Kąsnelis Visatos CCCIV: Sulėtėjimas

Greitis, ypač santykinis – svarbus dalykas, nes nuo jo priklauso įvairiausios sąveikos. Neutrinų stabdymas padeda patikrinti elementariųjų dalelių teoriją, erdvėlaivių stabdymas kada nors padės ilgiau tyrinėti kitų žvaigždžių sistemas, o pro šalį lekiančių mažesnių galaktikų stabdymas padeda formuotis galaktikų halams. Apie stabdymus ir ne tik, kaip įprastai, skaitykite po kirpsniuku.

***

Žemė stabdo neutrinus. Neutrinai yra elementariosios dalelės, kurios beveik nesąveikauja su medžiaga – Antarktidoje esantis IceCube detektorius daugiausiai gaudo neutrinus, atlekiančius į Žemę iš šiaurės ašigalio pusės, nes jie pro visą planetą praeina labai lengvai. Tačiau ypatingai energingi neutrinai su medžiaga sąveikauja nors ir silpnai, bet pakankamai, kad pro Žemę praeina ne visi. Taigi stebint, kiek neutrinų detektorių pasiekia iš skirtingų pusių, galima nustatyti, kiek stipriai jie iš tiesų sąveikauja. Dabar tai ir padaryta, naudojant būtent IceCube detektoriaus duomenis. Paaiškėjo, kad neutrinų sąveika su medžiaga yra galbūt šiek tiek stipresnė, nei prognozuoja Standartinis elementariųjų dalelių modelis, tačiau modelio prognozė patenka į stebėjimų paklaidų ribas. Tai yra dar vienas iš daugybės Standartinio modelio patvirtinimų, o šie rezultatai padės geriau suprasti neutrinų sklidimą tarpžvaigždinėje erdvėje ir leis geriau tyrinėti jų šaltinius, tokius kaip supernovų sprogimai ar gama spindulių žybsniai. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Kelionės į Marsą. NASA ir ESA kasmet rengia konkursą, skirtą kūrybingiems Marso kolonizavimo problemų sprendimams. Dažnai konkurso tema būna gyvenamųjų erdvių kūrimas. Šiemet kaip tik tokį konkursą laimėjo Masačiusetso technologijos instituto komanda, pasiūliusi dizainą, pavadintą „Raudonmedžių mišku“. Jų idėja remiasi miško ekosistema, kurioje atskiri medžiai jungiasi tarpusavyje per šaknų sistemas. Gyvenamoji erdvė taip pat būtų sudaryta iš daugybės – pirminiuose planuose 200 – burbulų, kuriuose augtų medžiai, Saulės šviesą verčiantys deguonimi ir biomase. Kiekviename burbule galėtų gyventi apie 50 žmonių. Visus burbulus jungtų požeminių tunelių sistema, kurioje būtų įrengtos komunikacijos, slėptuvės nuo Saulės žybsnių ir mikrometeoritų smūgių bei transporto sistema. Gyvenvietė galėtų naudoti ir vietines Marso žaliavas – vandenį, gruntą – tačiau nemažą dalį resursų turėtų atsigabenti iš Žemės. Kūrėjų teigimu, panaši koncepcija galėtų būti pritaikyta ir Žemėje, pavyzdžiui įrengiant gyvenvietes aukštai kalnuose ar jūros dugne.

Po dvejų metų į Marsą keliaus NASA zondas Mars 2020. Viena iš naujų technologijų, kurios bus pritaikytos tame aparate yra naujoviški ratai. Curiosity zondo ratai pradėjo irti vos po metų nuo nusileidimo, o šiemet išvis dalinai subyrėjo, mat Marso paviršius yra gerokai atšiauresnis, nei tikėtasi. Važiuoti Curiosity dar gali, bet neatmetama galimybė, kad neilgai trukus turės sustoti amžiams. O naujieji ratai turėtų šių problemų išvengti. Jie sukurti iš „formą atsimenančių“ lydinių – specialių medžiagų, kurių atominė struktūra, veikiama išorinių jėgų, gali smarkiai deformuotis, bet vėliau grįžta į pradinę padėtį. Toks ratas atrodo šiek tiek panašiai į grandininius šarvus, o susispaudžia praktiškai iki pat ašies ir grįžta į pradinę formą be jokios pastebimos žalos. Jei ši technologija pasiteisins, ateityje ji galėtų būti pritaikyta ir Žemėje.

***

Vanduo Marse. Vis netyla ginčai dėl to, kas sukelia nuošliaužas Marso kalvų šlaituose. Iš pradžių buvo teigiama, kad tai – vandens srovelių išgraužos, vėliau – kad vandens ten nėra, dar vėliau vėl grįžta prie vandens interpretacijos. Dabar naujame tyrime vėl teigiama, kad struktūros geriau paaiškinamos kaip smėlio ir panašių medžiagų nuošliaužos. Tyrimas remiasi nuošliaužų krypčių ir ilgių analize, kuri parodė, kad grioveliai baigiasi tose vietose, kur turėtų sustoti šliaužiantis smėlis, bet ne vanduo. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Geoscience.

Dar vienas požymis, kad Marse net ir palyginus neseniai turėjo būti nemažai vandens, yra nuosėdų pasiskirstymas paviršiuje. Vien retoje Marso atmosferoje pučiantis vėjas to nepaaiškina, o štai dideli vandens kiekiai galėjo pernešti medžiaga iš vienų vietų į kitas ir palikti nuosėdas. Bet dabar pasiūlytas paaiškinimas, kaip galėjo vykti medžiagos pernaša, esant tik labai nedideliam vandens kiekiui. Pasirodo, vos truputis vandens, išgaravęs Marso paviršiuje, gali pakelti smėlio granules ir nulevituoti jas tolyn. Šiame tyrime toks procesas ištirtas laboratorijos sąlygomis – vandens garų levitacija pasirodė esanti beveik dešimt kartų efektyvesnė, nei tiesiog vandens tekėjimas. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Communications.

***

Šaltas Titano sūkurys. Žieminiame Titano ašigalyje yra labai šaltas atmosferos sūkurys. Panašių struktūrų nebūna nei Žemėje, nei Veneroje ar Marse – čia, priešingai, atmosfera virš ašigalių dažnai būna kiek šiltesnė, nei truputį toliau nuo jų, nes ties ašigaliais paviršiaus link judantis oras yra suspaudžiamas ir įkaista. Dabar pasiūlytas tokios Titano struktūros paaiškinimas. Jo esmė – neįprasta Titano atmosferos chemija. Saulės šviesa, sąveikaudama su Titano dujomis, gali sukurti daug įvairių sudėtingų junginių, tokių kaip acetilenas ar vandenilio cianidas. Daugelis jų veikia kaip puikios „anti-šiltnamio“ dujos, t. y. atspindi Saulės šviesą ir šaldo atmosferą. Šių junginių atmosferoje yra labai nedaug, bet atmosferos srovės juos sutelkia arti ašigalių, taigi ten atmosfera paprasčiausiai atvėsta, nes yra pridengiama nuo Saulės šviesos. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Communications.

***

Tarpžvaigždinio asteroido pėdomis. Prieš kiek daugiau nei mėnesį atrastas asteroidas, priartėjęs prie Saulės iš tarpžvaigždinės erdvės, yra labai keistos formos. Jis greičiausiai atrodo kaip ypatingai ištęstas elipsoidas – pločio ir ilgio santykis yra maždaug 1:10. Paaiškinimo tokiai keistai formai nėra. Aišku tik viena – tai tikrai ne kometa, kaip buvo galvojama iš pradžių. Asteroidas prie Saulės priartėjo keturis kartus arčiau, nei Žemė, bet neparodė jokių uodegos formavimosi požymių. Asteroidas greičiausiai sudarytas daugiausiai iš uolienų, nors turi ir nemažai metalo. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature.

Beje, asteroido išskridimas lauk iš Saulės sistemos nebūtinai yra mūsų ryšio su juo pabaiga. Per pastarąjį mėnesį paskelbtas bent vienas gana detalus pasiūlymas surengti misiją nuskristi iki 1I/'Oumuamua (taip pavadintas šis asteroidas) ir jį ištirti iš arti. Priklausomai nuo misijos detalių, kelionė iki asteroido gali užtrukti nuo penkerių iki 30 metų – ne tiek ir daug. Netgi būtų įmanoma asteroidą sulėtinti ir „įkalinti“ Saulės sistemoje, kur jį būtų galima tyrinėti ilgai. Galimybių studiją rasite arXiv.

***

Magnetinis erdvėlaivių stabdymas. Jei jau kada skrisime į kitų žvaigždžių sistemas, ar bent siųsime ten zondus, tai būtų puiku, jei tie zondai prie savo taikinių pabūtų bent keletą metų, o ne praskristų ir nulėktų tolyn. Bet kaip juos sustabdyti? Įgreitinti mažytį zondą teoriškai nesunku – tereikia gerai šviesą atspindinčios burės ir galingo lazerio. Bet stabdyti jį būtų įmanoma tik žvaigždės šviesa, o jos tam neužtektų. Dabar pasiūlytas kitas metodas – burę įmagnetinti ir stabdyti zondą per sąveiką su tarpžvaigždine plazma. Toks stabdymas būtų daug efektyvesnis, tačiau vis tiek gana silpnas. Breakthrough Starshot misijos zondo, kuris pasiekęs net 20% šviesos greičio turėtų skristi Kentauro Proksimos link, sustabdyti nepavyktų, tačiau lėtesnį zondą sustabdyti įmanoma. Taigi jei būtų planuojama kelis šimtus ar net tūkstančius metų truksianti misija, arba misija, skirta, magnetinis stabdymas galėtų būti svarbi jos dalis. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Kosminės misijos dažnai baigiasi zondų sunaikinimu, nes to reikalauja įvairios apsaugos konvencijos. PBS SpaceTime kanalas siūlo prisiminti įvairias misijas, pasibaigusias robotų savižudybėmis:

***

Gyvybę pernešančios dulkės. Gali būti, kad gyvybė kosmose plinta iš vienos planetos į kitą, gal net iš vienos žvaigždžių sistemos į kitą. Ši teorija vadinama panspermija. Dabar pasiūlyta nauja jos atmaina, kuri remiasi tarpplanetinėmis ir tarpžvaigždinėmis dulkėmis ir jų sąveika su planetų atmosferomis. Dulkės, pasiekiančios atmosferą iš kosmoso, juda didžiuliais greičiais. Žemėje jas matome kaip krentančias žvaigždes – mikrometrinė dulkelė palieka ryškų žybsnį, centimetrinis akmenukas – ugnies juostą. Taigi dulkės viršutiniams atmosferos sluoksniams suteikia labai daug energijos ir taip gali sustiprinti medžiagos pabėgimą iš atmosferos į kosmosą. Atmosferos viršuje yra ne tik atomų ir paprastų molekulių, bet ir sudėtingų junginių, reikalingų gyvybei formuotis, biologinių procesų pėdsakų ir netgi gyvų mikroorganizmų. Taigi jie – bent jau esantys 150 km aukštyje ir aukščiau virš Žemės paviršiaus – irgi gali išlėkti į kosmosą dėl kosminių dulkių poveikio. Tokie objektai vėliau gali nuskrieti iki kitos planetos ir į ją nunešti žemišką gyvybę. Senovėje kažkas panašaus galėjo įvykti ir priešinga kryptimi, t. y. gyvybė ar jos užuomazgos atkeliauti į Žemę iš kitų planetų (galbūt Marso) atmosferų. Seniau buvo manoma, kad tokį poveikį gali turėti tik asteroidų smūgiai. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Vienos seniausių žvaigždžių. Žvaigždės gyvena labai ilgai, palyginus su žmonėmis ar žmonija, tačiau ne amžinai. Kuo žvaigždė masyvesnė, tuo ryškiau ji šviečia, bet ir gyvena trumpiau – masyviausios miršta vos per keletą milijonų metų, o mažiausios masės žvaigždės turėtų gyventi gerokai ilgiau, nei dabartinis Visatos amžius. Taigi labai senos žvaigždės yra blausios, ir aptikti jas sudėtinga. Dabar pristatyti nauji detalios paieškos rezultatai, kurioje ieškota būtent tokių blausių žvaigždžių. Apsiribota tik palyginus netoli nuo Saulės – 100 parsekų atstumu – esančia erdve, kurioje aptikta 51 blausi sistema – dvi dvinarės žvaigždės ir 49 pavienės. Nustatytas įdomus sąryšis, kad visos senos žvaigždės juda dideliu greičiu Saulės atžvilgiu. Tai reiškia, kad jos nepriklauso Paukščių Tako diskui, o yra mūsų Galaktikos halo dalys. Šis atradimas patvirtina hipotezę, jog Paukščių Tako diskas, bent jau aplinkinė Saulei jo dalis, formavosi gerokai vėliau, nei halas – priešingu atveju diske irgi būtų labai senų žvaigždžių. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Galaktika NGC 4625. ©ESA/Hubble & NASA
Galaktika NGC 4625. ©ESA/Hubble & NASA

Galaktika NGC 4625 yra keista – turi tik vieną spiralinę viją, todėl atrodo nesimetriška, kas gerai matyti naujoje Hubble darytoje nuotraukoje. Vienas galimas paaiškinimas – jaunos žvaigždės, besiformuojančios išorinėje galaktikos dalyje ir išpučiančios aplinkines dujas, o kartu ir dujas arčiau centro. Tačiau galutinio atsakymo kol kas nėra.

***

Žvaigždinių halų kilmė. Galaktikas supa pasklidusių žvaigždžių telkiniai, vadinami žvaigždiniais halais. Jų kilmė – dvejopa: dalis žvaigždžių susiformavo pačiame hale, nors dujų ten yra labai nedaug, o dalis buvo prisijungtos yrant aplinkinėms nykštukinėms galaktikoms. Dabar pristatyti nauji galaktikos NGC4631, dėl formos dar vadinamos Banginiu, stebėjimai, kurie leidžia geriau suprasti, kaip žvaigždžių srautai atitrūksta nuo nykštukinių galaktikų. NGC4631 sąveikauja su nykštukine kaimyne NGC4656, kurios žvaigždės suformuoja su srautus aplink Banginį – vieną pietryčiuose prieš galaktiką, kitą šiaurės vakaruose už jos. Stebėjimai leido patikslinti Banginio ir mažosios galaktikos mases, mat nuo jų priklauso žvaigždžių srautų masė ir ilgis. Gauti rezultatai puikiai atitinka skaitmeninius modelius ir padeda suprasti, kaip formuojasi žvaigždžių populiacijos galaktikų pakraščiuose. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Tolimiausia normali galaktika. Aptikta tolimiausia galaktika, kurioje žvaigždės formuojasi ne išskirtinai sparčiai, bet panašiai efektyviai, kaip ir aplinkinėje Visatoje. Kuo toliau nuo mūsų yra objektas, tuo sunkiau jį pamatyti, taigi labai tolimas galaktikas dažniausiai aptinkame tik tas, kurios yra ypatingai šviesios. Tokios galaktikos dažniausiai ryškiai šviečia dėl daugybės jaunų žvaigždžių, mat formuoja jų labai daug. Nors jos – taip pat labai įdomios, bet negalime jomis remdamiesi daryti išvadų apie tipines tolimas galaktikas. O dabar pranešta apie galaktiką, kurios šviesa iki mūsų keliavo 12,8 milijardo metų, tačiau žvaigždės joje formuojasi trigubai lėčiau, nei kitose žinomose panašiai nutolusiose galaktikose. Naująją galaktiką aptikti padėjo gravitacinis lęšiavimas – galaktikos atvaizdas, iškreiptas arčiau esančios galaktikos gravitacijos, paryškėjo 30 kartų. Naujai aptiktoje galaktikoje per metus susiformuoja apie 380 Saulės masių naujų žvaigždžių; kitose žinomose taip toli esančiose galaktikose jų formuojasi daugiau nei 1000 Saulės masių per metus. Tokia žvaigždėdaros sparta kartais pasiekiama ir aplinkinėse galaktikose, nors už Paukščių Tako žvaigždėdarą yra spartesnė net 100 kartų. Gauti duomenys leidžia spręsti, kad žvaigždžių formavimosi procesas prieš beveik 13 milijardų metų vyko labai panašiai, kaip ir dabar. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Astronomy.

***

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

Laiqualasse

Leave a Reply

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *