Kąsnelis Visatos CCLXXXVII: Planetos ir palydovai

Praėjusią savaitę galbūt buvo atrastas pirmasis egzomėnulis, taip pat sužinojome šį tą apie egzoplanetų įvairovę. Dar Cassini duomenys pažėrė naujienų apie Titaną, o tolimų galaktikų duomenys – apie Visatos struktūrą. Kaip visada, skaitykite naujienas po kirpsniuku.

Ateinančią savaitę Kąsnelio nebus, nes pabėgu savaitei į miškus. Bet grįžęs parašysiu dvigubą už dvi savaites.

***

Kosmoso tyrimų finansavimas. JAV Senatas praeitą savaitę patvirtino NASA biudžetą 2018 metams. Agentūrai kitąmet bus skirta 19,53 milijardo dolerių – beveik puse milijardo daugiau, nei siūlė Prezidento administracija, bet beveik 340 milijonų mažiau, nei siūlė Atstovų rūmai. Pagal šį biudžetą, kurio visos detalės dar neatskleistos, turėtų būti skiriama pinigų NASA Švietimo skyriui, kurį Prezidento administracija norėjo panaikinti; taip pat daug lėšų skiriama Space Launch System raketai-nešėjai ir Orion įgulos kapsulei. Mokslinėms programoms numatyta 5,57 milijardo dolerių – 290 milijonų mažiau, nei siūlyta Atstovų rūmuose. Bendrai paėmus, biudžetas yra šiek tiek didesnis, nei šių metų 19 milijardų.

Tuo tarpu Britanijos karalienė oficialiai paskelbė įstatymą, kuriuo Britanijoje leidžiama kosmouostų statyba ir vystymas. Tai sudarys galimybes plėstis kosmoso pramonei, galbūt net atvers suborbitinių komercinių skrydžių per Atlantą duris, bet svarbiausia – sudarys daugybę galimybių naujiems moksliniams ir ypač medicininiams tyrimams. Vienas iš svarbiausių pliusų – kosmoso pramonės stiprėjimas reikš, kad vis daugiau žmonių galės keliauti į kosmosą, o tai leis tirti jų sveikatą ir mikrogravitacijos, kosminės spinduliuotės ir kosminių skrydžių poveikį jai. Taip daug geriau suvoksime ir galimus pavojus astronautams, keliausiantiems į tolimas kosmines misijas.

***

NASA jau daugiau nei šešerius metus kuria naujos kartos raketas-nešėjas Space Launch System, kurios leis žmonėms skristi į Mėnulį, Marsą ir galbūt net dar toliau. Kokie yra šio projekto tikslai ir vizija, savaitės filmuke pasakoja Fraser Cain:

***

Tolimojo kosmoso vartai. Viena iš ilgalaikio NASA plano dalių – kosmoso infrastruktūros aplink Žemę kūrimas. Šios infrastruktūros dalis yra orbitinė stotis, kurioje galėtų gyventi ir dirbti astronautai, parkuotis erdvėlaiviai, vykti moksliniai tyrimai. Panašu į Tarptautinę kosminę stotį, tik atnaujinta netolimai ateičiai, kai žmonės skraidys į Marsą ir gal net toliau. Šios stoties statybas NASA patikės vienai ar kelioms kosmoso pramonės kompanijoms. Praeitą savaitę paskelbta, kad viena iš jų gali būti Lockheed Martin, su kuria pasirašyta Antros stadijos (Phase II) technologijos vystymo sutartis. Kompanija per 18 mėnesių turės pastatyti planuojamos stoties modelį Žemėje, kur bus ištirtas jo funkcionalumas prieš kuriant skrydžiui į kosmosą paruoštą variantą. Lockheed Martin jau statė MAVEN ir Juno zondus, taigi patirties kosmoso tyrimuose turi daug.

***

Vanduo Mėnulio gelmėse. Ilgą laiką buvo manoma, kad Mėnulyje vandens jei ir yra, tai nebent arti ašigalių esančiuose krateriuose, kur niekada nešviečia Saulė. Mėnulio susiformavimo modelis, pagal kurį mūsų palydovas atsirado, kai į jauną Žemę trenkėsi maždaug Marso dydžio kūnas Tėja, prognozavo tokias aukštas Mėnulį suformavusios medžiagos temperatūras, kad vanduo ten tiesiog negalėjo išsilaikyti. Apollo misijų astronautų pargabentuose mėginiuose buvo aptikta šiek tiek vandens molekulių, įkalintų uolienose, bet tai buvo laikoma anomalijomis. Visgi dabar nauji stebėjimų duomenys, surinkti Indijos Mėnulio zondu Chandrayaan-1, parodė, kad vulkaninės kilmės uolienos Mėnulio paviršiuje sugeria daug tokių spindulių, kokius sugeria vandens ir hidroksilo molekulės. Tai reiškia, kad jose yra daug vandens – apie 150 milijonųjų dalių, arba 0,015% masės. Šios uolienos į paviršių buvo išmestos senovėje ugnikalnių išsiveržimų metu, taigi kadaise buvo Mėnulio mantijoje. Taigi daug vandens turėtų būti ir Mėnulio mantijos uolienose. Ateityje žmonės, gyvenantys stotyse Mėnulio paviršiuje, galės tas uolienas apdoroti ir iš jų išgauti vandenį. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature.

***

Saturno B žiedo pakraščio kalnagūbriai. ©NASA/JPL/Space Science Institute
Saturno B žiedo pakraščio kalnagūbriai. ©NASA/JPL/Space Science Institute

Savaitės paveiksliukas darytas dar 2009 metais, bet parinkau jį dėl gerokai senesnio įvykio. 1610 metais liepos 30 dieną Galileo Galilėjus pirmą kartą pamatė Saturno žiedus. Tada jis dar nesuprato, kad tai yra žiedai – piešė Saturną kaip planetą su ausimis ar trinarę planetą, bet visgi tai buvo Saturno tyrimų pradžia.

***

Prebiotinės molekulės Titane. Gyvybės atsiradimas buvo laipsniškas procesas. Prieš pirmąjį tikrai gyvą organizmą buvo virtinė vis sudėtingesnių junginių ir jų apykaitos ciklų, kurie galiausiai davė pradžią atsikuriančiai gyvai sistemai. Per trylika metų nuo 2004-ųjų vis daugiau šios virtinės analogų randame ir Saturno palydove Titane. Paskutines dienas skaičiuojančio Cassini zondo duomenų analizė atskleidė, jog Titano atmosferoje egzistuoja anglies grandinės anijonai - neigiamą krūvį molekulės, dalyvaujančios įvairių sudėtingesnių molekulių formavimosi reakcijose. Taip pat rasta įrodymų, kad tokios reakcijos vyksta ir Titane – anijonų daug yra aukštai atmosferoje, o arti Titano paviršiaus jos užleidžia vietą aerozoliams, į kuriuos greičiausiai pavirsta. Tyrimo rezultatai publikuojami Astrophysical Journal Letters.

Kitame tyrime Titano atmosferoje aptikta sudėtinga molekulė – vinilo cianidas. Iš tokių molekulių susidaro membranos, leidžiančios formuotis chemiškai nuo aplinkos besiskiriantiems maišeliams – vezikulėms. Juose vykstančios reakcijos teoriškai galėtų duoti pradžią gyvybei. Aišku, apie gyvybę Titane kalbėti dar toli gražu per anksti, bet šis atradimas parodo, kad Titane gali egzistuoti sudėtingų cheminių reakcijų grandinės. O jos, kaip minėta aukščiau, yra reikalingos gyvybės atsiradimui. Tyrimo rezultatai publikuojami Science Advances.

Paskutiniai Cassini mėnesiai iki rugsėjo 15 dieną planuojamo įkritimo į Saturną skirti planetos prieigų tyrimams. Vienas iš svarbių duomenų yra planetos magnetinio lauko struktūra. Naujausi duomenys parodė, kad Saturno magnetinio lauko ašis beveik tiksliai sutampa su sukimosi ašimi. Tai sukelia ir problemų – jei kampas tarp šių ašių būtų didesnis, būtų lengviau išmatuoti Saturno paros ilgį. Dabar jo padaryti praktiškai neįmanoma. Saturno paviršiaus sluoksniai juda skirtingais greičiais skirtingose platumose, taigi nustatyti vieną sukimosi periodą neįmanoma. Magnetinio lauko ašies sukimasis būtų leidęs tą padaryti, bet esant labai mažam kampui, neįmanoma nustatyti ir šio sukimosi spartos.

***

Mažai palaidų planetų. Mažos žvaigždės ir didelės planetos skiriasi ne taip ir daug – jos net formuotis gali labai panašiai. Tokiu atveju, jei planeta formuojasi pavienė, o ne aplink žvaigždę esančiame protoplanetiniame diske, ji tampa „palaida“ - skrajojanti laisvai kosmose. 2011 metais daryta apžvalginių stebėjimų analizė leido daryti išvadą, jog maždaug Jupiterio masės laisvai skrajojančių planetų Paukščių Take gali būti net dvigubai daugiau, nei žvaigždžių. Bet dabar, naudodami šešis kartus didesnį duomenų rinkinį, mokslininkai nustatė, jog laisvų planetų yra gerokai mažiau. Jupiterio dydžio laisvų planetų neturėtų būti daugiau, nei viena planeta keturioms žvaigždėms. Tiesa, mažesnių laisvų planetų gali būti tris kartus daugiau, nei Jupiterio dydžio, taigi bendras laisvųjų planetų skaičius yra tik du kartus mažesnis, nei buvo nustatyta seniau. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature.

***

Aptiktas pirmasis egzomėnulis? Apie egzomėnulius – egzoplanetų palydovus – kalbama ne vienerius metus, mat jie gali būti puiki terpė gyvybei egzistuoti. Dabar paskelbta apie galimą pirmą egzomėnulio aptikimą. Analizuojant Keplerio teleskopo duomenis atrastas tranzito signalas, bylojantis, kad prie planetos Keplerio-1625 b yra ir palydovas. Šis rezultatas atrodo statistiškai patikimas, tačiau iki atradimo patvirtinimo dar reikia papildomų stebėjimų, kuriuos ketinama atlikti su Hablo teleskopu. Taip pat Keplerio duomenų statistinė analizė leido įvertinti, kad į didžiuosius Jupiterio palydovus panašių egzomėnulių yra mažiau nei prie 38% dujinių planetų, o tikėtiniausias jų dažnumas – apie 16% planetų. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Galaktikos spinduliuotės pasiskirstymas. Iš kur atsklinda fotonai, kuriuos pagauna mūsų teleskopai? Ne visų jų kryptys yra tiesios – kai kurie yra sugeriami ir daug kartų perspinduliuojami. Dabar pirmą kartą pristatytas Paukščių Tako spinduliuotės pernašos modelis, parodantis, kaip mūsų Galaktikoje sklinda visų elektromagnetinių bangų – nuo radijo iki gama – spinduliuotė. Šios žinios padeda geriau suprasti Galaktikos struktūrą, nes būdami Galaktikos viduje, sunkiai galime tyrinėti jos globalias savybes. Taip pat modelis leidžia nustatyti, kur formuojasi kosminiai spinduliai – ypatingai aukštos energijos elektringos dalelės, – kurie, sąveikaudami su žemos energijos fotonais, sukuria gama spindulius. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Gama žybsnio detalės. Vienas iš būdų susiformuoti juodajai skylei – supernovos sprogimas. Ypatingai masyvios žvaigždės sprogdamos paskleidžia ir kryptingą gama spindulių žybsnį. Gama spinduliai jau daugiau nei dešimtmetį stebimi visoje Visatoje ir tyrinėjami įvairiuose bangų ruožuose. Praeitą savaitę paskelbta pernykščio žybsnio GRB 160625B regimųjų spindulių stebėjimų duomenų analizė. Ji atskleidė, kad regimieji spinduliai, sklindantys iš šio žybsnio, yra stipriai poliarizuoti – tai reiškia, kad žybsnį sukėlusią medžiagą kerta tvarkingo ir vientiso magnetinio lauko linijos. Spinduliuotės spektras nurodo, kad magnetinis laukas iškilo iš sprogstančios žvaigždės gelmių kartu su pabėgančia medžiaga, tačiau medžiagos sklaidymasis sprogimo metu padaro lauką šiek tiek netvarkingą. Kai magnetinis laukas darosi vis mažiau tvarkingas, spinduliuotei vis daugiau įtakos turi medžiagos vėsimo procesai, o ne magnetinio lauko ir medžiagos sąveika. Tai yra pirmas kartas, kai regimųjų spindulių poliarizacija gama spindulių žybsnyje išmatuota praktiškai nuo pat jo pradžios. Ateityje, surinkus daugiau duomenų iš kitų žybsnių, bus galima nustatyti, kiek tipiškas yra aukščiau aprašytas procesas. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature.

***

Trimatė galaktikų informacija. Galaktikas danguje matome suprojektuotas į dangaus skliautą, t. y. gana lengvai galime nustatyti jas sudarančių struktūrų (žvaigždžių, spiečių, kartais – ir dujų telkinių) dvi koordinates, bet ne trečiąją – atstumą nuo mūsų. Atstumą kartais gali pakeisti judėjimo greičio informacija: pastarąją lengva gauti būtent radialine kryptimi, t. y. išmatuoti, kaip greitai objektas nuo mūsų tolsta ar artėja mūsų link. Bet ir tą padaryti nėra labai lengva, reikia labai detalių galaktikos stebėjimų. 2013 metų kovo mėnesį pradėti apžvalginiai dangaus stebėjimai su nauju prietaisu SAMI, kuris vienu metu gali detaliai stebėti ir matuoti objektų judėjimo greičius dangaus plote, keturis kartus didesniame už Mėnulio pilnatį. Dabar paskelbti pirmieji apžvalgos duomenys, kuriuose yra 772 galaktikų informacija. Tai sudaro apie penktadalį visų planuotų stebėjimų. Duomenys apima cheminę galaktikų sudėtį ir dujų judėjimą skirtingose galaktikų dalyse. Šie duomenys gerokai pagilins supratimą apie galaktikų evoliuciją, nors jų analizė užtruks ne vienerius metus. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Tamsybių judėjimo žemėlapis. Sudaryti trimatį Visatos struktūrų žemėlapį – nelengva užduotis. Dar sunkiau yra nustatyti, kaip tos struktūros juda, bet dabar grupė mokslininkų tą padarė, pasinaudodami tais pačiais struktūros žemėlapiais ir tikimybiniu modeliavimu. Pasinaudoję daugiau nei 900 tūkstančių galaktikų duomenis turinčiu SDSS katalogu, jie išanalizavo, kaip galėjo susiformuoti jų išsidėstyme matomos gijos, plokštumos ir kitos struktūros. Tai leido nustatyti tikėtinus medžiagos – ir regimosios, ir, svarbiausia, tamsiosios – judėjimo greičius ir kryptis. Rezultatai iš pirmo žvilgsnio neatrodo labai netikėti, bet jų yra daug, taigi detali analizė užtruks. Šiais rezultatais bus galima patikrinti kosmologinius Visatos struktūrų formavimosi modelius. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Štai tiek žinių iš praėjusios savaitės. Kaip visada, laukiu jūsų klausimų ir komentarų.

Laiqualasse

One comment

Leave a Reply

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *