Venera neturi magnetinio lauko todėl, kad jaunystėje nebuvo pridaužta pro šalį lekiančio didelio kūno. Marsas magnetinio lauko neturi, tačiau kartais gauna jį iš Saulės vėjo. Juodųjų skylių magnetinis laukas yra gerokai silpnesnis, nei manyta iki šiol. Taip pat praėjusios savaitės naujienose – tolimos ekstremalios galaktikos, gravitacinių bangų astronomija ir dar šis tas. Kaip visada, skaitykite po kirpsniuku.
***
Pradėkime nuo paveiksliuko. Tiksliau – net keturių nuotraukų, kurias vienas entuziastas padarė keliaudamas po visą pasaulį. Keturi užtemimai – Mėnulis Žemės pusšešėlyje, žiedinis Saulės, dalinis Mėnulio ir pilnas Saulės – vyko vasarį ir rugpjūtį. Pirmasis Čekijoje, antrasis Argentinoje, trečiasis Vokietijoje, ketvirtasis JAV. Pavydėtinas atsidavimas.
***
Lenktynės į Marsą. Per artimiausius 10-15 metų žmonės greičiausiai nuskris į Marsą. Šiuo metu daugiausiai apie tai kalba dvi komandos – NASA, kurianti Space Launch System raketą kartu su Boeing ir dar keliomis kompanijomis, bei SpaceX. Praeitą savaitę Boeing vadovas Dennisas Muilenburgas pareiškė neabejojąs, kad pirmasis žmogus į Marsą nuskris su Boeing kurta bei gaminta raketa. Apskritai NASA Space Launch System planas nėra iškart skristi į Marsą – pirmiausiai ketinama sukurti orbitinę infrastruktūrą erdvėje tarp Žemės ir Mėnulio, kuri padėtų tolimesniems dideliems skrydžiams. SpaceX, tuo tarpu, kuria naujos kartos raketą BFR, kuri ir turėtų gabenti žmones į Marsą, ir ketina ten juos nuskraidinti vos po septynerių metų – 2024-aisiais. Tuo tarpu NASA planai yra kuklesni – pirmieji žmonės Marse ne anksčiau nei 2030 metais. Taigi toks Boeing vadovo pareiškimas atrodo tikrai įdomus ir netikėtas. O mums nuo to – tik geriau, nes matyti, kad tikrai artėja laikas, kai žmonių pėdsakai atsiras ir Raudonojoje planetoje.
***
Dirbtinis intelektas kosmose. Dirbtinio intelekto sistemos randa vis naujų pritaikymų – vienas iš jų galėtų būti kosminės misijos. Tam ypač tiktų IBM kūrinys Vatsonas (Watson) – dirbtinis intelektas, prieš šešerius metus laimėjęs intelektinį žaidimą „Jeopardy!“. Vatsono veikimo principas yra didžiulių informacijos kiekių apdorojimas, sisteminimas, apibendrinimas ir hipotezių kūrimas. Tokie įgūdžiai būtų labai naudingi ir tyrimų misijose, ypač kosminėse, kuriose dalyvaujantys žmonės negali iškart pasitarti su daugybe kolegų iš viso pasaulio. Vatsonas galėtų padėti ir tyrimuose – atrasdamas naujus sąryšius tarp surenkamų duomenų, – ir priimant sprendimus, pavyzdžiui apie skrydžio valdymą. Vatsonas ar panaši sistema galėtų būti pritaikyti ir robotinėms misijoms į Marsą ar kitus Saulės sistemos kūnus; dirbtinį intelektą turintys robotai galėtų būti gerokai autonomiškesni ir tyrimus vykdyti gerokai sparčiau, nelaukdami daugybės nurodymų iš Žemės.
***
Atmosferoje sprogstantys meteoroidai. Daugelis į Žemę krentančių meteoroidų planetos paviršiaus nepasiekia. Mažiausi tiesiog sudega atmosferoje, o didesnieji sprogsta kelių dešimčių kilometrų aukštyje. Dabar pasiūlytas sprogimų paaiškinimas. Jis remiasi atmosferos ir meteoroido paviršiaus sąveika. Joks meteoroidas nėra idealiai lygus – jie turi įvairių ertmių ir griovelių. Oras prieš krentantį meteoroidą yra stipriai suspaudžiamas ir gali įsiskverbti į tas ertmes. Tada didelis slėgis ima plėšyti uolieną iš vidaus, kol įvyksta sprogimas. Išardyto meteoroido liekanos yra gerokai tvirtesnės už pirminį darinį, nes į jas orui prasiskverbti gerokai sunkiau. Tyrimo rezultatai publikuojami Meteoritics & Planetary Science.
***
Veneros magnetizmas.Venera ir Žemė daug kuo labai panašios – spinduliai beveik identiški, cheminė ir mineralinė sudėtis taip pat, abi planetos turi geležies ir nikelio branduolį bei silikatų pilną mantiją. Tačiau atmosfera, paviršius ir magnetinis laukas skiriasi radikaliai – Venera yra gyvybei netinkama karšta dykynė, neturinti globalaus magnetinio lauko. Dabar pasiūlytas naujas modelis, paaiškinantis magnetinio lauko skirtumą. Pasirodo, svarbiausias veiksnys yra smūgis, kurį Žemė patyrė jaunystėje ir kurio metu susiformavo Mėnulis Planetoms, panašioms į Venerą ir Žemę, augant, jų struktūra turėtų būtų labai stabili, ypač arti centro. Branduolyje neturėtų prasidėti konvekcija ir nesusiformuoti dinamas – elektringų dalelių sūkurys, sukuriantis magnetinį lauką. Įvykus stipriam smūgiui, tvarkingas branduolys yra supurtomas, netenka stabilumo ir ima suktis sūkuringai. Taigi Mėnuliui reikia dėkoti ne tik dėl Žemės ašies stabilumo, bet ir dėl magnetinio lauko. Tyrimo rezultatai publikuojami Earth and Planetary Science Letters.
***
Marso atmosfera – saugi. Marso atmosferos tankis sudaro vos 1% Žemės. Manoma, kad taip yra dėl magnetinio lauko trūkumo – Saulės vėjas nupučia Marso atmosferą ir per milijardus metų jos liko tik mažytė dalis. Tačiau nauji stebėjimai, atlikti Mars Express zonde esančiu jonų analizės įrenginiu ASPERA-3, rodo priešingai. Ištyrę, kaip Marso atmosferos pabėgimo sparta kinta esant skirtingoms Saulės vėjo ir spinduliuotės sąlygoms, mokslininkai nustatė, kad Saulės vėjas gali paaiškinti tik apie šimtąją dalį pirmykštės Marso atmosferos pabėgimo. Pagrindinis pabėgimo kaltininkas – Saulės skleidžiamų ypatingai energingų ultravioletinių spindulių srautas. Saulės vėjas, pasiekęs planetą, sukuria aplink ją trumpalaikę magnetosferą, kuri apsaugo atmosferą nuo pabėgimo. Tuo tarpu energinga spinduliuotė nesąveikauja su magnetiniais laukais, todėl pasiekia atmosferą ir gali ją ardyti. Žemės atmosfera taip pat po truputį nyksta, tačiau yra pakankamai tanki, kad net ir ekstremalūs UV spinduliai nekeltų didelio pavojaus.
***
Savaitės filmukas – ypatingai spekuliatyvus. Bet tai yra Isaac Arthur kanalo vinis – futuristinės ir fantastinės idėjos, nagrinėjamos remiantis šiandieniniu moksliniu supratimu. Čia – galimybių kolonizuoti Jupiterį pristatymas:
***
Neutroninių žvaigždžių matmenys. Neutroninės žvaigždės yra žvaigždžių, kurių masė siekia nuo 8 iki 10 Saulės masių, paskutinė gyvenimo stadija, supernovos sprogimo paliktas objektas. Pačių neutroninių žvaigždžių masės yra tarp 1,4 iki 3 Saulės masių – likusią medžiagą žvaigždė nusimeta sprogimo metu. Kol kas nėra iki galo aišku, kokio dydžio yra neutroninės žvaigždės – skirtingi modeliai prognozuoja nuo keleto iki kelių dešimčių kilometrų skersmenį. Dabar skaitmeniniai modeliai ir gravitacinių bangų signalo GW170817 analizė leido neutroninių žvaigždžių skersmenį įvertinti tiksliau. Svarbiausias signalo aspektas yra kartu įvykęs gama spindulių žybsnis bei jo ilgalaikė spinduliuotė. Iš jos darosi aišku, kad susijungusios neutroninės žvaigždės iškart nepavirto juodąja skyle. Tai leidžia labai tvirtai atskirti įvairius neutroninių žvaigždžių struktūros modelius: per mažos pirminės žvaigždės labai greitai kolapsuoja į juodąsias skyles, o kiek didesnės gali išmesti išorinius sluoksnius ir nekolapsuoja. Taip nustatyta, kad neutroninės žvaigždės, kurios masė lygi 1,6 Saulės masės, spindulys turėtų būti didesnis, nei 10,7 kilometro. Ateityje analogiški kitų gravitacinių bangų stebėjimų rezultatai ir jų modeliavimas leis nustatyti, koks yra kitokios masės neutroninių žvaigždžių spindulys. Tokie tyrimai mums padeda geriau suprasti materijos elgseną ekstremaliomis sąlygomis – tai gali padėti ne tik astrofizikoje, bet ir, pavyzdžiui, kuriant naujoviškas medžiagas. Tyrimo rezultatai arXiv.
***
Juodųjų skylių magnetizmas. Juodąsias skyles stebėti galime tada, kai į jas krenta ir švyti medžiaga. Kritimo procesas – akrecija – turi daugybę vis dar neišaiškintų detalių. Viena iš jų – akrecinio disko vainikas, aplink juodąją skylę egzistuojanti energingų dalelių aureolė, daug kuo primenanti Saulės vainiką. Jau seniai neabejojama, kad jo egzistavimą nulemia magnetinis laukas, bet kaip tai vyksta tiksliai – nežinia. Dabar pirmą kartą pavyko išmatuoti magnetinio lauko stiprumą juodosios skylės vainike. Pasirinkta sistema – dvinarė žvaigždė Gulbės V404, sudaryta iš juodosios skylės ir ją maitinančios šiek tiek už Saulę lengvesnės senos žvaigždės-kompanionės. Prieš porą metų šioje sistemoje užfiksuotas ryškus žybsnis, o jo detalės leido nustatyti, kad aplink juodąją skylę yra 461 gauso stiprumo magnetinis laukas (Žemės magnetinio lauko stiprumas yra maždaug pusė gauso). Ši vertė yra gerokai mažesnė, nei prognozuoja dauguma modelių, taigi atrodo, kad gali tekti juos permąstyti. Tyrimo rezultatai publikuojami Science.
***
Kvazarų vėjų kilmė.Daugybėje kvazarų – ypatingai ryškius aktyvius branduolius turinčių galaktikų – stebimi tūkstančių kilometrų per sekundę greičiu nuo centro pučiantys vėjai. Jie dažniausiai siejami su procesais galaktikos branduolyje ir turėtų būti reikšmingi galaktikos evoliucijos veiksniai. Tačiau naujame tyrime, atlikus 62 kvazarų stebėjimą infraraudonųjų spindulių ruože, teigiama, kad vėjai stipriau susiję su žvaigždžių formavimusi galaktikose, nei su branduolio aktyvumu. Vienas iš vėjo stiprumo indikatorių – trigubai jonizuotos anglies spektrinės linijos plotis – geriau koreliuoja su žvaigždėdaros sparta, nei su aktyvaus branduolio šviesiu. Be to, visi vėjai stebimi išplitę maždaug per vieną kiloparseką nuo galaktikos centro, o tai yra charakteringas žvaigždes formuojančio regiono dydis. Šis atradimas gali būti labai svarbus žingsnis siekiant suprasti, kaip veikia ir vystosi aktyvios galaktikos. Tyrimo rezultatai arXiv.
***
Ekstremali tolima galaktika. Pirmosios galaktikos, besiformuojančios jaunoje Visatoje, daugiausiai buvo nykštukinės. Vėliau, jungdamosi tarpusavyje, jos sukūrė ir didesnes galaktikas, tarp jų ir Paukščių Taką. O dabar atrasta labai tolima galaktika, kuri dydžiu ir mase prilygsta aplinkinėje Visatoje esančioms. Galaktikos šviesa iki mūsų keliavo daugiau nei 13 milijardų metų, t. y. ją matome tokią, kokia ji buvo praėjus mažiau nei 800 milijonų metų po Didžiojo sprogimo. Ir visgi šioje galaktikoje yra 270 milijardų Saulės masių dujų, o žvaigždės formuojasi 2900 Saulės masių per metus sparta. Palyginimui, Paukščių Take yra apie 5-10 milijardų Saulės masių dujų, o žvaigždes jos formuoja 3-4 Saulės masių per metus sparta. Ši galaktika greičiausiai liejasi su kita, kuri dabar yra nutolusi bent per 8 kiloparsekus. Tokių masyvių galaktikų egzistavimas taip anksti po Didžiojo sprogimo yra netikėtas ir leidžia spręsti, kad jos egzistuoja bent 100 milijardų Saulės masių tamsiosios materijos hale. Tai būtų masyviausias žinomas medžiagos telkinys per pirmuosius milijardą Visatos gyvavimo metų. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature.
***
Ankstyvas masyvus kvazaras. Pirmosios žvaigždės ir galaktikos Visatoje ėmė formuotis praėjus maždaug 100 milijonų metų po Didžiojo sprogimo. O praėjus vos 690 milijonams metų jau egzistavo juodųjų skylių, kurių masė siekia beveik milijardą Saulės masių. Šiandieninėje Visatoje tokia supermasyvi juodoji skylė kokios nors galaktikos centre būtų niekuo labai neišsiskiriantis darinys, tačiau užaugti iki tokios masės per gerokai mažiau nei milijardą metų yra labai sudėtinga. Naujasis radinys aptiktas labai sparčiai ryjantis medžiagą – ji spinduliuoja kaip kvazaras, ryškesnis nei 400 trilijonų Saulių. Kitos panašios masės juodosios skylės yra šiek tiek arčiau mūsų, taigi jų šviesą matome tokią, kokia buvo išspinduliuota praėjus 800 ar daugiau milijonų metų po Didžiojo sprogimo. Taigi kol kas neįmanoma pasakyti, ar šis objektas yra vienintelis toks, ar panašiu atstumu galima tikėtis aptikti ir daugiau tokių masyvių juodųjų skylių. Antrasis variantas sustiprintų hipotezę, kad supermasyvios juodosios skylės atsirado iš pirmykščių telkinių, kurių masė buvo didesnė, nei 10 tūkstančių Saulės masių. Pirmasis variantas – t. y. jei šis kvazaras yra tikrai unikalus – galėtų būti aiškinamas ir neįprastai sparčiai į juodąją skylę krentančia medžiaga. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature.
***
Štai tiek žinių apie praėjusią savaitę. Kaip įprastai, laukiu jūsų klausimų ir komentarų.
Laiqualasse