Kąsnelis Visatos CCCLIX: Atvaizdai

Greta grafikų ir formulių, astronominiams tyrimams nepamainomi yra ir paprasčiausi atvaizdai. Ar tai būtų asteroido nuotrauka, padedanti ieškoti tinkamos nusileidimo vietos zondui, ar Saulės nuotraukos bei piešiniai, daryti nuo XVII a. pradžios, ar protoplanetinių diskų vaizdai, padedantys suprasti planetų formavimosi procesą. Kitose savaitės naujienose – Mėnulio paviršiaus žybsnių savybės, tolimos galaktikos sukimosi kreivė, garuojanti planeta ir dar daug visko. Gero skaitymo!

***

Kosmoso turizmo plėtra. Prieš keturiolika metų prasidėjusi Virgin Galactic kosmoso turizmo programa praeitą savaitę žengė dar vieną rimtą žingsnį pirmyn – bandomasis lėktuvas VSS Unity pakilo į 82 kilometrų aukštį ir sėkmingai nusileido. Bandymas atliktas Mojave dykumoje Kalifornijos valstijoje. Kompanijos atstovų teigimų, tai buvo skrydis į kosmosą, nors oficialiai kosmoso riba laikomas šimto kilometrų aukštis virš Žemės paviršiaus. Kaip bebūtų, kompanija teigia jau kitąmet pradėsianti reguliarius komercinius skrydžius į kosmosą; jie jau turi daugiau nei 600 klientų, kurie pasiryžę sumokėti po ketvirtį milijono dolerių už skrydį bei kelias minutes nesvarumo būsenoje. Taip pat skrydžiai bus naudojami moksliniams tyrimams; jau ir bandomajame skrydyje buvo keletas NASA mokslinių instrumentų. 2004 metais įkurta Virgin Galactic, pagal originalų planą, turėjo pradėti skraidinti turistus dar 2007 metais, bet įvairios techninės kliūtys, tarp jų netgi dvi mirtinos avarijos, gerokai sulėtino progresą. Visgi atrodo, kad artimiausioje ateityje komerciniai privačių asmenų skrydžiai į kosmosą gali tapti realybe.

***

Žybsniai Mėnulio paviršiuje. Mėnulio paviršiuje esantys krateriai yra meteoroidų smūgių padariniai. Tą žinome jau seniai – hipotezė patvirtinta Apollo misijų metu – bet tik neseniai supratome, kaip dažnai kažkas nukrenta Mėnulyje. Smūgiai į palydovo paviršių ir jų sukeliami žybsniai vyksta kas kelias valandas. Nuo 2015 metų vykdomas Europos kosmoso agentūros projektas, skirtas šiems žybsniams stebėti ir jų savybėms nagrinėti. Graikijoje esančiu 1,2 metro skersmens teleskopu nuolatos stebimi žybsniai – tai didžiausias specialiai Mėnulio stebėjimams naudojamas teleskopas. Stebėjimai yra sudėtingi, mat žybsniai – labai blausūs, todėl juos galima pamatyti tik Saulės neapšviestoje Mėnulio pusėje, taip pat, žinoma, turi būti tinkamos oro sąlygos. Dėl to per 22 mėnesius trukusią stebėjimų programą surinkta tik 90 valandų duomenų, per kuriuos užfiksuoti 55 žybsniai. Jų analizė leidžia spręsti, kad apskritai panašūs žybsniai Mėnulyje vyksta maždaug kas 7 minutes, o jų metu paviršiaus uolienos trumpam įkaista iki 1300-2800 laipsnių temperatūros. Iš to apskaičiuota, kad tipinius žybsnius sukelia meteoroidai, kurių masė siekia nuo 100 gramų iki 50 kilogramų. Tolesni stebėjimai padės geriau suprasti, kiek tokių ir panašių objektų yra Žemės aplinkoje ir kokį pavojų jie kelia mūsų planetai, erdvėlaiviams ir galimiems Mėnulio kolonistams. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Saulės stebėjimų istorija. Reguliarūs Saulės dėmių stebėjimai tęsiasi daugiau nei keturis šimtmečius, nuo XVII a. pradžios. Iš jų žinome, kad Saulės paviršius kinta 11 metų aktyvumo ciklais – aktyvumo piko metu paviršiuje gali būti šimtai dėmių, minimumo – nei vienos. Taip pat yra užuominų apie ilgesniais laiko tarpais vykstančius pokyčius. Garsiausias iš jų yra Maunderių minimumas – 1645-1715 metais stebėtas labai mažo aktyvumo periodas. Tuo metu per 25 metų laikotarpį užfiksuota tik 50 dėmių; palyginimui šiais laikais per tiek pat metų jų priskaičiuojama tūkstantį kartų daugiau. Niekas neabejoja, kad Maunderių minimumas buvo realus reiškinys, tačiau tvirtai teigti, kad tuo metu Saulė buvo tūkstantį kartų mažiau aktyvi, sudėtinga. Mat Saulės stebėjimo technologija, dėmių skaičiavimo metodika ir interpretacija XVIII amžiuje labai skyrėsi nuo šiandieninių. Dabar pirmą kartą pristatytas apjungtas Saulės stebėjimų duomenų rinkinys, apimantis laikus nuo Maunderių minimumo iki šiandienos. Nors rinkinys nėra sukalibruotas – skirtingų stebėjimų duomenys gali būti labai skirtingi, – tai yra pirmasis žingsnis vieningos Saulės stebėjimų duomenų imties link. Tikimasi, kad jį naudojant Saulės aktyvumo istoriją pavyks nustatyti panašiai kaip tyrinėjant medžių rieves galima sudėlioti vieningą Žemės klimato istorijos vaizdą. Tai padės ir atsakyti į klausimą apie Maunderių minimumo gylį, ir apie jo pabaigos staigumą. Kol kas nesutariama, ar minimumas baigėsi staigiai, maždaug per vieną 11 metų ciklą, ar lėčiau, per daugelį ciklų. Šis atsakymas padės geriau suprasti ir Saulės, ir kitų žvaigždžių veikimą. Rinkinį pristatantis straipsnis publikuojamas Nature Astronomy.

***

Saulės vainiko juosta (horizontalios linijos ties nuotraukos viduriu). Šaltinis: NASA/Naval Research Laboratory/Parker Solar Probe
Saulės vainiko juosta (horizontalios linijos ties nuotraukos viduriu). Šaltinis: NASA/Naval Research Laboratory/Parker Solar Probe

Lapkričio pradžioje Parker Saulės zondas pirmą kartą praskrido arčiau Saulės, nei ketvirtis astronominio vieneto. Pastarasis yra atstumas nuo Saulės iki Žemės, taigi zondas prie žvaigždės priartėjo keturis kartus arčiau, nei yra mūsų planeta. Kiekvieno tokio priartėjimo metu, o jų iš viso numatyti septyni, zondas labai detaliai tyrinės mūsų žvaigždės savybes. Pirmojoje nuotraukoje matome labai aiškią plazmos juostą, nusidriekusią Saulės vainiku. Matyti ir jos substruktūra – bent du lygiagretūs spinduliai. Baltas diskas juostos fone – Merkurijus.

***

Žmonės į Marsą nuskris greičiausiai per artimiausius 10-20 metų. Žiūrint optimistiškai, po kelių dešimtmečių ten gali įsikurti pirmosios kolonijos. Kaip išgyvens jose žmonės? Ir apskritai, ko mums reikia tame Marse? Apie tai – savaitės filmuke iš TED Talks:

***

Nelygus Ryugu paviršius. Prieš tris mėnesius, rugsėjo pradžioje, Japonijos zondas Hayabusa2 and asteroido Rygu paviršiaus numetė du mažus zondus, kurie turėjo ištyrinėti paviršių ir rasti tinkamiausią vietą pačiam zondui nusileisti. Jie turėjo dirbti tik keletą dienų ir atsiųsti nuotraukų, kurios misijos komandai padėtų parinkti nusileidimo vietą. Vienas zondas judėjo apie dešimt dienų, kitas – iki pat dabar; pastarasis nušokinėjo net 300 metrų. Būtent nušokinėjo, nes asteroido gravitacija yra pernelyg silpna išlaikyti važinėjantį roverį, todėl jiems reikia šokinėti mažyčiais šuoliais. Deja, nei vienoje iš daugiau nei 200 nuotraukų nematyti lygaus paviršiaus. Dėl pirmų tokių nuotraukų Hayabusa2 nusileidimas jau buvo atidėtas, o dabar tampa neaišku, ar jam išvis pavyks tai padaryti. Hayabusa2 vienas iš tikslų yra asteroido mėginių pargabenimas į Žemę. Planuojama, kad zondas asteroidą paliks po metų, o į Žemę iš 280 milijonų kilometrų atstumo grįš 2020-ųjų gruodį. Kol kas misijos komanda nusiteikusi optimistiškai ir tikisi rasti sprendimą, kaip galima nusileisti ant Ryugu paviršiaus, bet tai bus tikrai problematiška. Beje, Ryugu paviršius atrodo panašus ir į asteroido Bennu, kurį neseniai pasiekė NASA misija Osiris-Rex. Jos tikslas irgi yra mėginių paėmimas, tad jei Bennu paviršius paaiškės esąs taip pat nelygus, šiai misijai irgi gali kilti problemų.

***

Kometos smūginės bangos formavimasis. 2014-2016 metais zondas Rosetta tyrinėjo kometą 67P/Čuriumov-Gerasimenko. Padarė daugybę atradimų, tačiau nerado vieno dalyko – smūginės bangos prieš kometą. Įprastai prie kometų matomos smūginės bangos, susidarančios, kai iš kometos garuojanti medžiaga sąveikauja su tarpplanetine plazma. Rosetta net kelis kartus skrido iki 1500 kilometrų atstumo nuo kometos branduolio, bet surinktuose duomenyse nebuvo matyti jokių smūginės bangos požymių. Dabar nauja duomenų analizė duoda atsakymą, kodėl. Pasirodo, smūginė banga aplink 67P egzistavo, bet buvo tik besiformuojanti. Dėl to ji buvo žymiai arčiau kometos branduolio ir judėjo ne taip, kaip tikėtasi, todėl ir liko nepastebėta. 2015 metų kovo septintos dienos duomenyse aptikti plataus barjero, neabejotinai atitinkančio smūginės bangos savybes, požymiai; analogiški duomenys gauti ir 2016-ųjų vasario 24 dieną. Tuo metu kometa buvo maždaug dvigubai toliau nuo Saulės, nei Žemė, tik vieną kartą artėjo Saulės link, kitą – tolo nuo jos. Abiem atvejais medžiaga pro smūginę bangą judėjo įstrižai, o ne statmenai. Tarp šių stebėjimų datų kometa turėjo smūginę bangą, tačiau Rosetta buvo pernelyg arti branduolio, kad ją užfiksuotų. Tai pirmasis atvejis, kai užfiksuojama besiformuojanti kometos smūginė banga. Detalesnė duomenų analizė padės geriau suprasti, kaip vyksta šis procesas. Tyrimo rezultatai publikuojami Astronomy & Astrophysics.

***

Planetų formavimosi subtilybės. Šiuo metu žinoma daugiau nei 4000 egzoplanetų, bet jų formavimosi proceso detalės kol kas yra ganėtinai neaiškios. Žinome, kad planetos formuojasi dujų ir dulkių diskuose, kurie supa žvaigždes, bet nėra iki galo aišku, kaip greitai jos ima formuotis po disko atsiradimo. Įprastinė teorija teigia, kad planetų atsiradimui reikia bent keleto milijonų metų, bet naujausi stebėjimai šią prognozę paneigia. Štai praeitą savaitę pristatyti labai detalių dvidešimties protoplanetinių diskų stebėjimų rezultatai. Stebėjimai daryti ALMA teleskopų masyvu, visos žvaigždės yra palyginus netoli nuo Saulės, taigi galima išskirti šių diskų struktūrą. Paaiškėjo, kad net ir milijono metų amžiaus diskai turi aiškius tarpus, kuriuos beveik neabejotinai sukuria Neptūno ar net Jupiterio masės planetos. Be to, šios planetos formuojasi labai toli nuo savo žvaigždžių, daug toliau nei Jupiteris ar Neptūnas nutolę nuo Saulės. Tai greičiausiai reiškia, kad tokios planetos vėliau migruoja artyn savo žvaigždės. Bet tarpai diskuose atrasti ir daug arčiau žvaigždžių. Jie suformuoja tankius dulkių žiedus, kuriuose gali augti ir uolinės planetos. Iki šiol buvo neaišku, kaip šios planetos užauga nenukritusios į žvaigždę – standartinė teorija teigia, kad būtent toks likimas jų laukia tolygiame diske. Jei diskas suiręs į žiedus, problema išsprendžiama. Tyrimo rezultatai pristatyti dvylikoje straipsnių, pirmojo jų arXiv versiją rasite čia.

***

Sparčiai garuojanti planeta. Planetos, grubiai šnekant, skirstomos į tris grupes pagal masę ir cheminę sudėtį: uolines Žemės dydžio ir šiek tiek didesnes, ledines-dujines Neptūno dydžio ir dujines Jupiterio dydžio bei didesnes. Pirmųjų ir paskutiniųjų randama įvairiais atstumais nuo žvaigždžių – ir labai arti, ir ganėtinai toli. O štai Neptūno dydžio planetų labai arti žvaigždžių nerandama. Dabar nauji vienos Neptūno dydžio planetos stebėjimai atskleidžia, kodėl taip yra. Ši planeta, GJ3470b, yra viena iš artimiausių savo žvaigždei Neptūno dydžio planetų. Tranzitų metu išmatuota jos atmosfera pasirodė esanti labai išplitusi ir dar plintanti. Kitaip tariant, žvaigždės šviesa garina planetos atmosferą, ir garina ją tokiu greičiu, kad per du milijardus metų planeta galėjo netekti iki 35% pradinės masės. Karštieji Jupiteriai taip sparčiai negaruoja, nes jų gravitacija išlaiko atmosferą nepabėgusią net ir labai aukštoje temperatūroje. Tuo tarpu uolinės planetos neturi reikšmingų atmosferų, kurių išgaravimas pakeistų jų masę. O štai Neptūno dydžio planetos atmosferos netenka greitai ir tampa karštomis uolinėmis planetomis. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Žvaigždė formuojasi tarsi planeta. Planetos formuojasi protoplanetiniuose diskuose, o žvaigždės – iš daugmaž sferiškų molekulinio debesies fragmentų. Bent jau taip buvo manoma prieš dešimt ar daugiau metų, bet pastaruoju metu riba tarp šių objektų tampa vis mažiau aiški. Randamos planetos, besiformuojančios kaip žvaigždės, o dabar aptikta žvaigždė, besiformuojanti kaip planeta. Detalūs besiformuojančios žvaigždės G11.92-0.61 MM 1 stebėjimai atskleidė, kad ji susideda iš dviejų objektų. Pagrindinis, besispjaudantis čiurkšlėmis, yra daugiau nei 30 Saulės masių objektas, netrukus tapsiantis O spektrinės klasės žvaigžde. Aplink jį sukasi kitas, daug mažesnis, iki 0,6 Saulės masės kūnas. 80:1 masių santykis dvinarėje žvaigždėje yra labai neįprastas ir leidžia spręsti, kad antrasis kūnas formavosi ne kaip lygiavertis partneris pirmajam, bet iš pirmąjį supusio dujų disko. Taip pat formuojasi ir planetos aplink žvaigždes. Tai yra pirmas kartas, kai aptikta dvinarė žvaigždė, besiformuojanti fragmentuojančio disko dėka; anksčiau apie tokias dvinares žinojome, bet jos buvo aptinkamos vėlesnėse evoliucijos stadijose. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Tamsiosios materijos dominavimas. Tamsioji materija dominuoja kosmose – jos yra šešis kartus daugiau, nei įprastos. Teoriniai modeliai teigia, kad taip buvo nuo pat Visatos kūdikystės ir kad tamsioji materija dominavo formuojantis kosminėms struktūroms – galaktikoms ir jų spiečiams. Visgi stebėjimais šio teiginio patvirtinti kol kas nepavyko. Prieš porą metų aptiktos keturios tolimos galaktikos, kurių žvaigždžių judėjimas byloja, jog jose tamsiosios materijos labai mažai. Tai sukėlė klausimų, ar tikrai tamsioji materija dominavo formuojantis galaktikoms. Naujame tyrime pristatomas priešingos situacijos pavyzdys – tolima galaktika, kurioje tamsioji materija dominuoja. Galaktikos DSFG850.95 šviesa mus pasiekia iš laikų, kai Visatai buvo 4,1 milijardo metų – trigubai mažiau, nei dabartiniai 13,8 milijardo. Tai yra diskinė galaktika, kurios žvaigždės sukasi vienodu greičiu įvairiais atstumais nuo centro. Būtent tokios – plokščios – sukimosi kreivės buvo vienas pirmųjų įrodymų apie tamsiosios materijos egzistavimą. Apskaičiuota, kad šios galaktikos dalyje, kurioje išmatuotas žvaigždžių judėjimas, tamsioji materija sudaro apie 44 procentus visos masės – panašiai, kaip ir Paukščių Take. Taigi bent jau ši galaktika prieš devynis su puse milijardo metų atrodė labai panašiai į šiandienines. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Kosmologinių kopėčių patikslinimas. Dideli atstumai Visatoje matuojami naudojantis standartinėmis žvakėmis – objektais ir reiškiniais, kurių šviesis visada yra vienodais arba lengvai nustatomas. Viena iš žvakių yra Ia tipo supernovų sprogimai. Jų metu termobranduolinės reakcijos į gabalus sudrąsko baltąją nykštukę. Sprogimo šviesis visada yra gana panašus, ir labai gerai koreliuoja su blėsimo sparta, taigi blėsimo matavimas leidžia nustatyti sprogimo šviesį, o pastarasis – atstumą iki jo. Bet kiekvienas matavimas turi tam tikrą paklaidą, taigi ir atstumo apskaičiavimas nėra visai tikslus. Siekdami jį patikslinti, astronomai pasitelkė ne tik įprastai naudojamus infraraudonųjų, bet ir regimųjų spindulių stebėjimus. Tai leido įvertinti, kaip paklaidos priklauso nuo stebimos spinduliuotės bangos ilgio; paaiškėjo, kad jos didesnės stebint mėlynesnėse bangose, greičiausiai todėl, kad stebėjimams didesnę įtaką daro dulkės supernovų motininėse galaktikose. Šis atradimas leido sumažinti bendras paklaidas ir patikslinti Hablo parametro vertę. Gautoji vertė nuo ankstesnės skiriasi nedaug – ji lygi 73,2\pm2,3 km/s/Mpc. Ji vis dar yra reikšmingai didesnė, nei vertė, gaunama matuojant kosminės foninės spinduliuotės savybes. Galimos kosminių kopėčių paklaidos yra viena iš idėjų, pasiūlytų norint paaiškinti šį neatitikimą. Taigi naujasis rezultatas parodo, kad atsakymo reikės ieškoti kitur. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Štai tokios naujienos iš praėjusios savaitės. Kaip įprastai, laukiu jūsų klausimų ir komentarų.

Laiqualasse

One comment

  1. Sveiki. Virgin skrydzio metu patiriama nesvaruma busena bus naturali (del aukscio) ar dirbtinai sukeliama (del paties skrydzio laipsnio) ?

Leave a Reply

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *