Kąsnelis Visatos CCCII: Liekanos

Supernovos paliktas šviesos aidas, nuo planetų formavimosi užsilikusios šiukšlės, Marse galinti išlikti gyvybė, galaktikų spiečių susiliejimo pėdsakai – praeitos savaitės naujienose daug įvairių liekanų ir palikimų. Taip pat – kosmoso komercija, meteorų lietus, juodųjų skylių čiurkšlės ir dar šis tas. Kaip visada, naujienas rasite po kirpsniuku. Gero skaitymo!

***

Kosmoso komercijos taisyklės. DARPA – JAV kariuomenės tyrimų agentūra – paprastai užsiima naujų technologijų kūrimu ir bandymu, tačiau kartais jie galvoja ir apie abstraktesnius dalykus. Pavyzdžiui, kaip reikės reguliuoti kosmose vykdomus verslus. Neseniai agentūra sukūrė konsorciumą, skirtą visiems kosminių projektų dalyviams, t. y. kosminius skrydžius vykdančioms ir jais besinaudojančioms firmoms, bendrauti, dalintis patirtimi ir sukurti vieningą standartų sistemą. Kol kas nėra praktiškai jokių apribojimų ar reikalavimų kosminių misijų vykdymo kokybei, o šiai sričiai plečiantis, jų reikia vis labiau. Galutinis tokio konsorciumo tikslas būtų padėti JAV vyriausybei sukurti organizaciją, prižiūrėsiančią kosminį verslą, panašią į Federalinę aviacijos tarnybą, prižiūrinčią lėktuvus ir viską, kas su jais susiję.

Vienas iš daugelio įrodymų, kad kosmoso pramonė sparčiai žengia į priekį – lapkričio pirmą dieną NASA paskirtos penkios sutartys kompanijoms, kurios vystys energijos tiekimo ir variklių technologijas, galinčias tapti NASA planuojamų Giliosios erdvės vartų (Deep Space Gateway) dalimi. Šių penkių sutarčių vertė – apie 2,4 milijono dolerių. Vartai yra NASA planas, kol kas dar netapęs oficialia misija. Tai galėtų būti kosminė stotis, pakeisianti Tarptautinę kosminę stotį ir suteiksianti galimybę astronautams dirbti Mėnulio orbitoje, o erdvėlaiviams sustoti pasipildyti atsargų kelionėse į tolimesnes Saulės sistemos vietas.

***

Leonidų lietus. Lapkričio viduryje Žemė skrenda pro vieną iš kosminių dulkių debesėlių, esančių jos orbitoje, kuris virsta meteorų leonidų lietumi. Kartais leonidų lietūs būna įspūdingiausi per visus metus ir pasiekia daugiau nei 50 tūkstančių meteorų per valandą. Šiemet jų numatoma gerokai mažiau – 10-20 per valandą, bet vis tiek reginys gali būti labai gražus. Meteorų lietus stipriausias bus lapkričio 17-osios naktį, taigi penktadienį, po savaitės darbų, galite pasigrožėti natūraliu šviesų šou. Lietaus pavadinimas žymi, kad meteorai atrodys atskrendą iš Liūto žvaigždyno pusės. Liūtas yra maždaug ketvirčiu dangaus skliauto žemiau Didžiųjų Grįžulo ratų, taigi surasti jį neturėtų būti labai sudėtinga. Be to, meteorai gali būti matomi visame dangaus skliaute. Gero žiūrėjimo!

***

Marso paviršiaus sąlygos. Marsas tikrai nėra svetinga vieta gyvybei. Nuolatos ginčijamasi, ar jo paviršiuje galėtų išgyventi nors kokios gyvybės formos. Juk ten šviečia stipri ultravioletinė spinduliuotė, nuolatos srūva energingos Saulės vėjo dalelės, beveik nėra vandens, vos juntamas slėgis... Bet pasirodo, kad net ir tokiomis sąlygomis kai kurie žemiški mikroorganizmai išgyventi gali. Ištyrus Arkties ledynuose rastų mikrobų atsparumą Marso paviršiaus sąlygoms nustatyta, kad prokariotų ląstelių bei gyvybines funkcijas išlaikiusių bakterijų skaičiai nepakito. Ir tai nepaisant ypatingai stiprios gama spinduliuotės, kuri, atrodytų, turėjo sudeginti bet kokią gyvybę. Tiesa, šiek tiek neigiamo poveikio mikrobams buvo – sulėtėjo bakterijų dauginimasis, taip pat sumažėjo archėjų ląstelių. Visgi atrodo, kad gyvybė Marso paviršiuje gali išgyventi ilgą laiką, net ir atšiauriomis šiandieninėmis sąlygomis. Toks atradimas leis geriau vertinti ateities Marso misijų galimybes gyvybę ar jos pėdsakus aptikti. Tyrimo rezultatai publikuojami žurnale Extremophiles.

***

Senovinės kometos sandara. Kas keletą metų į centrinę Saulės sistemos dalį atskrenda kometa, anksčiau čia nebuvusi. Tokios kometos nuo pat Saulės sistemos atsiradimo skrajojo Oorto debesyje, gaubiančiame Saulę, bet formaliai esančiame netgi už Saulės sistemos ribų. Gravitacinės perturbacijos kometas kartais nusviedžia Saulės link, o jas aptikę, galime išsiaiškinti naujų detalių apie Saulės sistemos formavimąsi. Neseniai tai padaryta su kometa C/2012 K1, kuri aptikta 2012 metais. Paaiškėjo, kad kometa sudaryta daugiausiai iš anglies dulkių ir vandens ledo, o silikatų joje yra labai mažai. Tai yra netikėtas rezultatas, nes anksčiau tyrinėtose panašiose kometose silikatų buvo žymiai daugiau. Kometos padeda suprasti daugiau apie medžiagą, iš kurios formavosi planetos, taigi šis rezultatas gali priversti permąstyti ir planetų formavimosi cheminius modelius. Tyrimo rezultatai publikuojami Astrophysical Journal.

***

Jupiterio debesys. ©NASA / SwRI / MSSS / Gerald Eichstädt / Seán Doran
Jupiterio debesys. ©NASA / SwRI / MSSS / Gerald Eichstädt / Seán Doran

Aš niekaip negaliu atsidžiaugti Juno misijos požiūriu į nuotraukas: nors jos nėra pagrindinis misijos tikslas (apskritai regimųjų spindulių teleskopas prie zondo buvo pridėtas tik planavimo pabaigoje), bet visos padarytos nuotraukos yra skelbiamos viešai, kur jas gali imti kiekvienas norintis ir daryti su jomis ką tik nori. Savaitės paveiksliukas – vienas iš rezultatų. Atrodytų, tiesiog Jupiterio atmosferos paviršius, bet vaizdas, mano manymu, prilygsta genialiems meno kūriniams. Daugiau grožių rasite Juno apdorotų nuotraukų galerijoje.

***

Kentauro Proksimos žiedas. Prieš kiek daugiau nei metus aptikta planeta prie artimiausios Saulei žvaigždės Kentauro Proksimos padidino susidomėjimą šia kosmine kaimyne. Dabar nauji ALMA teleskopų masyvu daryti stebėjimai atskleidė, kad ši žvaigždė turi ir šaltų dulkių bei uolienų žiedą, panašų į Kuiperio juostą Saulės sistemoje. Atrastasis žiedas driekiasi 1-4 astronominių vienetų atstumu nuo žvaigždės; turint omeny, kad Kentauro Proksima yra gerokai mažesnė už Saulę, žiedo dulkių temperatūra – apie 40 kelvinų – yra panašesnė į Kuiperio juostos, o ne į Asteroidų žiedo temperatūrą. Bendra žiedo masė taip pat panaši į Kuiperio juostos masę – apie 1% Žemės masės. Žiedo egzistavimas, bei netvirtas dar vieno gerokai toliau esančio žiedo signalas, leidžia tikėtis, kad sistemoje yra ir daugiau planetų, panašiai kaip Saulės sistemoje – būtų labai keista, jei sistemoje būtų tik planetų formavimosi proceso liekanų, bet ne to proceso rezultatų. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Žvaigždžių tankio skaičiavimas. Planetų tranzitai gali padėti nustatyti žvaigždžių tankį. Toks gana netikėtas teorinis rezultatas dabar pirmą kartą panaudotas 66 žvaigždžių tankiui nustatyti, o gauti rezultatai puikiai atitinka anksčiau žinomas, kitais metodais gautas, vertes. Įprastai galvojama, kad planetos tranzitai – jų gyliai ir pasikartojimo dažnumai – leidžia nustatyti tik planetos spindulį ir periodą. Tačiau žinodami tranzito trukmę ir palyginę ją su orbitos periodu, galime apskaičiuoti ir žvaigždės masę, o iš čia – ir tankį. Rezultatai priklauso nuo įvairių parametrų, tokių kaip žvaigždės disko tamsėjimas pakraštyje ar planetos orbitos elipsiškumas, ir reikalauja labai tikslių duomenų, bet visas šias problemas įmanoma išspręsti. Gauti rezultatai rodo, kad metodas yra bent tiek pat patikimas, kiek ir astroseismologija, taigi jį bus galima naudoti ateityje charakterizuojant žvaigždes, kurių planetų tranzitus stebės TESS kosminis teleskopas. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Mažiausia dvinarė sistema. Aptikta kol kas mažiausia žinoma dvinarė sistema, kurios narės periodiškai viena kitą užtemdo. HS 2231+2441 susideda iš baltosios nykštukės – gyvenimą baigusios Saulės tipo žvaigždės, kurios masė yra 20-30% Saulės masės – ir rudosios nykštukės – termobranduolinių vandenilio sintezės reakcijų net nepradėjusio vykdyti objekto, tarpinio tarp planetos ir žvaigždės, kurio masė siekia iki 5% Saulės masės. Sistemos periodas yra vos trys valandos, taigi komponentės yra labai arti viena kitos. Toks jų artumas yra gana keistas, nes baltoji nykštukė, prieš tokia tapdama, turėjo išgyventi raudonosios milžinės stadiją, kurios metu jos spindulys buvo gerokai didesnis, nei dabartinis atstumas tarp nykštukių. Situaciją paaiškinti galima tuo, kad masyvesnei žvaigždei išsiplėtus į raudonąją milžinę, ji apgaubė rudąją nykštukę ir pastaroji ėmė lėtėti bei artėti prie kaimynės. Tokia evoliucijos stadija, vadinama bendrojo apvalkalo evoliucija, yra žinoma kai kuriose dvinarėse sistemose, bet niekad nebuvo užfiksuota tokioje mažoje. Rudosios nykštukės egzistavimas turėjo poveikį ir kaimynės evoliucijai – raudonosios milžinės stadija beveik neabejotinai truko gerokai trumpiau ir žvaigždė prarado gerokai daugiau masės, nei būtų praradusi izoliuota. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Savaitės paveiksliukas nieko neaiškina, kūrėjai jį pristato kaip „kosminę meditaciją“. Ir tikrai, skrydis pro skaitmeniškai sugeneruotus kosminius ūkus nuteikia raminančiai. Nesvarbu, kad realybėje skrisdami pro ūkus jų taip greičiausiai nematytume – filmuke jie pavaizduoti gerokai tankesni ir aiškesniais kontūrais, nei tikri.

***

Supernovos šviesos aidas. Supernovos – masyvių žvaigždžių sprogimai – padeda tyrinėti ir savo galaktikas. Pavyzdžiui, palyginus netoli esančioje labai sparčiai žvaigždes formuojančioje galaktikoje M82 prieš trejus metus sprogo supernova SN2014J. Dabar naujausiais stebėjimais nustatytas jos spinduliuotės atsispindėjimas nuo aplinkinių dujų debesų – vadinamasis šviesos aidas. Šį aidą sudaro du komponentai: plintantis nevienodo šviesio diskas ir ketvirčio apskritimo formos arka. Diskas leidžia spręsti, kad aplink supernovos liekaną medžiagos tankis yra labai nevienodas. Tuo tarpu arkos spektro matavimas rodo, jog galaktikoje M82 greičiausiai yra daug dulkių, gerokai mažesnių už esančias Paukščių Take. Įdomu, kad būtent mažesnės dulkių dalelės leidžia paaiškinti stebimą spinduliuotės sumažėją ir paraudonėjimą galaktikos M82 kryptimi. Tyrimo rezultatai arXiv.

Kita trejų metų senumo supernova labai nustebino astronomus šią savaitę, kai paaiškėjo, kad toje pačioje vietoje žvaigždė buvo sprogusi ir prieš 50 metų. Atsitiktinio sutapimo tikimybė yra labai maža, taigi greičiausiai sprogo ta pati žvaigždė. Kaip taip gali būti? Viena hipotezė – kad ankstesnis sprogimas įvyko dėl elektronų-pozitronų porų gamybos žvaigždės branduolyje (porinio nestabilumo). Tokie sprogimai dažnai sunaikina žvaigždę kaip supernovos, bet, pasirodo, ne visada. Dar vienas sprogimas galėjo įvykti maždaug pusę metų prieš naujausią supernovos sprogimą – jis galėjo į aplinką išmesti kelias dešimtis Saulės masių medžiagos. Supernovos liekana, sąveikaudama su ta medžiaga, kuria labai neįprastą šviesos kreivę – supernova bent penkis kartus sušvito ryškiau trumpam laikui, prieš pradėdama blėsti. Tiesa, porinio nestabilumo mechanizmas nepaaiškina, kodėl supernovos aplinkoje yra labai daug vandenilio – tokios masyvios žvaigždės, kurių sprogimai vyksta dėl porinio nestabilumo, turėtų būti nusimetusios savo išorinius vandenilio apvalkalus. Taigi reikia ieškoti kitokio mechanizmo ir peržiūrėti žvaigždžių evoliucijos teorijas, mat jose supernovos įprastai suvokiamos kaip galutinė žvaigždės gyvenimo pabaiga. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature.

***

Čiurkšlių greitėjimo zona. Juodosios skylės, ryjančios medžiagą, išmeta dalį jos kaip čiurkšles – ypatingai greitus ir siaurus medžiagos srautus. Manoma, kad čiurkšles sukuria aplink juodąją skylę susisukę krentančios medžiagos magnetiniai laukai, tačiau iki šiol nebuvo aišku, kaip toli nuo pačios juodosios skylės vyksta medžiagos paleidimas. Dabar nauji juodosios skylės Gulbės V404 stebėjimai parodė, kad šis atstumas yra apie 30 tūkstančių kilometrų, arba maždaug tūkstantis juodosios skylės Švarcšildo spindulių. Atstumą nustatyti pavyko ne tiesiogiai, bet matuojant, koks laiko tarpas skiria šviesio pokyčius į juodąją skylę krentančioje medžiagoje ir čiurkšlėse. Seniau buvo išmatuotas panašus skirtumas vienoje supermasyvioje juodojoje skylėje – ten jis yra milijonus kartų didesnis, bet taip pat atitinka apie tūkstantį Švarcšildo spindulių. Taigi atrodo, kad čiurkšlės yra įgreitinamos zonoje, kurios dydis priklauso nuo juodosios skylės masės. Šis atradimas padės geriau suprasti prie juodųjų skylių vykstančius ekstremalius procesus. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Astronomy.

***

Galaktikų spiečių susijungimas. Visos didelės struktūros Visatoje formavosi iš mažesnių. Galaktikos – iš nykštukinių galaktikų ir į jas panašių darinių, galaktikų spiečiai – iš galaktikų, sulėkusių viena prie kitos iš tolybių. Spiečiai kartais irgi jungiasi tarpusavyje. Susijungimų padarinius dar ilgai galima matyti kaip radijo bangų šaltinius – taip spinduliuoja smūginės bangos, susidariusios susitrenkiant spiečiuose esančioms labai karštoms tarpgalaktinėms dujoms. Dabar, ištyrus spiečiaus Abell 2744 radijo bangų spinduliuotės savybes, paaiškėjo daugiau detalių apie spiečių jungimosi procesą. Be anksčiau žinotos smūginės bangos aptiktos dar dvi, priešingose spiečiaus pusėse. Tai reiškia, kad spiečius susidarė ne iš dviejų, o iš trijų ar net keturių spiečių susiliejimo. Tiesa, kol kas neaišku, kaip seniai tie susiliejimai įvyko ir kokia tvarka. Visos smūginės bangos yra nelabai stiprios – tai reiškia, kad susidurdami spiečiai judėjo greičiais, tik pusantro-du kartus viršijančiais garso greitį tarpgalaktinėse dujose. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Štai ir visos naujienos iš praėjusios savaitės. Kaip įprastai, laukiu jūsų klausimų ir komentarų.

Laiqualasse

2 comments

  1. Sveiki,
    truputį ne į straipsnio temą:
    norėčiau sužinoti (nes pati niekaip nerandu atsakymo), kokios priežastys lemia planetų orbitų elipsės ištęstumą? Na, pavyzdžiui, Merkurijaus orbitos ekscentricitetas yra žymiai didesnis nei Veneros, nors abi jos yra gana nedidelės uolinės planetos, neturinčios gamtinių palydovų.
    Ačiū!

    1. Laba diena,

      Palydovai orbitos elipsiškumo praktiškai nepaveikia. Labai grubiai tariant, jį nulemia sąveikos su kitomis planetomis. Merkurijus yra mažesnis už Venerą ir sukasi arčiau Saulės (taigi nuo susiformavimo praėjo daugiau Merkurijaus metų, nei Veneros), todėl ir orbitos ekscentricetas galėjo išaugti daugiau. Bet daug detaliau ir pats, deja, nežinau.

Leave a Reply

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *