose žinoma apie porą dešimčių žvaigždžių, kurių greičiai – neįprastai dideli. Yra keletas hipotezių, iš kur jos galėtų atsirasti; pavyzdžiui, centrinė supermasyvi juodoji skylė gali suardyti šalia skrendančias dvinares žvaigždes, arba supernovų sprogimai dvinarėse gali jas išmesti tolyn iš galaktikos. Pernai buvo iškelta dar viena hipotezė – kad bent dalis šių hipergreitųjų žvaigždžių gali atlėkti iš Didžiojo Magelano debesies – palydovinės Paukščių Tako galaktikos. Apie tą idėją rašiau ir aš. Dabar pristatyti patikslinti skaičiavimai ir duomenų analizė rodo, kad tokia hipotezė yra labai tikėtina. Skaičiavimai rodo, kad iš Didžiojo Magelano debesies kas 300 tūkstančių metų gali išlėkti po vieną hipergreitą žvaigždę; tikėtinas jų gyvenimo trukmių pasiskirstymas leidžia spręsti, kad tokių žvaigždžių Paukščių Tako aplinkoje turėtų būti apie 10 tūkstančių. Didžioji jų dalis turėtų būti pietinėje dangaus pusėje, kur paieškų vykdyta gerokai mažiau, nei šiaurinėje – tai paaiškina, kodėl jų atrasta tiek nedaug. Šiuo metu žinomos hipergreitosios žvaigždės susitelkusios toje dangaus dalyje, kur jų pagal šį modelį ir turėtų būti daugiau. Šis modelis taip pat prognozuoja, kad kartais turėtume aptikti supernovų sprogimų, vykstančių labai toli nuo žvaigždėdaros regionų, nes masyvios hipergreitosios žvaigždės net ir per santykinai trumpus gyvenimus gali nulėkti toli nuo jų. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Nevalganti juodoji skylė. Garsi galaktikų pora, vadinama Sūkuriu, sukasi viena aplink kitą kelių šimtų milijonų metų periodu. Mažesnioji poros narė – NGC 5195 – reguliariai pralekia masyvesnės kompanionės pakraščiuose; dėl gravitacinės sąveikos mažesniojoje galaktikoje kiekvieno skrydžio metu susidaro dujų srautai, judantys galaktikos centro ir ten esančios 19 milijonų kartų už Saulę masyvesnės galaktikos link. Bet pati juodoji skylė medžiagos ryja labai nedaug: srautai ją „permaitina“ ir yra išpučiami lauk. Šį procesą atskleidžia naujausi radijo teleskopais gauti duomensy, kuriuose matyti didelės energijos dalelių srautai, lekiantys tolyn nuo galaktikos centro. Radijo ir rentgeno atvaizdų palyginimas rodo, kad šie srautai sukuria didesnio masto tėkmes, plintančias galaktikoje pastaruosius 1-2 milijonus metų. Panašios tėkmės stebimos ir įvairiose kitose galaktikose, tačiau NGC 5195 yra ekstremalus atvejis, nes juodajai skylei paduodama ypatingai daug medžiagos. Tyrimo rezultatai pristatomi šią savaitę vykstančiame Jungtinės Karalystės Nacionaliniame astronomų susitikime.

***

Tolimos galaktikos žvaigždėdara. Kuo tolimesnė galaktika, tuo sunkiau ją nagrinėti detaliai. Net ir galingiausi šiandieniniai teleskopai, tokie kaip Hablas, negali išskirti labai tolimų galaktikų sandaros. Tačiau jeigu galaktika yra gravitaciškai lęšiuota – tarp jos ir mūsų esanti medžiaga ištempė ir išdidino jos atvaizdą, galima pamatyti tokias detales, kokios kitu atveju lieka neįžiūrimos. Būtent taip, naudojantis Hablu, buvo išanalizuota galaktika kodiniu numeriu SGAS J111020.0+645950.8, kurios šviesa mūsų link keliauja daugiau nei 11 milijardų metų. Tam reikėjo ne tik detalių stebėjimų, bet ir naujos analizės programos, kuri leido pašalinti lęšiavimo sukuriamus galaktikos iškreipimus. Taip pavyko sužinoti, kad daugiau nei penktadalis žvaigždžių toje galaktikoje formuojasi daugybėje mažų – mažesnių nei 100 parsekų skersmens – žvaigždėdaros regionų, kurie kiekvienas atskirai yra labai panašūs į analogus vietinėje Visatoje. Anksčiau tokių mažų regionų išskirti nepavyko. Taigi iš principo žvaigždėdara tolimose ir aplinkinėse galaktikose (arba, analogiškai, dabar ir Visatos jaunystėje) vyksta labai panašiai, tiesiog seniau nebuvo pavykę to pamatyti. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Tokios naujienos šį pirmadienį. Kaip visada, laukiu jūsų klausimų ir komentarų.

Laiqualasse

Leave a Reply

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *