Kąsnelis Visatos CCXCVI: Pakitimai

Praeitą savaitę Elonas Muskas pristatė planus skrydžiams į Marsą, o gravitacinių bangų signalų sąrašas papildytas dar vienu. Taip pat buvo aiškinamasi apie Žemės kilmę, vandenį Marse ir aktyvių galaktikų skirtumus. Apie visa tai, kaip ir kitas įdomybes, skaitykite po kirpsniuku.

***

Orbitinių šiukšlių problema. Orbitoje aplink Žemę vis daugėja šiukšlių – palydovų nuolaužų ir panašių objektų, kurie kelia pavojų kitiems. Vis siūlomi būdai, kaip su jomis kovoti, bet bandymai dažniausiai atsimuša ne į technologinę, o į politinę sieną – kol kas pasaulio šalys nesugeba sutarti dėl vieningo plano. Tokio plano trūkumas leidžia pasireikšti dvišalėms ir panašioms tarptautinėms partnerystėms. Apie tai buvo kalbama rugsėjo pabaigoje vykusioje konferencijoje. Įvairių šalių – ypač JAV, Japonijos ir Australijos – atstovai joje pabrėžė dvišalio bendradarbiavimo svarbą, nes taip yra vystomos naujos technologijos, leidžiančios spręsti kosminių šiukšlių pašalinimo problemą. Kartais partnerystė gali sėkmingai vykti net tarp kitose srityse prastai sutariančių šalių, pavyzdžiui JAV ir Kinijos.

Kita kiek netikėtai skambanti partnerystė – JAV ir Rusijos bendras projektas, skirtas kosminei stočiai Mėnulio orbitoje pastatyti. Tokia stotis yra laikoma pagrindine kandidate pakeisti Tarptautinę kosminę stotį, kai ji sekančio dešimtmečio viduryje baigs darbą. Jau kurį laiką NASA rengia planus sukurti „Tolimojo kosmoso vartus“ - stotį, kuri galėtų būti naudojama į Mėnulį skrendančių ar iš ten grįžtančių laivų aptarnavimui bei į tolimesnį kosmosą skrendančių zondų kuro papildymui. Praeitą savaitę paskelbta, kad Rusijos kosmoso agentūra Roskosmos prisideda prie šio projekto. Tarptautinės kosminės stoties projekte JAV ir Rusija taip pat sėkmingai bendradarbiauja, nepaisydamos prastų tarptautinių santykių.

***

SpaceX Marso misija. Viena iš daugiausiai atgarsio sulaukusių praėjusios savaitės naujienų – SpaceX vadovo Elono Musko pareiškimas, jog skrydžiui į Marsą esminių problemų nebeliko. Taip pat jis pristatė naują raketos koncepciją, pavadintą BFR (Big Family-friendly Rocket, nors vidurinį žodį tai pats sugalvojau), kuri turėtų būti pigiausia kada nors skraidžiusi raketa, skaičiuojant kainą vienam skrydžiui, nes joje būtų dar daugiau daugkartinio naudojimo komponentų, nei dabartinėse Falcon. Per artimiausius 6-9 mėnesius planuojama pradėti pirmos BFR gamybą, o užbaigti pirmus du erdvėlaivius tikimasi iki 2022 metų. Tada jie galėtų skraidyti į Marsą, ieškoti ten tinkamiausios vietos kolonijai kurti, ir gabenti išteklius. Vėliau, gal net 2024 metais, ta pačia raketa į Marsą nuskristų ir žmonės. O Žemėje analogiškos raketos galėtų būti panaudotos žmonėms skraidinti iš vienos vietos į bet kurią kitą vos per vieną valandą.

SpaceX buvo ne vienintelė kompanija, pristačiusi didingas vizijas Adelaidėje vykusiame aeronautikos kongrese. Lockheed Martin parodė Marso nusileidimo/pakilimo modulio koncepciją. Modulis galėtų nuskristi iki Marso orbitos su kosmine stotimi, o vėliau skraidyti tarp jos ir planetos paviršiaus. Aišku, šis planas yra sudėtingesnis už SpaceX žmonių nusiuntimą į Marsą, bet nuo to ne mažiau įdomus. Kosminė stotis prie Marso – irgi Lockheed Martin planas, vystomas jau keletą metų. Šių idėjų iliustracijų daugiau rasite čia.

***

Webb teleskopas vėluoja. James Webb kosminio teleskopo, vadinamo Hablo įpėdiniu, paleidimas į orbitą atidėtas iki 2019 metų pavasario. Anksčiau buvo planuojama, kad jis pakils 2018 metų pabaigoje, taigi vėlavimas nėra didelis, ypač palyginus su tuo, kiek jau buvo atidėliojama ši misija – pirminis planas buvo jį paleisti dar 2007 metais. Atidėliojimas reikalingas, kad būtų galima atlikti visų sistemų atsparumo bandymus, nes paleidus teleskopą į orbitą, jo pataisyti nebebus įmanoma.

***

Anglies kiekis Žemėje. Žemė ir kitos uolinės planetos turi labai nedaug anglies – jos yra nemažai Žemės plutoje, bet palyginus su visos planetos mase, anglies gausa yra mažiau nei viena tūkstantoji. Tuo tarpu meteoroiduose ir kometose anglies gali būti iki dešimties procentų. Dabar sukurtas šį skirtumą paaiškinantis modelis: pagal jį, anglis iš centrinės Saulės sistemos dalies buvo tiesiog išgarinta Saulės jaunystėje. Jaunos žvaigždės žybsniai įkaitino protoplanetinį diską sudarančius planetoidus ir pakeitė jų cheminę sudėtį; anglis buvo išlaisvinta iš uolienų ir tapo dujomis, kurios į uolines planetas beveik nenusėdo. Toks scenarijus labai naudingas ir gyvybei – jei Žemėje anglies būtų per daug, mūsų planetą gaubtų tanki anglies dvideginio atmosfera, kuri neleistų atsirasti ir vystytis gyvybei. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Merkurijaus atmosferos pokyčiai. Merkurijus, artimiausia Saulei planeta, beveik neturi atmosferos, tačiau MESSENGER zondas ją vis tiek sugebėjo ištirti ir charakterizuoti. Viena iš atrastų įdomybių – ryškus skirtumas tarp rytinės ir vakarinės pusės, t. y. toje Merkurijaus pusėje, kur tuo metu yra rytas, matoma daug daugiau dulkių. Dabar šis reiškinys paaiškintas tuo, kad Merkurijaus orbita kertasi su daugybe priešinga kryptimi judančių mikrometeoroidų – jų smūgiai pakelia dulkes į atmosferą. Merkurijus aplink savo ašį sukasi labai lėtai, todėl dulkės rytinėje pusėje susikaupia ir sukuria pastebimą skirtumą nuo vakarinės pusės. Merkurijui judant orbita aplink Saulę, susidūrimų su mikrometeoroidais vieta keičiasi: priartėjus prie Saulės susidūrimai vyksta toliau į dieninę pusę, nutolus – labiau naktinėje. Tyrimo rezultatai arXiv.
***
Ledynai Marso pusiaujuje. Marso ašigaliuose yra daug vandens ledo, tačiau kol kas neaišku, kiek jo yra arčiau pusiaujo. Ankstesni stebėjimai, rodantys, kad Marso paviršiniai sluoksniai kai kuriose vietose yra nelaidūs radijo bangoms, buvo interpretuojami kaip vandens ledo egzistavimo požymis. Bet dabar nauja šių duomenų analizė ir naujas Marso paviršiaus evoliucijos modelis parodė, kad galima ir kitokia interpretacija: nelaidumas, pasireiškiantis kaip žema elektrinė skvarba, gali atsirasti tiesiog dėl to, kad tose vietose per milijardus metų prisirinko daug sauso smėlio. Vėjo atneštas smėlis nėra toks tankus, kaip vulkaninės kilmės uolienos, todėl jo elektrinė skvarba yra gerokai mažesnė, nei pastarųjų. Nors šis rezultatas sumažina tikimybę, kad Marso pusiaujuje yra daug vandens ledo, jis padės geriau interpretuoti radaro informaciją, o tai leis geriau nustatyti, kur vandens ledo rezervuarų yra. Tyrimo rezultatai publikuojami Geophysical Research Letters.

***

Kometos 67P paviršius. © ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA
Kometos 67P paviršius. © ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS /UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA

Savaitės paveiksliukas – nuotrauka, daryta dar prieš metus, bet tik dabar ištraukta iš duomenų. Pasirodo, Rosetta, prieš atsitrenkdama į kometos 67P paviršių, padarė dar vieną nuotrauką, kurioje matyti maždaug 1x1m kometos paviršiaus plotelis. Šiek tiek į dešinę nuo centro esantis akmuo yra maždaug kepurės dydžio. Apskritai kometos paviršius, žiūrint iš taip arti, kiek primena Saturno palydovą Titaną.

***

Kada nors ateityje, tikiuosi, aptiksime nežemišką civilizaciją ir galėsime su jais užmegzti draugiškus ryšius. Bet kontaktai greičiausiai bus palaikomi per didžiulį atstumą, taigi norint suprasti, ką sakome vieni kitiems, reikės kažkokių pagrindų. Pavyzdžiui, reikės susitarti, kaip matuojame laiką, atstumą ir masę. O tai bent jau šiais laikais gali sukelti šiokių tokių problemų. Apie tai – Minute Physics filmuke:

***

Skystas tarpžvaigždinis ledas. Laboratoriniais tyrimais nustatyta, kad tarpžvaigždinėje terpėje esantis ledas, veikiamas ultravioletinės spinduliuotės, gali elgtis kaip skystis. Ultravioletinė spinduliuotė, kurią skleidžia daugelis jaunų žvaigždžių, suardo dalį ledo molekulių jungčių ir priartina medžiagą prie skystos fazės. Grynas vandens ledas kaip skystis elgiasi 50-140 kelvinų, o ledas su organinėmis priemaišomis – 65-150 kelvinų temperatūroje (0 laipsnių Celsijaus atitinka 273 kelvinus). Panašios temperatūros egzistuoja protoplanetiniuose diskuose, taigi ten gali pasireikšti ledo skystumas. Šis efektas gali padėti dalelėms diskuose jungtis į vis didesnius darinius, kurie galiausiai virsta planetomis. Tyrimo rezultatai publikuojami Science Advances.

***

Skirtingai aktyvios galaktikos. Aktyvios galaktikos – tokios, kurių centruose į juodąją skylę krenta ir spinduliuoja daug medžiagos – yra įvairių tipų. Svarbiausi yra du, vadinami pirmuoju ir antruoju Seiferto tipais, pagal juos dar XX a. viduryje atskyrusį olandų mokslininką. Ilgą laiką buvo manoma, kad tai yra fundamentaliai skirtingi objektai, bet 1995 m. pasiūlytas jų apjungimo (unifikacijos) modelis, skirtumus aiškinantis tiesiog nevienodu žiūrėjimo kampu. Pagal šį modelį, I tipo galaktikų branduolius matome „iš viršaus“, o II - „iš šono“, todėl II tipo galaktikose nematome paties branduolio, o tik jo apšviestus dujų ir dulkių debesis aplink. Ir nors šis modelis tapo visuotinai pripažintas, daugelis mokslininkų teigė, kad vien tokio paaiškinimo nepakanka. Dabar pristatyti detalūs 836 stebėjimai, kurie leido nustatyti dar vieną esminį skirtumą tarp I ir II tipo galaktikų – jų aplinkos dulkėtumą. II tipo galaktikų branduoliai yra labiau dulkėti – pro dulkes sunkiau prasiskverbia spinduliuotė, o tai nulemia kitokią jų išvaizdą. Nauji rezultatai atskleidė, kad dulkių kiekis priklauso nuo medžiagos rijimo spartos: sparčiau medžiagą ryjantys galaktikų branduoliai skleidžia energingesnę spinduliuotę, kuri nustumia arba išgarina aplinkines dulkes, todėl šie branduoliai yra geriau matomi iš toli. Taigi I ir II tipo galaktikas skiria ne tik kryptis, iš kurios jas matome, bet ir jose pačiose vykstantys procesai. Šie rezultatai reiškia, kad ankstesniuose tyrimuose remiantis II tipo galaktikomis (kurias lengviau stebėti) darytos išvados apie visas aktyvias galaktikas turės būti peržiūrėtos. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature.

***

Gravitacinės bangos lokalizuotos. Praeitą savaitę aptiktas ketvirtas gravitacinių bangų signalas. Tai buvo dviejų juodųjų skylių, kurių masės siekė apie 30 ir apie 25 Saulės mases, susiliejimas, sukūrę 53 Saulės masių juodąją skylę ir beveik tris Saulės mases energijos išspinduliavęs kaip gravitacines bangas. Bet svarbioji atradimo dalis – ne juodųjų skylių masės, o tai, kad dabar pavyko žymiai tiksliau, nei pirmais trim atvejais, nustatyti šaltinio padėtį danguje. Tokią galimybė suteikė trečias detektorius VIRGO, esantis Italijoje, prisijungęs prie LIGO detektorių JAV. Trijų detektorių užfiksuotas signalas leido šaltinio poziciją užfiksuoti 60 kvadratinių laipsnių plote – 20 kartų mažesniame, nei ankstesnių signalų atveju. Ir šis, ir ateityje aptiksimi gravitacinių bangų šaltiniai galės būti sekami teleskopais, ieškant galimų elektromagnetinių bangų signalų, sklindančių iš to paties įvykio. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Juodųjų skylių atsiradimas. Kol kas vis dar neaišku, kaip susiformavo pirmosios supermasyvios juodosios skylės. Jos per mažiau nei milijardą metų po Didžiojo sprogimo pasiekė daugiau nei milijardą kartų už Saulės didesnę masę – tiek užaugti vien ryjant medžiagą būtų labai sudėtinga. Paprastai jų atsiradimo modeliuose teigiama, kad juodosios skylės susiformavo jau būdamos bent dešimčių tūkstančių Saulės masių, bet kyla klausimas, kaip tokios masės kūnas galėjo išlikti nesubyrėjęs į mažesnius fragmentus, panašiai kaip aplinkinėje Visatoje besiformuojantys žvaigždžių spiečiai. Dabar pasiūlytas vienas galimas proceso paaiškinimas. Remdamiesi detaliais skaitmeniniais modeliais, mokslininkai nustatė, kad praėjus maždaug 100 milijonų metų po Didžiojo sprogimo, Visatoje buvo daug viršgarsiniais greičiais judančių dujų srautų. Tokios dujos negalėjo efektyviai fragmentuoti, tačiau kaupėsi pirmuosiuose protogalaktiniuose tamsiosios materijos haluose. Ten jos galėjo suformuoti dešimčių tūkstančių Saulės masių debesis, kurie, pasiekę tokią masę, staigiai kolapsuodavo į juodąsias skyles. Tokioms juodosioms skylėms užaugti iki milijardo Saulės masių reikėtų dvigubai mažiau laiko, nei pradėjus nuo dešimties Saulės masių – užtektinai, kad galėtų egzistuoti nepraėjus nė milijardui metų po Didžiojo sprogimo. Tyrimo rezultatai publikuojami Science.

***

Tiek naujienų iš praėjusios savaitės. Kaip visada, laukiu jūsų klausimų ir komentarų.

Laiqualasse

Leave a Reply

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *