Kąsnelis Visatos CCXCVIII: Žybsniai

Apie didžiausią šios savaitės, mėnesio, turbūt ir metų astronominį atradimą - gravitacines bangas iš neutroninių žvaigždžių - rašyta kitur, tai šiame kąsnelyje apie juos nieko nerasite, bet kitų naujienų - apstu. Mikrožybsniai Saulėje, metano audros Titane, planetų ir žvaigždžių formavimasis - visa tai laukia jūsų žemiau. Tad žiūrėkite po kirpsniuku ir gero skaitymo!

***

Elonas Muskas neseniai paskelbė apie SpaceX planus sukurti naujos kartos raketą BFR ir nuskraidinti žmones į Marsą jau 2024 metais. Apie tai plačiau Fraser Cain pasakoja savaitės filmuke:

***

Mikrožybsniai Saulės vainike. Saulės vainikas - labai retų dujų zona, gaubianti mūsų žvaigždę - yra apie milijono laipsnių temperatūros. Tuo tarpu Saulės paviršius - tik 5700 laipsnių. Tokia temperatūros inversija kol kas nėra paaiškinta. Dabar rasta įrodymų, kurie paremia vieną iš hipotezių. Naudodami "raketą-observatoriją" (į artimą kosmosą pakylančią, bet orbitoje nepasiliekančią, raketą, prikimštą stebėjimo instrumentų) astronomai Saulės atmosferoje aptiko rentgeno spindulių. Iš principo tai nėra stebėtina, tačiau šiuo atveju spinduliai aptikti atmosferos srityje, kurioje nematyti jokių dėmių ar žybsnių. Tikėtiniausias šių spindulių egzistavimo paaiškinimas - vadinamieji "nanožybsniai", mažyčiai sprogimai, iš principo labai panašūs į Saulės žybsnius, tik gerokai mažesnio mastelio. Vieno nanožybsnio metu išsiskiria milijoną-milijardą kartų mažiau energijos, nei įprastame žybsnyje. Tokie žybsniai gali įkaitinti plazmą Saulės aplinkoje ir sukurti vainiką. Tiesa, šis atradimas dar neįrodo, kad nanožybsniai tikrai gali įkaitinti plazmą pakankamai, bet tai - žingsnis tokio įrodymo link. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Astronomy.

***

Marso kopa. ©NASA/JPL-Caltech/Univ. of Arizona
Marso kopa. ©NASA/JPL-Caltech/Univ. of Arizona

Marso paviršiuje yra labai daug smėlio. Kartais net audros kyla, nepaisant to, kad Marso atmosfera gerokai retesnė, nei Žemės. Smėlio smiltys nuolatos trinasi tarpusavyje ir mažėja, taigi kiekvienos smilties gyvavimo laikas yra baigtinis, ir gerokai trumpesnis už planetos gyvavimo trukmę. Todėl smėlynų egzistavimas reiškia, kad smėlis nuolatos turi atsinaujinti. Iš kur tas smėlis atsiranda? Šioje Marso apžvalgos zondo (MRO) nuotraukoje matyti kopa, sudaryta greičiausiai iš smiltainio ar panašios uolienos, ardoma vėjo erozijos. Jos nuobiros papildo Marso smėlynus.

***

Metano liūtys Titane. Titanas - didžiausias Saturno palydovas - yra vienintelis Saulės sistemos kūnas, neskaitant Žemės, kurio paviršiuje randame ežerų, upių ir jūrų. Tiesa, jose skystas yra ne vanduo, o metanas ir etanas. Šių angliavandenilių apytakos ciklas atitinka vandens apytakos ratą Žemėje. Dabar nustatyta, kad Titane greičiausiai kartais - truputį rečiau nei vieną sykį per Titano metus, kurie atitinka 29 Žemės metus - žliaugia stiprios liūtys. Jau seniau Titano paviršiuje buvo aptiktos struktūros, panašios į liūčių sukeliamas Žemėje - tėkmių paliktos išgraužos ir nuosėdos. Bet vidutinė Titano kritulių sparta yra bent dešimt kartų per maža, kad tokias struktūras sukurtų. Naujame tyrime mokslininkai sukūrė skaitmeninį Titano atmosferos ir metanosferos (hidrosferos analogo) modelį. Iš jo paaiškėjo, kad liūtys Titane gali įvykti visose platumose, bet labiausiai tikėtinos yra prie pusiaujo - šis rezultatas atitinka ir nuošliaužų pasiskirstymą. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Geoscience.

***

Nykštukės Haumėjos žiedas. Atrodo, kad žiedai aplink dangaus kūnus yra labiau taisyklė, nei išimtis. Apie didžiųjų planetų žiedus žinome jau seniai - nors jie neprilygsta Saturno, bet ir Jupiteris, ir Uranas bei Neptūnas turi žiedus. Prieš keletą metų žiedas aptiktas juosiantis asteroidą Chariklą. O dabar nustatyta, kad žiedą turi ir nykštukinė planeta Haumėja, esanti Saulės sistemos pakraštyje. Šių metų sausį Haumėja praskrido prieš tolimą žvaigždę - šis įvykis leido geriau suprasti jos formą ir dydį. Analizuojant duomenis netikėtai paaiškėjo, kad planetą juosia beveik 2300 km spindulio 70 km pločio žiedas. Žiedo plokštuma beveik sutampa su Haumėjos sukimosi plokštuma ir jos palydovo Hiijakos orbitos plokštuma. Stebėjimais taip pat patikslintas Haumėjos dydis - ilgiausias skersmuo yra bent 2322 km - ir tankis, kuris nesiekia 1900 kilogramų kubiniam metrui. Taigi Haumėja yra sudaryta iš retų, greičiausiai porėtų, uolienų. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature.

***

Proksima b - žalia. Artimiausios mums egzoplanetos Proksimos b atmosfera gali būti žalia. Tiesa, ne dėl to, kad planetos paviršiuje yra žalios augmenijos. Žalią spalvą sukurti gali pašvaistės, jei tik atmosferoje yra deguonies. Pašvaistės Proksimoje b turėtų būti bent šimtą kartų stipresnės, nei Žemėje, nes Kentauro Proksimos aktyvumas yra panašus kaip Saulės, o planeta prie žvaigždės - gerokai arčiau. Pašvaistės egzistavimas galėtų būti panaudotas nepriklausomam planetos aptikimui bei jos savybių, tokių kaip orbitos ištemptumas bei ašies posvyris į orbitos plokštumą, nustatymui. Tyrėjai apskaičiavo, kad ties deguonies skleidžiamos žalios spinduliuotės bangos ilgiu Proksimos b spinduliuotė turėtų sudaryti apie vieną milijonąją žvaigždės spinduliuotės dalį. Tokią silpną spinduliuotę aptikti kol kas neturime galimybių, bet pasinaudojant žvaigždę uždengiančiu prietaisu koronografu turėtų būti įmanoma tyrinėti šios, ir galbūt kelių kitų artimų egzoplanetų, pašvaistes. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Žvaigždžių formavimosi ingredientai. Žvaigždės formuojasi ten, kur yra šaltų tarpžvaigždinių dujų sankaupos. Dažniausiai tose sankaupose vandenilis vėsdamas susijungia į molekules, tačiau ne visada. Jau daug metų nerimsta diskusijos, ar žvaigždžių formavimosi sparta tvirčiau koreliuoja su molekulinio, ar su viso vandenilio pasiskirstymu. Dabar aptikti įrodymai, kad teisingesnė yra pastaroji koreliacija. ALMA submilimetrinių bangų teleskopu nufotografavus žvaigždes formuojančių galaktikų, kurių šviesa iki mūsų sklido iki trijų milijardų metų, diskus paaiškėjo, kad juose apie 70% vandenilio yra pavieniai atomai, o 30% - molekulės. Panaši proporcija yra ir Paukščių Take. Labai tolimose galaktikose, kurios prieš 10 milijardų metų formavo daugumą Visatos žvaigždžių, randami didžiuliai molekulinio vandenilio rezervuarai, bet neįmanoma išmatuoti, kiek jose yra atominio vandenilio. Ištirtos galaktikos daug kuo panašios į tas tolimąsias, nors yra gerokai arčiau. Taigi atrodo, kad net ir aktyviai žvaigždes formuojančiose galaktikose molekulinis vandenilis neturi būti dominuojanti tarpžvaigždinės medžiagos komponentė. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Išmatuotos Galaktikos tolybės. Mes galime stebėti už milijardų parsekų esančias galaktikas, tačiau Paukščių Tako tolimoji pusė kol kas išlieka paslaptinga. Ją mums užstoja Galaktikos centrinė dalis - tankių dujų, dulkių ir žvaigždžių regionas. Dabar pirmą kartą nustatytas atstumas iki žvaigždžių formavimosi regiono priešingoje Galaktikos pusėje. Naudodami radijo teleskopų grupę - Labai ilgo pagrindo masyvą (Very Long Baseline Array) - astronomai sugebėjo tiesiogiai nustatyti stipriai spinduliuojančių molekulių telkinio nuotolį. Jis pasirodė esąs apie 20 kiloparsekų, arba daugiau nei dvigubai didesnis už atstumą nuo mūsų iki Galaktikos centro. Šis matavimas beveik dvigubai padidina tiesioginio atstumo nustatymo rekordą, kuris iki šiol buvo apie 11 kiloparsekų. Atradimas leido patikrinti, kokiu atstumu nuo centro tolimojoje Galaktikos pusėje praeina viena iš spiralinių vijų - ankstesnių skaičiavimų rezultatai pasirodė esą teisingi. Atradėjai tikisi, kad per dešimt metų panašiais metodais pavyks sudaryti gana gerą tolimosios Galaktikos pusės žvaigždėlapį. Tyrimo rezultatai publikuojami Science.

***

Labai ryški nova. Novos yra sprogimai žvaigždėse, dažniausiai baltosiose nykštukėse, padidinantys jų šviesį daugybę kartų, tačiau nesunaikinantys pačios žvaigždės. Prieš metus, 2016 spalio 14 dieną, Mažajame Magelano debesyje sužibo nova, kurią stebėti buvo nukreipti net šeši teleskopai. Taip gauti jos atvaizdai ir nustatyta evoliucija beveik metus po sprogimo pradžios infraraudonųjų, regimųjų ir rentgeno spindulių ruožuose. Jei nova tikrai sprogo kaimyninėje galaktikoje, o ne Paukščių Tako pakraštyje, ji yra viena ryškiausių kada nors aptiktų novų, piko metu švytėjusi milijoną kartų ryškiau, nei Saulė. Šviesio kitimo analizė atskleidžia ir galimą tokio ryškumo priežastį: sprogimas įvyko baltojoje nykštukėje, kurios masė yra apie 1,2-1,3 Saulės masės, labai arti teorinės 1,4 Saulės masių ribos, kurią viršijusi žvaigždė kolapsuotų į neutroninę arba sprogtų supernova. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Verpstės formos galaktikos. Dauguma galaktikų sukasi aplink trumpąją savo ašį. Ar tai būtų paplokšti diskai, ar didžiulės elipsinės galaktikos, jos visos yra daugiau ar mažiau suplotos statmenai sukimosi krypčiai. Bet yra žinoma ir keletas priešingų galaktikų, forma primenančių verpstę - jos sukasi aplink savo ilgąją ašį. Iki šiol buvo žinoma 12 tokių galaktikų, o dabar pristatytos dar aštuonios. Šiame tyrime tokios galaktikos sudaro apie devynis procentus visų elipsinių galaktikų - gerokai daugiau, nei manyta iki šiol. Taip pat nustatyta, kad daugiau verpstės formos galaktikų aptinkama tarp masyviausių galaktikų. Tai leidžia spręsti, kad jos greičiausiai susiformuoja susiliejimų metu. Atrodo, kad tikėtiniausias būdas tokiai galaktikai susiformuoti yra "ašigalinis" dviejų galaktikų susiliejimas, t.y. toks, kai vienos galaktikos orbita yra statmena kitos disko plokštumai. Tada susiliejimo metu vienoje iš galaktikų susiformuoja didžiulė pailga žvaigždžių struktūra - skersė - o kitos galaktikos žvaigždės ją įsuka aplink ilgąją ašį. Šis atradimas padės suprasti galaktikų susiliejimų progresą. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Gama žybsnio fizika. Gama spindulių žybsniai yra vieni energingiausių sprogimų Visatoje. Jų metu atsirandanti juodoji skylė (o galbūt ir neutroninė žvaigždė) per kelias sekundes išspinduliuoja daugiau energijos, nei Saulė per visą gyvenimą. Šio proceso detalės kol kas dar nėra gerai suprantamos, taigi detalūs gama žybsnių stebėjimai - labai naudingi. Vieną tokį žybsnį, GRB160625B (tai reiškia, antrą tokį, kuris sprogo 2016 metų birželio 25 dieną), stebėjo regimųjų spindulių teleskopas Master-IAC, esantis Kanarų salose. Stebėjimai parodė, kad atsklindanti spinduliuotė yra stipriai poliarizuota (visų fotonų elektrinio lauko vektoriai svyruoja vienoje plokštumoje). Spinduliuotė išliko poliarizuota dar bent kelias minutes po to, kai baigėsi pats gama žybsnis. Tai reiškia, kad spinduliuotę skleidžia tvarkingo magnetinio lauko veikiama plazma. Anksčiau buvo neaišku, ar spinduliuotės kūrime dominuoja magnetinio lauko, ar medžiagos pasiskirstymo įtaka. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature.

***

Atrasta regimoji materija. Pagal standartinį Visatos sandaros modelį, apie 95 procentus Visatos masės-energijos sudaro nematomos komponentės - tamsioji materija ir tamsioji energija. Likę penki procentai yra mums įprasta, regimoji, materija. Bet nors žinome, kiek šios materijos turėtų būti, didžiosios jos dalies stebėti irgi praktiškai negalime. Mat ji išsklidusi taip retai, ir yra tokia karšta, kad neskleidžia beveik jokios spinduliuotės. Bet dabar dvi tyrėjų grupės nepriklausomai paskelbė apie didelių kiekių regimosios materijos atradimą. Abi grupės naudojo labai panašius metodus - tyrinėjo erdvę tarpuose tarp galaktikų porų. Sudėję šimtų tūkstančių galaktikų porų nuotraukas, jie aptiko foninės mikrobangės spinduliuotės iškraipymus, kuriuos tikimasi matyti spinduliuotei sąveikaujant su galaktikas jungiančių "kosminio voratinklio" gijų medžiaga. Įdomu tai, kad viena grupė nustatė, kad gijos yra maždaug tris kartus tankesnės už tuštumas tarp jų, o kita - kad šešis. Šis skirtumas atsiranda todėl, kad pirmoji grupė nagrinėjo artimesnes galaktikas, o antroji - tolimesnes. Taigi santykis tarp regimosios medžiagos gijų ir tuštumų tankio, laikui bėgant, mažėja. Atrasta medžiaga nepanaikina viso skirtumo tarp aptinkamo ir teoriškai apskaičiuoto medžiagos kiekio, bet jį reikšmingai sumažina. Ateityje tokie tyrimai pasitarnaus kuriant Visatos žemėlapius. Tyrimo rezultatai arXiv: pirmas ir antras.

***

Štai ir visas kąsnelis iš praėjusios savaitės. Kaip visada, laukiu klausimų ir komentarų.

Laiqualasse

2 comments

  1. „Mat ji išsklidusi taip retai, ir yra tokia karšta, kad neskleidžia beveik jokios spinduliuotės.“
    karšta → šalta

    1. Nope, karšta. Dėl to, kad karšta, praktiškai neturi spektrinių linijų, o dėl to, kad reta, kontinuumo spinduliuotė yra per mažo intensyvumo, kad galėtume aptikti.

Leave a Reply

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *