Kąsnelis Visatos CCCXLI: Karštis

Sekančią savaitę iškeliauju į miškus, taigi Kąsnelio pirmadienį jums parašyti negalėsiu. Bet nusprendžiau paskelbti jį iš anksto, kad nereikėtų savaitę laukti naujienų apžvalgos, kuri tada jau būtų visai pasenusi. O šią savaitę naujienų irgi apstu – čia ir NASA pranešimai apie finansuojamas technologijas bei Saulės zondą, ir seniausias magminis meteoritas, ir planetų atmosferos, ir tolimos bei artimos galaktikos ir jų juodosios skylės, ir dar daug visko. Gero skaitymo!

***

Saulės zondo paleidimas. Šeštadienį, rugpjūčio 11 dieną, apie pusę vienuoliktos ryto Lietuvos laiku, iš Kanaveralo kyšulio kosmodromo Floridoje į kosmosą pakils naujausias NASA palydovas – Parker Saulės zondas. Jo misija truks bent šešerius metus, per kuriuos jis priartės taip arti Saulės, kaip joks kitas žmonių sukurtas aparatas nebuvo priartėjęs iki šiol. Jau pirmo artimo praskridimo metu šių metų lapkritį Parker zondas praskris 36 Saulės spindulių atstumu, t. y. maždaug 25 milijonų kilometrų nuotoliu, nuo mūsų žvaigždės; palyginimui, Merkurijus nuo Saulės nutolęs vidutiniškai per 58 milijonus kilometrų. Vėliau zondas dar šešis kartus suks ratus pro Venerą, po truputį keisdamas orbitą, kol 2024-aisiais priartės vos per 8,8 Saulės spindulius prie žvaigždės paviršiaus. Tokiu atstumu jis pasiners į Saulės vainiką – ypatingai karštų ir retų dujų apvalkalą, gaubiantį žvaigždę. Pagrindinis misijos tikslas – padėti išsiaiškinti, kaip dujos vainike įkaista iki milijono laipsnių temperatūros ir kaip ten įgreitinamos dalelės, sudarančios Saulės vėją. Saulės paviršiaus temperatūra yra vos 5700 laipsnių, taigi beveik 180 kartų mažesnė, nei vainiko; nepaisant dešimtmečius trunkančių stebėjimų, kol kas nėra vienareikšmiško atsakymo, kas taip stipriai įkaitina Saulę gaubiančias dujas. Taip pat neaišku ir kaip šiluminė Saulės energija paverčiama į kinetinę dalelių – daugiausiai elektronų ir protonų – energiją, taip paleidžiant Saulės vėją, pučiantį per visą Saulės sistemą. Vainike zondo paviršius įkais iki maždaug 1400 laipsnių Celsijaus temperatūros, kurioje ima lydytis plienas. Tačiau inovatyvi šiluminė izoliacija – skydas ir vandens cirkuliacijos sistema – palaikys paties zondo ir jo pagrindinių sensorių temperatūrą neviršijančią 30 laipsnių. Skydas, pagamintas iš anglies pluošto sluoksnių ir anglies putų užpildo, yra labai tvirtas ir lengvas – visą zondą dengsiantis pustrečio metro storio skydas sveria vos 80 kilogramų. Ši technologija, kurta ir testuota septynerius metus, ateityje galėtų būti panaudota ir Žemėje.

***

Savaitės filmukas – irgi apie Parker zondą. PBS Space Time pasakoja detaliau apie tai, kaip priartėti labai arti Saulės ir nesudegti:

***

Gausiausia kubiukų siunta. Šios savaitės pradioje paskelbta, kad pradedami paskutiniai pasirengimo darbai didžiausiai palydovų-kubiukų paleidimo misijai, įvyksiančiai šių metų pabaigoje. Tai bus SpaceX raketos Falcon 9 skrydis, kurio metu į Saulės sinchroninę orbitą bus paleistas net 71 mažas palydovas. Saulės sinchroninė orbita yra tokia, kurioje esantis palydovas virš bet kurio Žemės taško praskrenda tuo pačiu metu kiekvieną dieną. Misija SSO-A yra pirmasis tokio masto bendradarbiavimo tarp SpaceX ir mažųjų palydovų paleidimo paslaugas teikiančios kompanijos Spaceflight rezultatas. Jei ši misija bus sėkminga, abi kompanijos tikisi artimiausiais metais jų parengti ir daugiau. Iki šiol mažieji palydovai įprastai būdavo paleidžiami kartu su didesnėmis misijomis, jie užpildydavo tuščią erdvę raketose-nešėjose. Dedikuotos misijos rengimas yra tik vienas iš įrodymų, kad mažųjų palydovų rinka sparčiai plečiasi. Vien šiemet Spaceflight žada paleisti dar 26 mažuosius palydovus, neskaitant SSO-A misijos, o 2019-aisiais jau yra suplanavusi dešimt mažųjų palydovų paleidimo skrydžių; tiesa, kol kas neskelbiama, kiek per šias misijas bus paleista palydovų. Trys ketvirčiai SSO-A misijos krovinių yra privačių kompanijų palydovai, skirti Žemės stebėjimams ir komunikacijoms. Kiti – universitetų ir net mokyklų tyrimų misijos.

***

Naujų technologijų finansavimas. Trečiadienį NASA paskelbė, kad šešioms JAV kompanijoms išdalins 44 milijonus dolerių finansuoti dešimčiai naujų technologijų, padėsiančių geriau tyrinėti kosmosą. Technologijos suskirstytos į tris grupes: palengvinančias planetų paviršių tyrimus, pagerinančias erdvės išnaudojimą įvairiems tikslams ir kuriančias efektyvesnius transportavimo kosmose ir į kosmosą būdus. Bendrai technologijos yra gana įvairios – nuo raketinio kuro panaudojimo elektros energijai gaminti galimybių ir palydovų papildymo kuru orbitoje iki navigacijos sistemų, skirtų tikslesniam nusileidimui Mėnulyje ir kituose dangaus kūnuose. Finansavimas bus išmokėtas per artimiausius 15-36 mėnesius, priklausomai nuo to, kaip sparčiai bus vystomos šios technologijos. Kiekviena kompanija turės finansuoti bent ketvirtį technologijos vystymo kaštų, o laikotarpio pabaigoje – pademonstruoti technologijų veikimą realiomis sąlygomis. Šis finansavimo naujoms „proveržio“ (angl. tipping-point) technologijoms dalinimo etapas – jau trečiasis; NASA ketina jį rengti kasmet. Šiemet paraiškų finansavimui gauti pateikta apie 90, taigi potencialo naujiems proveržiams tikrai yra.

***

Seniausias magminis meteoritas. Prieš pusantrų metų Mauritanijoje atrastas ir praėjusių metų pradžioje kolekcionieriaus įsigytas meteoritas NWA 11119, pasirodo, yra seniausias žinomas magminis meteoritas. Magminiai meteoritai, kaip ir magminės uolienos, susidaro stingstant išsilydžiusioms uolienoms. Šio meteorito amžius, nustatytas radiaktyvaus aliuminio datavimu, yra 4,565 milijardo metų, greičiausiai didesnis nei Žemės amžius. Kitaip tariant, šis meteoritas susiformavo pačioje Saulės sistemos gyvavimo pradžioje, per kelis milijonus metų po žvaigždės įsižiebimo. Įdomu dar ir tai, kad šis meteoritas ganėtinai nepanašus į kitus žinomus panašaus amžiaus objektus – sandara jis primena Žemės plutą. Tai reiškia, kad plutą primenančios uolienos formavosi dar tada, kai Saulės sistemoje buvo tik protoplanetinės uolienos, o planetos dar neegzistavo. Anksčiau buvo manoma, kad tokioms uolienoms susiformuoti būtina cheminė diferenciacija – planetos išsiskaidymas į branduolį, mantiją ir plutą. Šie ir panašūs rezultatai pagilina mūsų supratimą apie planetų formavimosi procesą. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Communications.

***

Merkurijų formavo smūgiai. Šiuo metu neabejojama, kad Mėnulis susiformavo, kai į Žemę pataikė maždaug Marso dydžio kūnas Tėja. Panašūs smūgiai galėjo nutikti ir kitoms planetoms – ne per seniausiai buvo paskelbti tyrimai apie smūgius į jauną Marsą. Dabar naujame tyrime nagrinėjama, kaip įvairūs smūgiai galėjo paveikti artimiausios Saulei planetos – Merkurijaus – formavimąsi. Merkurijus turi keletą neįprastų savybių, pavyzdžiui labai masyvų geležies branduolį. Tai gali reikšti, kad Merkurijus pradžioje buvo masyvesnis, bet smūgio ar smūgių metu neteko didelės dalies plutos ir mantijos, o branduolio masė išliko (beveik) nepakitusi. Tyrime išnagrinėta, kaip Merkurijaus sandarą paveiktų vienas stiprus mažesnio objekto smūgis, daug nedidelių smūgių, arba scenarijus, kuriame pats Merkurijus atsitrenkė į masyvesnį objektą, kurio šiuo metu nebėra Saulės sistemoje. Visais atvejais įmanoma gauti galutinį rezultatą, atitinkantį dabartinį Merkurijų ir pagal masę, ir pagal geležies kiekį. Net jei smūgis proto-Merkurijų išdrąsko į gabalus, didelė jų dalis greitai susitelkia atgal. Mantija visais atvejais sumažėja labiau, nei branduolys, todėl santykinė geležies dalis išauga. Daug smulkesnių smūgių irgi gali „nulupti“ proto-Merkurijaus mantiją, ypač jei vyksta tik su trumpomis pertraukomis. Nors šį paaiškinimą patikrinti sudėtinga, vis gerėjantys skaitmeniniai planetų formavimosi modeliai turėtų padėti išsiaiškinti, kiek jis yra tikėtinas. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Jupiterio magnetosferos netolygumai. Jupiterio magnetosfera yra didžiausias objektas Saulės sistemoje; jei galėtume ją matyti, ji nakties danguje būtų didesnė už Mėnulio pilnatį. Magnetosfera gaubia ir daugelį Jupiterio palydovų, kurie, sąveikaudami su ja, kuria įvairias radijo bangas. Vienas bangų tipas vadinamas chorinėmis bangomis, nes paverstos į garsą šios bangos skamba tarsi paukščių chorai. Naujame tyrime pristatyti duomenys, rodantys, kad Jupiterio palydovų aplinkoje chorinės bangos labai sustiprėja. Prie Europos bangų intensyvumas išauga apie šimtą, o prie savąjį magnetinį lauką turinčio Ganimedo – net milijoną kartų, lyginant su Jupiterio magnetosferos vidurkiu. Šie palydovai veikia tarsi bangolaužiai, sujaukiantys tvarkingą magnetosferą ir paskatinantys dalelių pabėgimą iš jos. Taip pat jie sudaro sąlygas formuotis labai didelės energijos dalelėms, kurios gali pažeisti erdvėlaivių elektroniką, o kada nors ateityje – ir žmonių organizmus. Šie stebėjimai padeda geriau suprasti, kaip sąveikauja dviejų magnetinį lauką turinčių kūnų magnetosferos bei kokia gali būti plazmos reiškinių įvairovė; ateityje tai gali padėti ištobulinti plazmos taikymus Žemėje. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Communications.

***

Planetinis ūkas HuBi1. Žaliai pažymėtas jonizuotas vandenilis, raudonai – azotas. ©Guerrero et al., 2018, Nature Astronomy
Planetinis ūkas HuBi1. Žaliai pažymėtas jonizuotas vandenilis, raudonai – azotas. ©Guerrero et al., 2018, Nature Astronomy

Planetiniai ūkai yra žvaigždžių, panašių į Saulę, paskutinės gyvenimo stadijos. Įprastai jų išoriniai sluoksniai yra mažiau jonizuoti, nei vidiniai, nes centre esančios baltosios nykštukės spinduliuotė pasiekia tik vidinius sluoksnius. Bet naujai ištirtame ūke HuBi1 situacija yra priešinga. Čia kaip tik labiau jonizuotas išorinis sluoksnis. Greičiausiai taip yra todėl, kad ūkas yra labai jaunas, ir dar nespėjo atvėsti po žvaigždės mirties metu pasklidusios smūginės bangos. Istoriniai duomenys rodo, kad žvaigždė per pastaruosius 46 metus gerokai priblėso, taigi paaiškinimas tikrai gali būti teisingas.

***

Karštų planetų atmosferos. Planetos, esančios arti savo žvaigždžių, gali įkaisti iki temperatūros, panašios į mažos žvaigždės paviršiaus temperatūrą – 2000-3000 laipsnių. Iki šiol buvo labai neaišku, iš ko susideda šių planetų atmosferos, nes stebėjimų duomenys buvo ganėtinai keisti – mažai trumpų infraraudonųjų bangų spinduliuotės ir daug ilgų, priešingai, nei tikimasi iš paprastų šiluminių modelių. Dabar nauja molekulių ir planetų atmosferų analizė parodė, kad jų atmosferos turėtų būti panašesnės į žvaigždžių atmosferas, nei į truputį vėsesnių planetų. Dieninėje šių ultrakarštų jupiterių pusėje temperatūra pakyla tiek aukštai, kad vandens, vandenilio, titano oksido ir vanadžio oksido molekulės, gausiai aptinkamos vėsesniuose karštuosiuose jupiteriuose, suyra. Tai reikšmingai pakeičia planetos spektrą ir paaiškina stebimas savybes. Pagrindinis planetų skirtumas nuo žvaigždžių, šiuo atveju, yra tas, kad planetų atmosferų temperatūra dieninėje ir naktinėje pusėje skiriasi daugiau nei tūkstančiu laipsnių, todėl ties dienos-nakties riba vyksta įvairūs molekulių formavimosi bei irimo procesai. Tolesni tyrimai leis apjungti žvaigždžių ir planetų atmosferų analizės sritis ir geriau interpretuoti planetų stebėjimų duomenis. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Gyvybė Kentauro Omegoje. Kentauro Omega (Omega Centauri) yra masyviausias žvaigždžių spiečius mūsų Galaktikoje, pastaruoju metu dažnai vadinamas nykštukinės galaktikos liekana. Ar galėtų jame ir panašiuose kamuoliniuose spiečiuose egzistuoti gyvybė? Naujas tyrimas rodo, kad greičiausiai negalėtų. Kentauro Omegoje esančios žvaigždės bendrai paėmus yra panašios į Saulės aplinkos žvaigždes – tarp jų yra daug mažų raudonųjų nykštukių, ir šiek tiek masyvesnių žvaigždžių. Vidutinis gyvybinės zonos spindulys prie šių žvaigždžių yra pusė astronominio vieneto, kitaip tariant, dvigubai mažesnis už atstumą tarp Saulės ir Žemės. Tačiau spiečiuje žvaigždės yra gerokai arčiau viena kitos, nei vidutiniškai Galaktikoje, tad ir artimi žvaigždžių prasilenkimai yra gerokai dažnesnis reiškinys. Kentauro Omegoje žvaigždes vidutiniškai skiria mažiau nei 10 tūkstančių astronominių vienetų, o kiekviena žvaigždė maždaug kas milijoną metų artimai prasilenkia su kaimyne. Artimas prasilenkimas šiuo atveju reiškia tokį suartėjimą, kad kaimynė destabilizuoja planetų orbitas. Taigi planetos prie žvaigždžių kamuoliniuose spiečiuose yra nestabilios ir tikimybė ten susiformuoti gyvybei yra nykstamai maža. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Vidutinės juodosios skylės. Juodosios skylės paprastai skirstomos į dvi grupes – žvaigždines ir supermasyvias. Į tarpą, nuo maždaug šimto iki kelių šimtų tūkstančių Saulės masių, yra tarpinės masės juodųjų skylių zona, bet tokių juodųjų skylių ilgą laiką nebuvo aptikta. Pastaruoju metu, gerėjant teleskopams ir duomenų apdorojimo algoritmams, pavyksta atrasti vis mažesnes juodąsias skyles galaktikų centruose, taip po truputį pildant tuščiąjį masių intervalą. Praeitą savaitę paskelbti du darbai, kuriuose apžvalginiais stebėjimais aptiktos daugiau nei trys šimtai tarpinės masės juodųjų skylių. Jų masės siekia nuo 10 tūkstančių iki 300 tūkstančių Saulės masių, o atstumai nuo mūsų – labai įvairūs: tolimiausios šviesa iki mūsų keliauja daugiau nei 10 milijardų metų. Tai yra tolimiausia nykštukinėje galaktikoje aptikta juodoji skylė. Visi objektai aptikti todėl, kad aktyviai ryja medžiagą, kuri skleidžia rentgeno spinduliuotę – jie atrasti nagrinėjant Chandra rentgeno spindulių teleskopo duomenis. Anksčiau tarpinės masės juodosios skylės buvo aptinkamos tik pavienės, tad naujieji atradimai pagaliau leis tyrinėti jų populiacijas ir daryti statistinę analizę. Tyrimo rezultatai arXiv: pirmasis ir antrasis.

***

Tolimiausia radijo galaktika. Šiuo metu tolimiausios žinomos galaktikos spinduliuotė iki mūsų keliauja 13,4 milijardo metų, kitaip tariant, mes ją matome tokią, kokia ji buvo Visatai esant vos 400 milijonų metų amžiaus. Dauguma tokių tolimų galaktikų yra aptinkamos pagal jų energingą ultravioletinę ar net rentgeno spinduliuotę, kuri dėl Visatos plėtimosi išsitempia į regimuosius ir infraraudonuosius spindulius. Bet galaktikos taip pat skleidžia daug radijo bangų, tik jos yra pernelyg silpnos, kad aptiktume jas tokiose tolimose galaktikose. Praeitą savaitę pagerintas 20 metų nesikeitęs tolimiausios radijo galaktikos rekordas. Galaktikos TGSS1530 vaizdą matome tokį, kokia ji buvo praėjus beveik tiksliai milijardui metų po Didžiojo sprogimo, Rejonizacijos epochos pabaigoje. Rejonizacija yra labai svarbi kosmologinė epocha, kurios metu pirmųjų žvaigždžių ir aktyvių galaktikų spinduliuotė jonizavo didžiąją dalį Visatos tūrio užimantį vandenilį; tyrinėdami šį procesą, galime geriau suprasti ir pirmųjų žvaigždžių bei galaktikų savybes. Naujoji galaktika aptikta nagrinėjant radijo spinduliuotės šaltinių katalogą ir pastebėjus, kad šis objektas turi neįprastą radijo spektrą, o jo vietoje nėra aptikta jokių regimųjų ar infraraudonųjų spindulių šaltinių – tai reiškia, kad objektas yra labai toli. Papildomi stebėjimai leido aptikti vandenilio spektrinę liniją, vadinamą Laimano alfa, kurios bangos ilgis padėjo tiksliai nustatyti atstumą iki galaktikos. Sprendžiant iš Laimano alfa linijos bei radijo spektro savybių, ši galaktika greičiausiai turi aktyvų branduolį, kuris į aplinką meta ypatingai greitų dalelių čiurkšlę, o jos, sąveikaudamos su galaktikos magnetiniu lauku, kuria stiprią radijo spinduliuotę. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

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

Laiqualasse

Leave a Reply

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *