Kąsnelis Visatos CLXXXVI: Kolonijos

Kada kolonizuosime Marsą? Kur kitur Saulės sistemoje gyvens žmonės? Tokie klausimai rūpi tikrai ne vienam, nors ir yra susiję su tikrai tolima ateitimi. Apie šiuos dalykus, kaip ir apie kitas įdomybes – žvaigždėdaros aptikimą ir kitimą, planetų formavimąsi, keistus radijo signalus – skaitykite po kirpsniuku.

***

SpaceX Marso planai. SpaceX kuria galingą raketą Falcon Heavy ir planuoja Red Dragon įgulos kapsulę, kuria žmonės galėtų nuskristi į Marsą. Bet planus kartais tenka pakeisti – praeitą savaitę kompanijos vadovas Elonas Muskas padarė porą netikėtų pranešimų, kuriais planai yra reikšmingai sumenkinami. Visų pirma, jo teigimu, Falcon Heavy pirmasis skrydis visai gali būti nesėkmingas ir raketa gali nukristi ar net sprogti. Joje bus daugiau variklių, nei bet kurioje ankstesnėje, todėl jų visų koordinuoto darbo užtikrinimas yra didžiulis iššūkis. Jei raketa nuskris tiek, kad nukritusi nepažeistų pakilimo aikštelės, tai jau bus sėkminga bandymo baigtis. Kitame pranešime paskelbta, kad kuriamose Crew Dragon ir Red Dragon įgulos kapsulėse atsisakoma raketinių variklių, kuriais jos galėtų saugiai nusileisti sausumoje. Taigi Žemėje Crew Dragon kapsulė galės nusileisti tik parašiutais, o kaip bus su nusileidimu Marse – visiškai neaišku. Tokio pakeitimo priežastis – laiko stoka, neleidžianti išbandyti technologijos pakankamai, kad ją būtų saugu naudoti.

***

Praeitą savaitę suėjo 48 metai nuo pirmojo žmonių išsilaipinimo Mėnulyje. Ta proga galite pažiūrėti šio įvykio montažą, kurį 40-ųjų metinių proga sukūrė NASA Johnson kosminio centro darbuotojai:

***

Marsą formavęs smūgis. Mėnulis greičiausiai susiformavo, kai į Žemę atsitrenkė maždaug Marso dydžio planeta. Ar galėjo kažkas panašaus nutikti ir Marsui? Naujame straipsnyje teigiama, kad ši, jau senokai iškelta, hipotezė paaiškina ir Marso paviršiaus savybes, ir jo cheminę sudėtį, ir palydovų egzistavimą. Pagal šį modelį, į Marsą prieš 4 milijardus metų atsitrenkė maždaug Cereros dydžio kūnas, kuris nuplėšė nemažą dalį šiaurinio pusrutulio paviršiaus. Išmesta medžiaga suformavo įvairius palydovus, kurie vienas po kito arba pabėgo nuo Marso, arba nukrito ant planetos, kol dabar liko tik Fobas ir Deimas. Šiaurinėje Marso pusėje išsilydžiusios uolienos sustingo ir suformavo lygias žemumas. Taip pat atsitrenkęs kūnas po savęs paliko daug metalų ir kitų sunkių cheminių elementų, kurie iš pradžių nuskendo, o vėliau kai kur iškilo į Marso paviršių. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Pirmoji kolonija Titane. Kalbant apie žmonių kolonijas už Žemės ribų, daug dėmesio skiriama Marsui ir Mėnuliui. Kartais pašnekama apie kabančias stotis Veneroje. Bet galbūt vertėtų dairytis toliau, į Titaną? Saturno palydove yra tanki atmosfera, skysčiai paviršiuje, o Saulė, nors ir toliau, bet šildo pakankamai, kad būtų galima panaudoti jos energiją. Titano paviršiuje yra begalė angliavandenilių, kuriuos galima deginti ir išgauti energiją, kaip iš naftos ar panašių produktų Žemėje. Slėgis palydovo paviršiuje yra panašus į Žemės, taigi ten kiltų daug mažiau problemų dėl galimo staigaus atmosferos netekimo kolonijoje. Aišku, tai yra tik pasvarstymai – iki Titano nukeliauti daug sunkiau, nei iki Marso, ir planų tai daryti nėra ir turbūt ilgą laiką nebus, – bet idėja tikrai įdomi. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Plutono ir Charono aukščių žemėlapiai. ©NASA/JHUAPL/SwRI/LPI

Praėjus dvejiems metams po New Horizons praskridimo pro Plutoną, NASA paskelbė naujausius detaliausius nykštukinės planetos ir jos palydovo Charono žemėlapius, kuriuose spalvomis nurodytas skirtingų zonų aukštis virš (arba po) vidutinio paviršiaus aukščio. Čia ne taip lengva įžiūrėti garsiąją Plutono „širdį“ (Sputniko lygumą), tačiau kairioji jos dalis matoma kaip didžiulė žemuma ties žemėlapio viduriu. Giliausia Charono vieta – Caleuche įduba – yra net 14 kilometrų gylio, daugiau nei Marianų įduba Žemėje.

***

Keistas netolimas signalas. Balandžio ir gegužės mėnesį Arecibo radijo teleskopu buvo stebimos įvairios Saulei artimos mažos žvaigždės – raudonosios nykštukės. Signaluose buvo tikimasi aptikti galimai prie jų egzistuojančių planetų paliekamus pėdsakus. Vienos iš žvaigždžių, Ross 128, duomenyse netrukus aptiktas keistas signalas. Signalas susidėjo iš daugmaž periodiškų nepoliarizuotų radijo bangų pulsų. Keli pasiūlyti paaiškinimai – žvaigždės žybsniai ar kito objekto, patekusio į tą patį stebėjimo lauką, signalai – nepaaiškino visų signalo savybių. Praeitą savaitę baigti papildomi žvaigždės stebėjimai, atlikti kitais teleskopais, panašių signalų neaptiko. Taigi greičiausiai pirmasis keistas signalas buvo geostacionaraus palydovo skleidžiamos radijo bangos. Tai yra tikėtina, nes Ross 128 yra labai arti dangaus pusiaujo – plokštumos, kurioje skrieja ir geostacionarieji palydovai.

***

Raudonųjų taškelių stebėjimai. Pernai pradėtas „Blausaus raudono taškelio“ („Pale Red Dot“) projektas, kuriuo tyrinėjama artimiausia Saulei žvaigždė Kentauro Proksima, plečiasi. Jo išplėtimu, pavadintas „Red Dots Campaign“, ketinama ištirti daugybę artimų Saulei raudonųjų nykštukių – panašiai kaip darė Arecibo teleskopas pavasarį (žr. aukštesnę naujieną). Pirmasis paieškų taikinys – Barnardo žvaigždė, nuo mūsų nutolusi pusantro karto toliau, nei Kentauro Proksima. Žvaigždė bus stebima ir HARPS spektrografu, Čilėje, kuris leis labai tiksliai išmatuoti jos radialinį greitį, ir regimųjų, infraraudonųjų bei radijo bangų ruožuose, siekiant geriau suprasti pačioje žvaigždėje vykstančius procesus, kurie gali paslėpti planetos signalą arba duoti signalą, panašų į planetos.

***

Gama spinduliuotės spektras. Iš Paukščių Tako centro sklinda daug gama spinduliuotės – labai energingų spindulių. Dabar, išanalizavus skirtingų energijų gama spindulių pasiskirstymą Galaktikos centre paaiškėjo, kad pačius energingiausius spindulius skleidžiančios dalelės ten patenka į spąstus. Gama spindulius skleidžia labai energingi protonai, sąveikaujantys su fotonais ar magnetiniais laukais. Energingiausi protonai, pasirodo, ilgiau užsilieka Galaktikos Centrinėje molekulinėje zonoje – maždaug 200 parsekų skersmens tankių dujų žiede, juosiančiame Galaktikos centrą. Kaip paaiškinti šį protonų judėjimo skirtumą, kol kas nežinia, nes standartiniai modeliai teigia, kad energingesnės dalelės turėtų sąveikauti silpniau, tad ir pabėgti turėtų greičiau. Kaip bebūtų, šie rezultatai turės būti įtraukiami į energingų dalelių judėjimo ir sąveikų modelius, kuriais tyrinėjama energingų procesų, tokių kaip supernovų sprogimai ar centrinės juodosios skylės aktyvumas, Galaktikoje istorija. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Paukščių Tako istorija. Reta galaktika formuojasi izoliuota. Net ir Paukščių Takas, kurio artimiausia didelė kaimynė yra Andromeda, praeityje patyrė ne vieną susiliejimą su mažesnėmis palydovinėmis galaktikomis. Anksčiau buvo manoma, kad susiliejimų pėdsakų rasti galima tik Paukščių Tako hale, kur senų galaktikų liekanos skraido kaip žvaigždžių srautai, arba diske kaip pavienes „keistas“ žvaigždes. Bet dabar nauja Paukščių Tako disko struktūros analizė atskleidė, kad diskas yra ne tolygus, o banguotas. Bet koks banguotumas laikui bėgant turėtų mažėti, o sukelti jį gali susiliejimai. Taigi senovinių susiliejimų pėdsakai vis dar matomi bendroje Paukščių Tako disko struktūroje. Tokie atradimai padeda patikrinti ir patikslinti Paukščių Tako ir kitų galaktikų evoliucijos modelius. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Žvaigždėdaros proceso aptikimas. Yra įvairių būdų, kaip galima aptikti ir nagrinėti žvaigždžių formavimąsi. Kartais galime stebėti pavienes besiformuojančias žvaigždes, kartais – jų spinduliuotę. Dabar pasiūlytas dar vienas būdas, besiremiantis dinaminiu jaunų žvaigždžių poveikiu aplinkai. Jau seniai žinoma, kad besiformuojančios žvaigždės spjaudosi čiurkšlėmis, kurios gali išstumdyti aplinkines dujas. Taip sukuriamos didelės masės tėkmės (High-mass outflows, HMOs), kurių egzistavimas gali padėti aptikti giliai debesyse besiformuojančias žvaigždes ir nustatyti jų savybes. Tyrimu taip pat įrodyta, kad masyvios žvaigždės besiformuodamos irgi išmeta čiurkšles; seniau buvo manoma, kad galbūt tą daro tik mažos masės žvaigždės. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Spiralės ir skylės. Supermasyvių juodųjų skylių, esančių galaktikų centruose, masės koreliuoja su įvairiais galaktikų parametrais, pavyzdžiui galaktikos žvaigždžių mase ar jų greičių dispersija. Dar viena įdomi koreliacija – sąryšis su galaktikos disko spiralinių vijų susiglaudimu. Pastarasis matuojamas kampu, kurį vija sudaro su linija, statmena jungiančiai priešingų vijų galus: jei kampas yra 0 laipsnių, vijos taptų apskritimu, o 90 laipsnių kampas reikštų, kad vija ištįsta kaip linija tiesiai tolyn nuo galaktikos centro. Daugumos galaktikų spiralinių vijų atsilenkimo kampai yra tarp 5 ir 25 laipsnių. Jau daugiau nei prieš 10 metų buvo pastebėta, kad egzistuoja ryšys tarp šio kampo ir supermasyvios juodosios skylės masės, o dabar šis sąryšis detalizuotas žymiai didesniu duomenų rinkiniu. Nustatyta, kad kuo mažesnės masės juodoji skylė yra galaktikos centre, tuo sparčiau nuo centro tolsta jos spiralinės vijos. Ryšio egzistavimo priežastis kol kas neaiški – tai negali būti tiesioginis juodosios skylės gravitacijos poveikis, o ir apskritai, juodųjų skylių poveikis galaktikų diskams yra dar labai menkai ištirtas. Bet šis atradimas leis lengvai įvertinti tikėtiną juodosios skylės masę galaktikoje, pažiūrėjus vien į jos disko nuotrauką. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Dujos tolimuose spiečiuose. Prieš 10 milijardų metų Visatoje žvaigždės formavosi vidutiniškai dešimt kartų sparčiau, nei dabar, o nuo tada ši sparta po truputį mažėjo. Yra daug galimų tokios evoliucijos paaiškinimų. Dabar nauji stebėjimai bent dalinai patvirtina vieną iš jų: senovėje galaktikose buvo daugiau šaltų molekulinių dujų, iš kurių formuojasi žvaigždės. Ištyrus vienuolika spiečių, kurių šviesa iki mūsų keliavo vidutiniškai 9,5 milijardo metų, nustatyta, kad jų galaktikose yra gerokai daugiau molekulinių dujų, nei panašiose ne spiečių galaktikose. Toks rezultatas yra gana netikėtas, nes galaktikai krentant į spiečių, ji turėtų netekti didelės dalies dujų, tačiau atrodo, kad Visatos jaunystėje dujų pašalinimas nebuvo toks efektyvus. Spiečių ir ne spiečių galaktikose esančių dujų kiekis, Visatai senstant, mažėja gana panašiai, tačiau tampa vis panašesnis tarpusavyje. Taigi senovėje žvaigždžių formavimasis galėjo būti santykinai intensyvesnis spiečiuose, ir tai bent iš dalies gali paaiškinti, kodėl jis buvo intensyvesnis apskritai. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Štai tokios naujienos iš praėjusios savaitės. Kaip įprasta, laukiu jūsų klausimų ir komentarų.

Laiqualasse

One comment

  1. Dėl Marso ir SpaceX: kaip supratau, pradingus galimybei nusileisti nebėra minčių ir apie drakonų misijas į Marsą (numatomoje ateityje), o bet tačiau kelis kartus pastarąją savaitę buvo patvirtintas mažesnio ITS varianto kūrimas. Pagal Musko užuominą spekuliuojama apie ne platesnę nei 9m diametro pirmą pakopą (pernykščio pasiūlymo lyg ir buvo 12m), ko pasėkoje ir keliamoji galia mažėja bent perpus. Daugiau detalių žadama paskelbti konferencijoje rugsėjo pabaigoje.
    Spėsiu, kad čia susidėjo kelios aplinkybės: greta technologinių iššūkių suderinti drakono karščio skydą, norimų savybių kapsulės formą ir nusileidimo kojas prisidėjo nedidelis NASA entuziazmas, tačiau svarbiau, kad pati falcon heavy + antra pakopa/drakonas architektūra neatrodo perspektyvi konkuruojant su blue orgin new glenn. O tai gali prasidėti jau 202x pradžioje. Čia galima paminėti palyginus komplikuotą fh konstrukciją, neproporcingai raketos galimybėms siaurą fairingą/pakopos diametrą, problemas modifikuojant antrą pakopą galimybei nusileisti/būti vėl panaudotai (naujas industrijos gralis, galintis kartais atpiginti paslaugas), galiausia abiejų pakopų naudojamą kurą – atrodo pakartotiniam panaudojimui optimalesnis metanas, kurį renkasi tiek BO su NG, tiek SpaceX su ITS. Taip pat fh architektūros/technologijų vystymas labai jau neoptimaliai persidengia su ITS vystymų, kas kainuoja pinigų, laiko ir žmogiškųjų išteklių.
    Mini ITS sprendžia visas šias problemas, tik tiek kad panašu nebus išnaudotas ne tik 2018, bet ir 2020 langas skrydžiams į Marsą. Kita vertus 2022/2024-ieji mažesnio ITS pirmiems skrydžiams (ir ko gero 2026/2028 pirmiems skrydžiams į Marsą su žmonėmis) atrodo gerokai realesni, nei didesnio, net neatsižvelgiant į kompanijos padėti rinkoj likus prie fh. Taigi, išsilaikanti Marso kolonija tolsta, bet pirmos žmonių misijos ir gerokai didesnės/pigesnės kėlimo į orbitą galimybės priartėja.

Komentuoti: Linas Atšaukti atsakymą

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *