Kąsnelis Visatos CCCIX: Naujametinis

Tarpušvenčio savaitė visame pasaulyje yra kiek mažiau darbinga. Astronomai – ne išimtis, naujų atradimų praėjusią savaitę paskelbta kiek mažiau, nei įprastai. Bet atrasti dešimt įdomybių tikrai nekilo bėdų: tarp jų rasite ir prognozių 2018-iesiems, ir egzoplanetų, ir galaktikų, ir kosminių skrydžių. Kaip visada, skaitykite po kirpsniuku.

***

Prasidėjusių metų prognozės. Šiemet Žemėje bus matomi du pilni Mėnulio užtemimai. Lietuvoje juos abu matysime Mėnuliui tekant. Pirmąjį, sausio 31 dieną, pamatyti gali būti sunku, nes jis baigsis Mėnuliui pakilus dar neaukštai virš horizonto. Tuo tarpu liepos 27 dieną vyksiantį užtemimą bus galima stebėti beveik visą – praktiškai nuo momento, kai Mėnulis pradės lįsti po Žemės šešėliu (judėjimas pro pusšešėlį įvyks Mėnuliui dar nepatekėjus).

Planetos nakties danguje matomos didžiąją metų dalį, tačiau gali irgi būti įdomus stebėjimų objektas, ypač jei turite bent nedidelį teleskopą, kuris leidžia pasigrožėti Jupiterio palydovais ar Saturno žiedais. Kur ir kada jų ieškoti, galite perskaityti Space.com gide.

***

Slankiojantys Europos ledynai. Jupiterio palydovas Europa yra viena įdomiausių vietų Saulės sistemoje, kalbant apie gyvybės paieškas ir vandens elgesio tyrimus už Žemės ribų. Po ledo paviršiumi egzistuojantis vandenynas perneša ir paskirsto šilumą ledyno apačioje ir gali sukelti ledynų dreifą. Dabar pristatytas skaitmeninis modelis, kuriame nagrinėjama, kaip dreifas priklauso nuo ledo savybių, o šios – nuo tikėtino energijos balanso tarp Europos sudedamųjų dalių. Rezultatai rodo, kad ties Europos pusiauju ir ašigaliais ledo sluoksnio storis gali skirtis keletu kilometrų, o apatinė ledo dalis yra minkšta ir turėtų dreifuoti tarp šių regionų. Tikslūs skaičiai ir netgi dreifavimo kryptis (pusiaujo ar ašigalių link) priklauso nuo konkrečių parametrų, ypač nuo ledo konvekciškumo, t. y. vertikalaus ledynų judėjimo, kuriuo energija pernešama į palydovo paviršių. Ateities tyrimų rezultatai – ledo dreifo greičio ir krypties matavimai – leistų nustatyti ir kitas ledo savybes, remiantis šiuo modeliu. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Astronomy.

***

Misija į Titaną. Praeitą savaitę NASA paskelbė du New Frontiers programos finalistus – misijas į Titaną ir kometas. Ankstesnės šios programos misijos yra gerai žinomi pro Plutoną praskridęs New Horizons, Jupiterį tyrinėjanti Juno ir asteroidų mėginius atgabensianti Osiris-REx. Titano misijos Dragonfly idėja – nusiųsti į Saturno palydovą apie 450 kg masės zondą, galintį transformuotis į sraigtasparnį. Nusileidęs kažkurioje Titano vietoje, jis pasikrautų baterijas (greičiausiai naudodamas kartu atsigabentą branduolinį kurą), pakiltų į orą ir tyrinėtų Titano paviršių iš viršaus. Kartais nusileisdamas vėl pasikrauti baterijas, Laumžirgis galėtų tyrinėti didžiulius paviršiaus plotus, ko negalėtų padaryti stacionarus zondas, ir kirsti pavojingas paviršiaus vietas, ko negalėtų atlikti važinėjantis titaneigis. NASA sprendimas reiškia, kad misija gauna finansavimą vieneriems metams vystymo; 2019 metų pavasarį bus parinkta galutinė misija, kuri į kosmosą išskris sekančio dešimtmečio viduryje.

***

Urano šviesumo pokyčiai. Uranas aplink Saulę vieną ratą apsuka per 84 metus, tad metų laikai jame trunka po daugiau nei 20 metų. Natūralu būtų tikėtis, kad reikšmingi pokyčiai matomoje Urano pusėje irgi turėtų būti matomi tik 20 metų ar ilgesnėmis laiko skalėmis, tačiau realybė yra kitokia – Urano šviesumas kinta 11 metų periodu. Šis periodas sutampa su Saulės aktyvumo pokyčiais. Dabar nustatyta, kad pokyčius sukelia du procesai. Ultravioletinė Saulės spinduliuotė pakeičia viršutiniuose atmosferos sluoksniuose esančių aerozolių molekulių spalvą, o iš už Saulės sistemos atsklindantys kosminiai spinduliai atmosferoje sukuria laisvus elektronus ir jonus, kurie duoda pradžią naujų sudėtingų molekulių formavimuisi. Kosminių spindulių srautas taip pat priklauso nuo Saulės aktyvumo, nes Saulės vėjas veikia kaip barjeras, nustumiantis juos nuo planetų plokštumos. Statistinė analizė parodė, kad abu procesai yra maždaug vienodai svarbūs Urano šviesumo pokyčiams. Jau seniau panašus kitimas aptiktas Neptūne. Tyrimo rezultatai publikuojami Geophysical Research Letters.

***

Voyagerių kelionė. Prasidėjusi daugiau nei prieš keturis dešimtmečius, Voyager zondų kelionė tęsiasi iki šiol. Jie vis dar bendrauja su Žeme, nors jau paliko Saulės sistemą ir skrieja tarpžvaigždine erdve. Ryšys su Žeme nutruks geriausiu atveju po keleto dešimtmečių, bet zondai išliks ilgai. Milijonus, o gal ir milijardus metų. Greičiausiai jie niekada nepraskris labai arti kitos žvaigždės – išskyrus Voyager 1 priartėjimą per pusę parseko nuo Gliese 445 po 40 tūkstančių metų – bet kaip žmonijos ambicijų ir troškimų simboliai, jie yra puikūs. Plačiau apie juos rašo ir pasakoja astrofizikas Paulas Sutteris.

***

Gyvybės sukamos planetos. Gyvybė neabejotinai sukelia įvairų poveikį savo planetai. Vienas, kiek netikėtas, poveikis gali būti planetos paros trukmės pakeitimas. Taip gali įvykti dėl gyvybės poveikio planetos atmosferai – pavyzdžiui, Žemėje gyvybė nulemia deguonies, ozono ir anglies dvideginio kiekį atmosferoje, o šie savo ruožtu nulemia atmosferos temperatūrą. Nors atmosferos masė yra gerokai mažesnė, nei planetos, ji juda daug greičiau ir per milijonus ar milijardus metų gali paveikti planetos sukimąsi. Atmosferos judėjimo poveikis svarbus tampa atsiradus rezonansui tarp planetos sukimosi ir atmosferos kaitinimo. Žemėje taip galėjo įvykti, kai paros trukmė buvo apie 21 valandą – prieš maždaug 600 milijonų metų. Saulės šildomoje dieninėje pusėje atmosfera plečiasi ir kyla aukštyn, naktinėje – vėsta ir leidžiasi žemyn. Šių procesų natūralus periodas yra apie 21 valandą, taigi kai jis sutapo su paros trukme, kiekvieną dieną poveikis vis stiprėjo. Šis efektas greičiausiai sulėtino paros trukmės ilgėjimą dėl Mėnulio tolimo nuo Žemės, ir tęsėsi ilgiau nei šimtą milijonų metų. O 21 valandos kaitimo-vėsimo periodiškumas tiesiogiai priklauso nuo atmosferos cheminės sudėties, taigi ir nuo gyvybės poveikio. Kol kas nėra aišku, kiek stiprus šis efektas apskritai, ir gyvybės reikšmė jam konkrečiai, tačiau vien tokia galimybė atrodo labai įdomi. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Saulės sistemos formavimasis. Saulės sistema kai kuriais atžvilgiais yra neįprasta, lyginant su Paukščių Tako vidurkiais: mes turime gerokai daugiau radioaktyvaus aliuminio ir mažiau radioaktyvios geležies, nei įprasta Galaktikoje. Dabar pasiūlytas tokio neatitikimo paaiškinimas: Saulės sistema galėjo susiformuoti masyvios mirštančios žvaigždės išpūsto burbulo pakraštyje. Vadinamųjų Wolf-Rayet žvaigždžių atmosferose formuojasi daug radioaktyvaus aliuminio, kuris tampa įvairių dulkelių dalimi ir gali migruoti tolyn nuo žvaigždės, į jos aplink save sustumtą medžiagos kevalą. Šiame kevale efektyviai formuojasi žvaigždės – toks procesas vadinamas sužadinta žvaigždėdara. Jei Saulės sistema ėmė formuotis tokiame kevale, vėliau Wolf-Rayet žvaigždei sprogus supernova radioaktyvios geležies į Saulės aplinką pateko nebe daug – priešingai nei tokiu atveju, jei supernovos sprogimo banga būtų formavimąsi sukėlęs veiksnys. Skaitmeninių modelių rezultatai byloja, kad tokiu būdu gali susiformuoti 1-16% visų į Saulę panašių žvaigždžių Galaktikoje. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Kentauro Alfos planetos. Prie artimiausios mums žvaigždės – Kentauro Proksimos – žinome vieną planetą Proksimą b, tačiau prie visai greta esančių Kentauro Alfos A ir B planetų kol kas neaptikta, nors statistiškai tikėtina, kad jų ten yra. Ar ši sistema yra kažkuo neįprasta, ar tiesiog ieškojome nepakankamai ilgai? Nauja statistinė analizė rodo, kad teisingesnis antrasis variantas. Išnagrinėję dešimties metų stebėjimų duomenis, mokslininkai nustatė, kad signalų neaptikimas juose nepanaikina galimybės, kad ten egzistuoja planetos. Tiksliau sakant, aplink Kentauro Alfos A negali būti planetų, masyvesnių nei 53 Žemės masės, aplink B – 8,4 Žemės masės, o aplink Kentauro Proksimą – 0,47 Žemės masės (šios masės apskaičiuotos darant prielaidą, kad jų orbitos plokštumos tiksliai sutampa su kryptimi Saulės link, realybėje vertės yra dar didesnės). Taigi ieškodami ilgiau tikrai turime šansų aptikti superžemių ar Žemės dydžio planetų, jei jų ten yra. Be to, šiuo metu Kentauro Alfos narės tolsta viena nuo kitos, todėl artimiausiais metais ieškoti planetų prie jų bus daug patogiau. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Kasiopėjos A supernovos liekana. Šaltinis: CXC/NASA
Kasiopėjos A supernovos liekana. Šaltinis: CXC/NASA

Savaitės paveiksliukas – supernovos liekana Kasiopėjos A. Pats sprogimas Žemėje buvo matomas prieš maždaug 350 metų, nuo tada besiplečiančios supernovos išmestos dujos suformavo daugybę įvairių struktūrų. Šioje nuotraukoje spalvos žymi skirtingų cheminių elementų spinduliuotę: raudonas silicis, geltona siera, žalias kalcis ir violetinė geležis sudaro tokią kosminę mozaiką. Mėlyna spalva žymi supernovos liekanos išorę žyminčią smūginę bangą.

***

Chemiškai pirmykštė žvaigždė. Tik atsiradusioje Visatoje buvo praktiškai tik du cheminiai elementai – vandenilis ir helis. Vėliau žvaigždėse gimė visi kiti natūraliai aptinkami elementai, nuo ličio iki urano. Kuo žvaigždė senesnė, tuo joje už helį sunkesnių cheminių elementų (astronomai juos visus vadina „metalais“) yra mažiau. Mūsų Saulėje metalų yra apie 2%, o dabar atrasta žvaigždė Paukščių Tako hale, kurioje geležies yra beveik milijoną kartų mažiau, nei Saulėje. Tiesa, anglies ir geležies santykis joje daugiau nei 100 tūkstančių kartų viršija šį santykį Saulėje, taigi anglies žvaigždė turi, nors ir apie dešimt kartų mažiau, nei Saulė. Tokios žvaigždės, kaip ši, yra labai įdomios, nes detalus jų tyrinėjimas leidžia geriau suprasti, kokios sąlygos buvo ankstyvaisiais Visatos laikais, kaip tuo metu formavosi žvaigždės, kaip jos sprogo supernovomis ir kaip praturtino aplinką sunkiaisiais elementais. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Savaitės filmukas – apie masės pavertimą energija ir kaip tai padaryti efektyviai. Arba kiek kačių reikia, norint patenkinti Norvegijos metinius energijos poreikius. Ir apie 42. Pasakoja Minute Physics:

***

Reguliuojama žvaigždėdaros sparta. Supermasyvios juodosios skylės, esančios galaktikų centruose, greičiausiai reguliuoja žvaigždžių formavimąsi savo galaktikose. Taip teigia teoriniai modeliai, tą rodo ir skaitmeninių modelių rezultatai, tačiau tiesioginius proceso įrodymus aptikti yra labai sudėtinga, nes reguliavimas vyksta per milijonus ir daugiau metų. Bet dabar pristatyti stebėjimų rezultatai, rodantys, kad daugybės galaktikų žvaigždėdaros istorija koreliuoja su centrinės juodosios skylės mase. Galaktikų, kurių juodosios skylės yra masyvesnės, žvaigždės baigia formuotis anksčiau. Būtent to ir reikėtų tikėtis, jei juodosios skylės stabdo žvaigždėdarą galaktikose. Kuo masyvesnė juodoji skylė, tuo anksčiau ji galėjo pradėti reikšmingai stabdyti žvaigždžių formavimąsi. Šie rezultatai neatskleidžia, kokiu būdu juodosios skylės žvaigždėdarą sustabdo, tačiau gana rimtai patvirtinta, kad šis procesas tikrai vyksta. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature.

***

Štai tiek žinių iš praėjusios savaitės. Kaip visada, laukiu jūsų klausimų ir komentarų.

Laiqualasse

Leave a Reply

El. pašto adresas nebus skelbiamas.