Egzoplanetų atradimais šiandien jau nieko nenustebinsi. Egzoplanetų savybės – jau šis tas įdomiau. Bet kitose žvaigždžių sistemose yra ir daugiau dalykų, kurių atradimai ir tyrimai padės geriau suprasti ir savąją. Pavyzdžiui, kometų šaltinis Oorto debesis turėtų turėti analogų prie kitų žvaigždžių, o kitų žvaigždžių aktyvumo požymiai turėtų padėti suprasti ir Saulėje vykstančius procesus. Apie šiuos ir kitus atradimus, kaip įprastai, skaitykite po kirpsniuku.
***
Prognozuojami kosmoso orai. Kosmoso orai – Saulės vėjo ir Žemės magnetosferos sąveika – labai svarbūs kosminių palydovų darbui, aviacijai, telekomunikacijoms, netgi žmonių sveikatai. Taigi jų prognozavimas darosi vis svarbesnis, tačiau kol kas to patikimai daryti nepavyksta. Pagrindinė priežastis – Saulės aktyvumo ir nuo jo priklausančių parametrų, tokių kaip elektrinio lauko stipris ar pašvaisčių dažnis, kitimas laikui bėgant. Saulės aktyvumas kinta 11 metų ciklu, bet kiekvienas maksimumas yra kitoks, o kitų parametrų priklausomybės nėra tiksliai nustatytos. Dabar pristatyta pastarųjų penkių aktyvumo ciklų – daugiau nei pusšimčio metų – duomenų analizė, kuria parodyta, kad tam tikrų bendrumų tarp reikšmingų parametrų pokyčių visgi yra. Pasirodo, kiekvienas kosmoso orams svarbus parametras aplink konkretaus ciklo vidurkį svyruoja savita priklausomybe, ir tos priklausomybės matematinė išraiška išlieka vienoda kiekvieną ciklą. Tai reiškia, kad žinodami konkretaus parametro vertės vidurkį kr standartinį nuokrypį konkrečiame cikle, galime gana tiksliai prognozuoti, kaip dažnai to parametro vertė viršys pasirinktą pavojingą ribą. Netolimoje ateityje šie rezultatai, sukalibruoti pagal pastarųjų penkių ciklų duomenis, bus patikrinti naujame Saulės cikle. Jei paaiškės, kad prognozė pasitvirtina, tokią analizę galėsime naudoti pavojingiems kosmoso orų reiškiniams prognozuoti. Nors tai toli gražu nėra prognozių problemos sprendimas, kiekvienas žingsnis į priekį yra labai svarbus. Tyrimo rezultatai publikuojami Space Weather.
***
Saulę esame įpratę matyti kaip šviesų plazmos rutulį, švytintį ir besimėtantį protuberantais. Bet kartais ji būna daug ramesnė – didžiąją šių metų dalį jos paviršiuje nematyti nei vienos dėmės. Protuberantai kartais iškyla, kaip ir šioje nuotraukoje matomi balzgani pūkai, bet apskritai Saulė labai neaktyvi. Ramumo įspūdį sustiprina ir pasirinktas fotografavimo būdas – per siaurą spektrinį filtrą nufotografuota Saulė atrodo kaip pūkuotas kamuolys.
***
Besisukantis karščio skydas. Į atmosferą turinčias planetas ir palydovus besileidžiantys zondai susiduria su karščio problema – judėjimas per atmosferą gali juos įkaitinti iki tūkstančių laipsnių temperatūros ir sudeginti. Siekiant įveikti šią kliūtį, o kartu padėti zondui sulėtėti, naudojami karščio skydai – sistemos, apsaugančios patį zondą nuo karščio. Jos dažnai yra masyvios ir nepatogios, kelia papildomų rizikų, jų parengimas reikalauja daug papildomo darbo. Dabar pasiūlyta daug paprastesnė karščio skydo idėja: užuot naudojus masyvias konstrukcijas, jis galėtų būti minkštas, o forma palaikoma skydą išsukant. Prototipo bandymai parodė, kad sukimasis 6 apsukų per sekundę dažniu yra pakankamas, kad skydas taptų stabilus. Be to, sukimosi sistema užtikrina, kad skydas išsilanksto iš „kelioninės“ į darbinę konfigūraciją, taigi nereikalinga masyvi ir komplikuota išskleidimo sistema. Dar geriau tai, kad sistemos dydį galima nesunkiai keisti, todėl skydą galima pritaikyti ir dideliems zondams, ir palydovams-kubiukams. Pastarųjų kol kas nebuvo įmanoma panaudoti po keletą kartų, nes grįždami į Žemę jie sudegdavo. Jei naujoji technologija pasiteisins, ji atvers galimybes ir platesniam kubiukų panaudojimui, ir gerokai masyvesnių paviršinių zondų kelionėms į Marsą, Venerą ar Titaną. Tyrimo rezultatai publikuojami Acta Astronautica.
***
Marso audra rimsta. Gegužę pietiniame Marso pusrutulyje prasidėjusi ir netrukus visą planetą apgaubusi audra pradeda rimti. Tai paskelbė NASA Marso tyrimų padalinys, remdamasis orbitinių zondų stebėjimų duomenimis. Šie duomenys rodo, kad į Marso atmosferą pakyla mažiau dulkių, nei nusileidžia ant paviršiaus, taigi dulkių uždanga atmosferoje sklaidosi. Be to, nuotraukose vėl galima įžiūrėti paviršiaus darinius. Tai yra labai geros žinios Opportunity marsaeigiui, kuris nuo birželio 10 dienos taupo energiją perėjęs į miego režimą. Tiesa, dar prireiks bent kelių savaičių, kol Opportunity vėl galės pasikrauti Saulės baterijas. Jei audra truktų daug ilgiau, marsaeigiui grėstų pavojus visiškai išeiti iš rikiuotės, nes net ir miego režime jam reikia energijos šildytuvams, kurie išlaiko baterijų temperatūrą minimaliame saugiame lygyje. Per daug atšalusios baterijos jau nebeatsigautų. Tačiau prieš pat audrą atlikti bandymai parodė, kad baterijų būklė kol kas labai gera, todėl tikėtina, kad jos audrą atlaikys. Marsaeigio komanda nuolatos stebi situaciją Opportunity apylinkėse ir laukia žinių. Jo grįžimą į darbinę būseną komandos nariai lygina su paciento budimu iš komos – tai gali būti ilgas ir sudėtingas procesas. Bet Opportunity Marse išgyveno jau beveik 15 metų, per kuriuos vieną kartą 2009 metais jau buvo užmigęs dėl panašios audros. Taigi optimizmo prarasti tikrai neverta.
***
Daug vandeningų planetų. Nors Žemės paviršių daugiausiai dengia vanduo, pagal masę jis sudaro vos apie 0,02% mūsų planetos. Egzoplanetos gali gerokai skirtis – praeitą savaitę pristatytame tyrime teigiama, kad didžioji dalis superžemių gali būti vandeniniai pasauliai. Keplerio teleskopu aptiktų daugiau nei 4000 egzoplanetų ir kandidačių spinduliai pasiskirstę netolygiai – daug jų grupuojasi ties 1,5 ir 2,5 Žemės spinduliais. Daugumos planetų masės nėra žinomos, taigi neaiškios ir jų sandaros. Mažesniosios planetos turėtų būti panašios į Žemę – uolinės, gal turinčios šiek tiek vandens ir ploną atmosferą. Du pagrindiniai didesniųjų egzoplanetų – superžemių – modeliai teigia, kad jos gali turėti mažą uolinį branduolį, dengiamą storos vandenilio-helio atmosferos, arba jas sudaro maždaug vienodomis proporcijomis susimaišiusios uolienos ir vanduo. Naujame tyrime struktūros modeliai patikrinti sekant tikėtiną planetų evoliuciją. Jos turėtų susiformuoti kaip uoliniai kūnai, o vėliau arba prisitraukti ir išlaikyti protoplanetinio disko dujas, arba išlaikyti asteroidų ir kometų atnešamą vandenį. Pastarasis variantas superžemėms paaiškėjo esąs daug labiau tikėtinas. Taigi vanduo gali sudaryti net apie pusę šių planetų masės. Tokie pasauliai labai skirtųsi nuo Žemės – tanki vandens garų atmosfera gaubtų karštą vandenyną, kurio dugne plytėtų karšto didelio slėgio ledo klodai. Bet gyvybė tokioje aplinkoje atsirasti ir vystytis turbūt galėtų. Tyrimo rezultatai pristatyti Goldschmidt geomokslų konferencijoje Bostone praėjusią savaitę, taip pat ArXiv rasite tų pačių autorių atlikto planetų klasifikacijos tyrimo rezultatus.
***
Egzo-Oorto debesys. Saulės sistemą greičiausiai supa Oorto debesis – daugybės mažų objektų, likusių nuo sistemos formavimosi laikų, telkinys. Jo vidinis spindulys yra bent keli tūkstančiai astronominių vienetų (1 AU yra atstumas nuo Žemės iki Saulės), o išorinis – apie 50 tūkstančių AU, maždaug ketvirtis atstumo iki artimiausios Saulei žvaigždės. Iš jo turėtų atskrieti ilgo periodo kometos. Visgi nepaisant didelių pastangų, Oorto debesies egzistavimas kol kas nėra įrodytas, nes jį sudarantys objektai yra labai maži ir šalti. Dabar pasiūlyta idėja, kad Oorto debesies analogus būtų galima aptikti prie kitų žvaigždžių, naudojantis Planck teleskopo submilimetrinių bangų duomenimis. Oorto debesies ir jo analogų komponentų – uolienų ir ledo luitų – temperatūra turėtų siekti apie 10 kelvinų. Tokios temperatūros objektai daugiausiai spinduliuoja šimtų gigahercų dažnio bangas, kurioms ypatingai jautrus kosminę foninę spinduliuotę tyrinėjęs Planck kosminis teleskopas. Taigi Planck sudarytuose dangaus žemėlapiuose šalia žvaigždžių, ypač artimų Saulei, galima būtų aptikti egzo-Oorto debesų pėdsakus. Ištyrę šiuos žemėlapius, mokslininkai aptiko spinduliuotę, sklindančią iš žinomų nuolaužų diskų prie Vegos ir Fomalhauto. Egzo-Oorto debesų aptikti nepavyko, tačiau pavyko nustatyti, kad jie prie artimų žvaigždžių nėra masyvesni, nei 100-1000 Žemės masių. Saulės sistemos Oorto debesis turėtų būti maždaug dešimt kartų masyvesnis už Žemę, taigi aptikimų nebuvimas nepanaikina mūsiškio debesies egzistavimo galimybes. Ateityje, James Webb ir kitų jautresnių teleskopų duomenys leis patikrinti, ar debesys supa gretimas žvaigždes. Tyrimo rezultatai arXiv.
***
Užfiksuotas žvaigždės išsiveržimas. Mūsų Saulė yra gana vidutinė žvaigždė, ir mase, ir amžiumi, ir aktyvumu. Egzistuoja žvaigždžių, kurių žybsniai yra net iki 10 tūkstančių kartų intensyvesni, nei mūsiškės. Dabar pristatytas pirmą kartą kitoje žvaigždėje, nei Saulė, užfiksuotas vainikinės masės išmetimo įvykis. Išmetimai įvyksta dėl medžiagos turbulencijos žvaigždės paviršiuje ir yra susiję su žvaigždės aktyvumu. Pristatytas išmetimas aptiktas žvaigždėje kodiniu numeriu HR 9024, esančioje už 120 parsekų nuo mūsų. Ji yra daug aktyvesnė už Saulę, todėl buvo pasirinkta paviršiaus turbulencijos analizei. Nagrinėdami 10 metų senumo rentgeno teleskopo Chandra duomenis, astronomai aptiko ne tik aiškius turbulencijos ir protuberantų požymius, bet ir žybsnio metu išmestos medžiagos judėjimo pėdsaką. Medžiagos masė ir kinetinė energija puikiai atitinka teorines prognozes – tai reiškia, kad procesai, vykstantys gerokai aktyvesnėje žvaigždėje, yra daug kuo panašūs į vykstančius Saulėje. Kinetinė išmestos medžiagos energija yra gerokai mažesnė, nei būtų panašioje iš Saulės išmestoje čiurkšlėje, turbūt todėl, kad aktyvesnė žvaigždė turi stipresnį magnetinį lauką, kuris sunkiau paleidžia pabėgančią medžiagą. Tyrimo rezultatai pristatyti Harvarde vykusioje „Cool stars“ konferencijoje.
***
Spiečių žvaigždžių identifikavimas. Dauguma žvaigždžių formuojasi įvairaus dydžio spiečiuose. Tokia aplinka nulemia ir jų augimą – žvaigždėms tenka dalintis vienu dujų rezervuaru, o artimi praskridimai gali suardyti protoplanetinius diskus. Bet žvaigždžių, priklausančių spiečiams, stebėjimai kelia problemų. Ypač jaunuose spiečiuose žvaigždes pro gaubiančias dulkes stebėti galima tik infraraudonųjų ir ilgesnių spindulių ruože, bet stebėjimų erdvinės raiškos nepakanka išskirti pavienes žvaigždes. Dabar pasiūlytas statistinis metodas, leidžiantis įvertinti tikėtiną žvaigždžių šviesių, o kartu ir masių, pasiskirstymą spiečiuje, turint vien susiliejusius duomenis. Įvertinimui reikalingas trumpiausių bangų spiečiaus atvaizdas, kuris įprastai yra geriausios erdvinės raiškos, bei teoriškai apskaičiuoti jaunų žvaigždžių spektrai. Tuomet statistinės analizės metodu, vadinamu Bajeso statistika, sukuriamas galimų viso spiečiaus spektrų rinkinys, varijuojant pavienių žvaigždžių amžius, mases ir šviesius, ir įvertinama, kuris rinkinys sukuria spektrą, artimiausią stebimam ilgesnių bangų ruože. Taip gaunamas ne unikalus spiečių sudarančių žvaigždžių savybių rinkinys, bet statistiškai tikėtiniausias jų skirstinys. Pritaikius metodą 70-iai jaunų mažų spiečių, gauti rezultatai puikiai atitiko gautuosius kitais metodais ir teoriškai apskaičiuotus. Svarbiausias rezultatas – panašu, kad žvaigždžių masės visuose spiečiuose pasiskirsčiusios analogiškai. Be to, nustatyta, kad masyviausios spiečiaus žvaigždės masė priklauso nuo viso spiečiaus masės – šis rezultatas buvo prognozuojamas teoriškai, bet iki šiol nepatvirtintas stebėjimais. Sprendžiant iš šių rezultatų, naujasis metodas atrodo labai naudingas įrankis žvaigždžių spiečiams ir žvaigždžių formavimosi procesui tirti. Tyrimo rezultatai arXiv.
***
Magnetizmas Galaktikos centre. Magnetiniai laukai gali būti labai svarbūs medžiagos pernašai galaktiniais masteliais. Viena iš vietų, kur jų svarba greičiausiai ypatingai didelė – galaktikų centrai, kuriuose hidrodinaminiai procesai medžiagą centrinės juodosios skylės link dažniausiai perneša labai lėtai. Dabar nauji stebėjimai atskleidė, kad mūsų Galaktikos centro magnetinio lauko linijos sutampa su dujų struktūromis, taigi magnetinis laukas greičiausiai valdo pastarųjų evoliuciją. Tarpžvaigždinių dulkių skleidžiamą didelio bangos ilgio spinduliuotę poliarizuoja magnetinis laukas, taigi nagrinėdami poliarizacijos žemėlapį, galime apskaičiuoti ir magnetinio lauko linijų kryptis bei lauko intensyvumą. Naujais stebėjimais nagrinėta 850 mikrometrų ilgio spinduliuotė; ji prasiskverbia net pro labai tankius dujų telkinius, todėl puikiai atskleidžia Galaktikos centro struktūras. Paaiškėjo, kad centriniuose maždaug penkiuose parsekuose aplink juodąją skylę esančios dujų struktūros – aplinkbranduolinis diskas ir minispiralė – labai tiksliai sutampa su magnetinio lauko linijomis. Be to, magnetinio lauko kuriamas slėgis visame šiame regione viršija dujų slėgį. Tai reiškia, kad dujos greičiausiai juda magnetinio lauko linijų suformuotais kanalais. Patvirtinta, kad dujų kritimo į juodąją skylę greitis yra keturis kartus mažesnis, nei disko sukimosi greitis. Šis atradimas leidžia geriau suprasti ir mūsų, ir kitų galaktikų centrinių juodųjų skylių maitinimo procesą. Tyrimo rezultatai arXiv.
***
Tolimų galaktikų pasiskirstymas. Maždaug milijardą metų po Didžiojo sprogimo didžioji dalis Visatos dujų buvo neutralios. Laikui bėgant, žvaigždės ir aktyvūs galaktikų branduoliai daugumą dujų jonizavo. Visgi rejonizacija ne visoje Visatoje įvyko vienu metu – yra regionų, kuriuose plačiai pasklidusio neutralaus vandenilio spektro linijos matomos ir iš vėlesnių laikų. Egzistuoja dvi hipotezės, aiškinančios šiuos netolygumus: arba kai kuriuose Visatos regionuose tarpgalaktinės dujos buvo šaltesnės, arba juos pasiekė daug mažiau jonizuojančios spinduliuotės. Jos duoda visiškai priešingas prognozes apie galaktikų skaičių tuose regionuose – pagal pirmąją, jų ten turi būti neįprastai daug, pagal antrąją – neįprastai mažai. Dabar pristatyti stebėjimų rezultatai, patvirtinantys antrosios hipotezės prognozę. Didžiulio neutralių tarpgalaktinių dujų regiono, egzistavusio vėliau nei milijardas metų po Didžiojo sprogimo, apljnkoje rasta reikšmingai mažiau galaktikų, nei kitur Visatoje tuo pačiu metu. Mažiau galaktikų sukuria mažiau jonizuojančiosios spinduliuotės, todėl dujos ilgiau išlieka neutralios. Šis tyrimas, kaip ir planuojami panašūs stebėjimai kitomis kryptimis, padės geriau suprasti Visatos rejonizacijos procesą ir tiksliau identifikuoti ją sukėlusius spinduliuotės šaltinius. Tyrimo rezultatai arXiv.
***
Juodųjų skylių augimas. Šešios iš aštuonių juodųjų skylių, kurios buvo aptiktos dėl gravitacines bangas paskleidusių susiliejimų, buvo masyvesnės nei 20 Saulės masių. Tai yra labai didelė masė žvaigždinės masės juodosioms skylėms – žvaigždžių evoliucijos modeliai prognozuoja, kad jos įprastai neturėtų viršyti dešimties Saulės masių. Viena išeitis – teigti, jog aptiktos juodosios skylės susiformavo sprogus labai mažo metalingumo žvaigždėms – jos po savęs gali palikti ir gerokai masyvesnes liekanas. Bet yra ir kitokių galimybių; naujame tyrime pristatomas modelis, pagal kurį abi juodosios skylės, esančios dvinarėje sistemoje, auga supermasyvios juodosios skylės akreciniame diske. Tokiame tankiame dujų telkinyje atsidūrusios juodosios skylės gali užaugti nuo keleto iki 20 Saulės masių per trumpesnį laiko tarpą, nei susijungia dėl tų pačių dujų akrecijos. Be to, dujų prisijungimas iš bendro rezervuaro suvienodina juodųjų skylių sukimosi kryptis, o tai sustiprina gravitacinių bangų signalą. Šis modelis prognozuoja, kad ateityje, atradus daugiau gravitacinių bangų šaltinių, galaktikų centrinėse dalyse turėtume aptikti santykinai daugiau masyvių žvaigždinės masės juodųjų skylių porų, nei mažiau masyvių. Tyrimo rezultatai arXiv.
***
Savaitės filmukas – apie kirmgraužas. Ar jos yra realūs objektai, ar tik matematinė keistenybė? Kaip jos atrodytų, jei realiai egzistuotų, ir ar būtų galima jas panaudoti?
***
Štai tiek naujienų iš praėjusios savaitės. Kaip įprastai, laukiu jūsų klausimų ir komentarų.
Laiqualasse