Kąsnelis Visatos CCCXI: Magnetizmas

Šis kąsnelis truputį paankstintas, nes savaitei išvykstu iš Lietuvos į negarantuotos interneto kokybės dykras (ta prasme, užsienį). Naujienų praeitą savaitę buvo labai daug, daugiausiai dėl JAV Astronomų sąjungos kaspusmetinio susitikimo, iš kurio visada ateina daugybė pranešimų apie naujausius atradimus. Iš šio srauto, kaip įprastai, atrinkau dešimt, kuriuos rasite po kirpsniuku.

***

2018 metų prognozės. Metų pradžioje, žinoma, daug kalbama apie vertus stebėjimo įvykius. Du iš jų, susijusius su kosmosu, pristato Universe Today. Pirmasis – kosminiai ryšių palydovai, skirti interneto ryšiui užtikrinti. Jau šiuo metu interneto ryšį turi apie pusę pasaulio gyventojų, ir ši dalis vis auga. Užtikrinti sklandžiam susisiekimui reikia geros infrastruktūros, ir jau šiemet net aštuoni skirtingi projektai žada į orbitą iškelti interneto palydovų spiečius. Visi šie planai yra daugelio metų darbo pradžia – pavyzdžiui, SpaceX ketina iki 2024 metų į orbitą pakelti daugiau nei 4000 palydovų, kitos kompanijos kalba apie panašius mastus. Šie palydovai užtikrins greitą mobilų internetą ir teiks šimtus gigabaitų per mėnesį siekiančius duomenų planus milijardams vartotojų.

Kita žinia yra apie Kinijos kosmoso programos augimą. Pernai Kinija sėkmingai paleido 18 raketų, pagal šį skaičių atsilikdama tik nuo JAV (29 skrydžiai) ir Rusijos (20). Šiemet skrydžių turėtų būti daugiau nei dvigubai tiek – virš keturiasdešimties. Tarp jų – ir Mėnulio misija, ir įvairių palydovų iškėlimas, ir naujos raketos Long March 5 bandymai.

***

Fosforo nulemtas deguonis. Pirmuosius du milijardus metų Žemės atmosferoje dominavo anglies dvideginis, o paskui, prieš 2,5 milijardo metų, gana staigiai joje atsirado daug deguonies. Dabar, atrodo, atrastas paaiškinimas, kas nulėmė tokį staigų deguonies dominavimą. Pasirodo, kaltininkas yra fosforas, tiksliau jo perdirbimas biosferoje. Skaitmeniniu modeliu parodyta, kad ankstyvos Žemės sąlygomis fosforas buvo perdirbamas apie dešimt kartų lėčiau, nei dabar, o didelė jo dalis buvo užrakinta daug geležies turinčiuose mineraluose. Fosforo negaunančių organizmų gyvybiniai procesai buvo daug lėtesni, todėl ir deguonies jie gamino labai mažai, nors fotosintetinantys organizmai atsirado prieš tris milijardus metų. Kol nebuvo deguonies, gyvybė naudojo sierą, o šios padaugėjus po ugnikalnių išsiveržimų, buvo išlaisvinta ir daug fosforo, kuris sukėlė deguonies gamybos bumą ir tada elementų apytaka perėjo į fosforo ir deguonies save palaikantį ciklą. Tyrimo rezultatai publikuojami Science Advances.

***

Magnetiški žybsniai Saulėje. Saulės žybsniai yra susiję su jos magnetiniu lauku, tačiau ryšio detalės kol kas dar gana miglotos. 2014 metų balandį ir liepą įvykę du neįprasti žybsniai padeda šį ryšį ištirti detaliau. Jie įvyko tuo metu nuo Žemės nusisukusioje Saulės pusėje, tad aptikti tik zondų STEREO A ir B duomenyse. Ypatingi jie tuo, kad abiejų metu į aplinką buvo išmesta labai daug helio-3 ir geležies, gerokai daugiau, nei įprastinių žybsnių metu. O dabar detalūs žybsnių stebėjimai parodė, kad jie prasidėjo regionuose, kuriuose medžiaga buvo susisukusi į spirales. Šių magnetinio lauko laikomų spiralių atsileidimas įgreitino daleles ir leido joms pabėgti tolyn nuo Saulės, o ypatingai šį poveikį pajuto būtent helio-3 ir geležies atomai. Kodėl būtent jie – neaišku. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Labai lėtėjanti kometa. Iš kometų besiveržiančios dujos gali pakeisti jų sukimosi spartą – pagreitinti jas arba sulėtinti. Skaitmeniniai modeliai rodo, kad lėtėdamos kometos kažkuriuo metu tampa nestabilios ir pradeda labai greitai keisti sukimosi ašį, tačiau po kurio laiko nusistovi naujoje stabilioje būsenoje ir ima greitėti. Dabar pranešta apie pirmo šias prognozes atitinkančio kometos elgesio stebėjimą. Kometa 41P/Tuttle-Giacobini-Kresak pernai pavasarį buvo priartėjusi vos per 21 milijoną kilometrų nuo Žemės. Jos stebėjimai parodė, kad per šį laikotarpį jos sukimosi periodas išaugo nuo 20 iki 46 valandų. Tai yra daugiau nei dešimt kartų didesnis sulėtėjimas, nei kada nors užfiksuotas kokioje nors kometoje. Greičiausiai tai reiškia, kad kometa 41P artėja prie nestabilumo būsenos. Tolesni stebėjimai turėtų leisti nustatyti ir kaip kometos pereina šią sukimosi evoliucijos stadiją. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature.

***

Žiedai be planetų. Diskai prie jaunų žvaigždžių su spiralėmis, tuščiais tarpais ir kitokiomis struktūromis paprastai laikomi įrodymu, kad ten formuojasi planetos, nes jų gravitacija tas struktūras sukuria. Dabar skaitmeniniais modeliais parodyta, kad planetos reikalingos ne visada. Jei diskas yra pakankamai tankus, žvaigždės spinduliuotė jame sukuria užtektinai įelektrintų dulkių, kad jų grupavimasis pradėtų kurti struktūras, panašias į stebimas. Apie tokią galimybę buvo kalbama jau anksčiau, bet šie rezultatai yra detaliausi ir pirmieji, kuriuose įskaitomas tiesioginis spinduliuotės slėgio poveikis evoliucionuojančiam diskui. Šie rezultatai rodo, kad stebint jaunų žvaigždžių diskus nereikėtų būti pernelyg optimistiškiems dėl ten galimai besiformuojančių planetų skaičiaus. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Planetas valganti žvaigždė. Jauna žvaigždė Žuvies RZ, nutolusi maždaug per 170 parsekų nuo Žemės, kartais pritemsta daugiau net dešimt kartų. Tokį milžinišką ir nenuspėjamą užteminėjimą gali sukelti planetų liekanos, lakstančios aplink žvaigždę ir krentančios į ją. Bent jau taip teigia naujausius regimųjų ir rentgeno spindulių duomenis išanalizavę mokslininkai. Rentgeno ir regimųjų spindulių šviesio santykis leidžia įvertinti žvaigždės amžių – jis turėtų būti vos 30-50 milijonų metų, labai nedaug, kaip maždaug Saulės masės žvaigždei. Regimųjų spindulių duomenys taip pat davė daugiau informacijos apie žvaigždės pritemimus, kurie tikrai panašūs į ne visai tvarkingomis orbitomis judančio debesies, esančio mažiau nei vieno astronominio vieneto atstumu, judėjimą. Tai gali būti jaunos planetos, kurią, atmigravusią per arti žvaigždės, suardė pastarosios gravitacija, liekana. Tokie rezultatai padeda geriau suprasti, kaip migruoja planetos ir kas joms atsitinka priartėjus per arti žvaigždės. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Dideli nykštukių branduoliai. Baltosios nykštukės – didžiosios dalies žvaigždžių galutinė evoliucijos stadija – yra maždaug Žemės dydžio objektai, dažniausiai sudaryti iš anglies ir deguonies. Jie turi karštesnį ir skystesnį branduolį bei šaltesnę kietesnę plutą. Šių objektų struktūros modeliai vis dar yra gana netikslūs; tai yra problema nagrinėjant jų vėsimą bei dvinarių baltųjų nykštukių jungimąsi ir iš to kylančius Ia tipo supernovų sprogimus. Dabar pristatyti detaliausi vienos tokios žvaigždės stebėjimai. Žvaigždės vibracijų analizė leido nustatyti, kad jos branduolio masė yra 45% Saulės masės – beveik dvigubai didesnė, nei prognozuoja modeliai. O branduolį sudaro net 86% deguonies – tai yra 15% didesnė deguonies dalis, nei prognozuota teoriškai. Tokie rezultatai verčia pergalvoti baltųjų nykštukių struktūros modelius, nors, aišku, reikėtų daugiau žvaigždžių stebėjimų – tik taip bus galima patikrinti, ar ši žvaigždė yra tipinė, ar anomali. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature.

***

Fontanas Galaktikos centre. Abipus mūsų Galaktikos centro yra du didžiuliai labai karštų ir retų dujų burbulai, vadinami Fermi burbulais. Juos greičiausiai sukūrė prieš maždaug 6 milijonus metų aktyviai medžiagą rijusi centrinė Paukščių Tako juodoji skylė. Tačiau tyrinėti burbulus yra sudėtinga, nes dėl medžiagos retumo sunku užfiksuoti jos skleidžiamą spinduliuotę. Dabar pristatyti stebėjimai, rodantys, kad iš centrinės Galaktikos dalies lekia ir šimtai neutralaus vandenilio debesų. Debesų populiacija tęsiasi bent pusantro kiloparseko į abi puses nuo Galaktikos plokštumos – kažkur aukščiau debesys turėtų išsisklaidyti, bet kol kas to aptikti dar nepavyko. Stebėjimai taip pat atskleidė debesų judėjimo greitį – kiek daugiau nei 300 km/s. Tai reiškia, kad jie iš Galaktikos centro kelionę pradėjo bent prieš 5 milijonus metų, mat tiek laiko reikia tokiu greičiu nuskristi 1,5 kiloparseko. Tyrimo rezultatai pristatyti Amerikos astronomų sąjungos susitikime.

***

Ar egzistuoja juodosios skylės? Nors tiesiogiai nei vienos dar nematėme, neabejojame, kad taip ir yra. Kodėl galime taip teigti ir kokie yra netiesioginiai jų egzistavimo įrodymai, pasakoja Minute Physics:

***

Besijungiančių galaktikų pora NGC 2623. ©ESA/Hubble, NASA
Besijungiančių galaktikų pora NGC 2623. ©ESA/Hubble, NASA

Savaitės paveiksliukas – dvi besijungiančios galaktikos. Šioje ypatingai detalioje Hubble teleskopo nuotraukoje matyti daug jungiantis atsirandančių struktūrų. Ši ir kitos nuotraukos padeda geriau suprasti ir kur tokiose galaktikose formuojasi žvaigždės – šiuo atveju tai yra susijungę galaktikų centrai, tolyn nusidriekusios potvyninės uodegos, ir mėlynų žiburėlių pilnas regionas į viršų ir kairę nuo centro.

***

Besisukančios reliatyvistinės čiurkšlės. Kai kurie aktyvūs galaktikų branduoliai turi čiurkšles – siauras labai greitų dujų juostas, išmetamas iš pat juodosios skylės prieigų. Jas sukuria magnetinis laukas, susisukęs į juodąją skylę krentančioje medžiagoje, tačiau čiurkšlių paleidimo proceso detalės yra labai neaiškios. Dabar pristatyti detaliausi skaitmeniniai čiurkšlių modeliai, kuriuose įskaičiuojami reliatyvistiniai efektai, tokie kaip aplink juodąją skylę esančios erdvės sukimasis kartu su pačiu objektu. Paaiškėjo, kad iškreipta erdvė sukelia čiurkšlės precesiją – judėjimo krypties kitimą. Tai gali paaiškinti reiškinį, vadinamą kvazi-periodiniais svyravimais, stebimą daugelyje aktyvių branduolių. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Dvigubas aktyvumo epizodas. Aktyvių galaktikų yra palyginus nedaug – mažiau nei kas dešimta. Tai reiškia, kad kiekviena galaktika tik kelis procentus gyvenimo laiko praleidžia aktyvioje būsenoje, susidedančioje iš daugelio epizodų. Sunku tiksliai pasakyti, kiek laiko trunka vienas aktyvumo epizodas. Aktyvių galaktikų branduolių šviesis nuolatos kinta, tačiau epizodų trukmės yra tikrai ilgesnės nei profesionalios astronomijos era Žemėje. Yra netiesioginių įrodymų, kad vieno epizodo trukmė turėtų būti apie 50 tūkstančių metų. Dabar, atrodo, pavyko užfiksuoti dviejų tokių epizodų pėdsakus vienoje galaktikoje. Šios galaktikos pietinėje pusėje matyti fotojonizuotų dujų kūgis, o šiaurinėje – pro dujas sklindanti smūginė banga. Šių struktūrų amžius yra tikrai skirtingas, nors skiriasi palyginus nedaug – mažiau nei 100 tūkstančių metų. Abi struktūros yra tipiški branduolio aktyvumo epizodo padariniai, taigi jas galima interpretuoti kaip dviejų aktyvumo epizodų pėdsaką. Šie rezultatai padės geriau suprasti ir juodųjų skylių maitinimosi, ir aktyvių branduolių poveikio galaktikoms procesus. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

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

Laiqualasse

Leave a Reply

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *