Kąsnelis Visatos CCCLXI: Pošventinis

Su Naujaisiais metais! Tarpušvenčiu pasidariau nedideles atostogas nuo Visatos kąsnelio, bet panašias atostogas aiškiai turėjo ir visa mokslo bendruomenė, nes naujienų iš praėjusių dviejų savaičių yra mažiau, negu įprastai būna iš vienos. Bet jų vis tiek yra – prognozės prasidėjusiems metams, ledynai Merkurijuje ir ugnikalniai Ijo, tamsioji materija ir dujos galaktikose, ir netgi galimai katastrofiško galaktikų susidūrimo prognozė. Gero skaitymo!

***

Astronominiai reiškiniai 2019-aisiais. Kaip ir kasmet, taip ir 2019-aisiais nutiks visokių astronominių įvykių, į kuriuos kryps astronomų mėgėjų, o kartais ir profesionalų, akys ir teleskopai. Su įdomiausiais susipažinti kviečia Universe Today. Tarp jų – trys Saulės ir du Mėnulio užtemimai; deja, iš jų Lietuvoje gerai matomas bus tik dalinis Mėnulio užtemimas liepos 16 dieną, bet mėgėjai keliauti liepos 2 dieną galės pasigrožėti Saulės užtemimu Čilėje ir Argentinoje. Vasario pradžioje prie Žemės priartės kometa C/2018 Y1 Iwamoto, kurią bus galima įžiūrėti pro nedidelius žiūronus ar teleskopą Liūto žvaigždyne. Turbūt įdomiausias iš Lietuvos matomas reiškinys šiemet bus Merkurijaus tranzitas Saulės disku, įvyksiantis lapkričio 11 dieną. Gerų stebėjimų! Tik nežiūrėkite į Saulę nei plika akimi, nei, juo labiau, per teleskopą! Teleskopo vaizdą galima suprojektuoti ant popieriaus lapo, padėto prieš objektyvą.

***

Indijos kosmoso ambicijos. Iki šiol žmones į kosmosą sėkmingai išsiųsti sugebėjo tik NASA, Roskosmos ir Kinijos kosmoso agentūra; kitų šalių atstovai skrido tik kurios nors iš šių šalių/agentūrų ervėlaiviais. Po truputį prie tikslo artėja ir kelios kompanijos – SpaceX, Virgin Galactic, Blue Origin. O pagal naujausius pranešimus, prie jų per keletą metų turėtų prisijungti ir Indija. Dar pernai rugpjūtį šalies premjeras Narendra Modi paskelbė, kad Indija turėtų išsiųsti žmonių įgulą į orbitą, o tarpušvenčiu padaryti keli konkretesni pareiškimai. Indijos vyriausybė skyrė 1,4 milijardo JAV dolerių vertės biudžetą programai, pagal kurią per 40 mėnesių, taigi kiek daugiau nei trejus metus, į kosmosą turėtų pakilti pirmoji Indijos astronautų įgula. Numatoma, kad iki tada bus įvykdyti bent du bandomieji skrydžiai be žmonių, o pačios įgulos skrydis truks nuo vieno apsisukimo aplink Žemę iki septynių parų. Vystydama kosmoso programą, Indija siekia dviejų pagrindinių tikslų – komercinių (palydovų paleidimo ir mokslinių tyrimų užsakymai) ir prestižinių (galimybė kaip lygiavertei partnerei dalyvauti didelėse kosmoso tyrimų misijose).

***

Palydovai teleskopų pagalbininkai. Kosminiai teleskopai darosi vis didesni. Ateityje jų veidrodžiai bus segmentuoti – sudaryti iš daugelio atskirai judančių dalių. James Webb kosminis teleskopas, kuris turėtų pakilti 2021 metais, yra vienas pavyzdys. Tačiau kaip užtikrinti, kad visi veidrodžio segmentai nukreipti į tą patį stebimą objektą ir gaunamas vaizdas tikrai bus ryškus? Neseniai pasiūlytas metodas, paremtas antžeminių teleskopų praktika naudoti lazerines „dirbtines žvaigždes“. Tokie lazeriai, šviečiantys panašia kryptimi, kaip ir teleskopo stebėjimo laukas, padeda teleskopo sistemoms greitai reaguoti į atmosferos sąlygų pokyčius ir paryškinti matomą vaizdą. Kosmose, aišku, atmosferos nėra, bet lazerio spindulys irgi gali praversti. Mažame palydove įmontuotas lazeris galėtų šviesti lazeriu į teleskopo veidrodžius – taip teleskopo regėjimo lauke atsirastų papildomas, dirbtinis šviesos šaltinis. Tiksliai žinoma šaltinio padėtis ir savybės leistų teleskopo sistemoms sekti jo padėtį ir suderinti veidrodžių padėtį taip, kad jie visi būtų nukreipti tinkamu kampu į detektorių. Tyrėjų skaičiavimu, tokia sistema gaunamų vaizdų tikslumą padidintų iki šimto kartų – tai yra būtina, kad kosminiais teleskopais galėtume tyrinėti atskiras egzoplanetas. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Pirmoji nuotrauka iš Kinijos zondo Chang'e 4, sėkmingai nutūpusio tolimojoje Mėnulio pusėje. Šaltinis: Xinhua, CNSA
Pirmoji nuotrauka iš Kinijos zondo Chang'e 4, sėkmingai nutūpusio tolimojoje Mėnulio pusėje. Šaltinis: Xinhua, CNSA

Praeitą savaitę net dvi kosminės naujienos kaustė žiniasklaidos dėmesį. Viena iš jų – pirmas sėkmingas nusileidimas tolimojoje, iš Žemės nematomoje, Mėnulio pusėje, kurį įvykdė Kinijos zondas Chang'e 4. Pasiekimas tikrai reikšmingas, o ir žinių iš šios misijos turėtume gauti įvairių, apie Mėnulio struktūrą, evoliuciją ir galimybes jį kada nors kolonizuoti.

***

Merkurijaus ledynų evoliucija. Merkurijuje, panašiai kaip ir Mėnulyje, egzistuoja ledynai – ilgalaikės ledo sankaupos krateriuose, kurių neapšviečia Saulė. Dabar pirmą kartą pateikti skaičiavimai, kaip galėtų kisti šio ledo savybės laikui bėgant. Pasitelkę ledynų modelį, anksčiau naudotą Žemės ir Marso ledo kepurių tyrimams, mokslininkai apskaičiavo, kaip galėtų formuotis ledynai Merkurijaus krateriuose ir kaip jie vėliau evoliucionuoja. Tikėtiniausias scenarijus prasideda nuo kometos smūgio, kuris į kraterį atneša vandens. Tamsioje kraterio dalyje vanduo greitai pavirsta ledu, galimai užpildydamas visą šešėlyje skendinčią dalį. Vėliau ledynas po truputį slenka žemyn, o jo dalis, patekusi į apšviestą zoną, išgaruoja. Didesnio nei 55 km skersmens krateriuose ledas juda taip lėtai, kad uolienose neturėtų palikti jokių pėdsakų, o mažesniuose, ypač mažesniuose nei 10 km skersmens, turėtų palikti morenas – uolienų nuolaužų pylimus. Šie skaičiavimai padės geriau suprasti kraterių evoliuciją Merkurijuje ir kitose planetose. Tyrimo rezultatai publikuojami Icarus.

***

Ijo ugnikalnio išsiveržimas. Zondas Juno, nuo 2016-ųjų vidurio tyrinėjantis Jupiterį, dėmesį skiria beveik vien pačiai planetai. Tačiau gruodžio pabaigoje instrumentai kuriam laikui buvo nukreipti į vieną iš palydovų Ijo, žinomą kaip vienintelį Saulės sistemos kūną, neskaitant Žemės, kuriame vyksta ugnikalnių išsiveržimai. Ijo pusiau pasislėpus Jupiterio šešėlyje, palydove aptikta naujo išsiveržimo išmesta medžiagos čiurkšlė. Šie stebėjimai buvo tik išbandymas, ar Juno instrumentai apskritai tinka Jupiterio palydovų stebėjimui, taigi naujo išsiveržimo užfiksavimas buvo malonus netikėtumas. Geriausiai pasirodė instrumentas JIRAM, skirtas Jupiterio atmosferos temperatūros variacijoms matuoti. Juo pavyko labai gerai nustatyti karštus taškus Ijo paviršiuje. Ateityje Ijo ir kitus palydovus Juno stebės ir daugiau – daugeliu atvejų tai bus pirmieji šių objektų stebėjimai iš arti įvairiuose elektromagnetinio spektro ruožuose.

***

Žiedų poveikis Saturnui. Per trylika metų, kuriuos Cassini zondas praleido Saturno sistemoje, pamatėme nemažų pokyčių planetos atmosferoje: šiaurinis pusrutulis, iš pradžių buvęs mėlynas, pagelto, o galiausiai netgi parausvėjo. Pokyčių priežastis – kintantys metų laikai: žiemą Saturne oras giedresnis, todėl planeta atrodo mėlynesnė, tuo tarpu vasarą Saulės šviesa sukuria miglą, kuri spalvą pakeičia į geltoną ar rožinę. Bet kodėl panašių skirtumų nematome Jupiteryje, Urane ir Neptūne? Dabar pateiktas atsakymas – dėl visko kalti Saturno žiedai. Pagrindinis skirtumas tarp metų laikų yra Saulės energija, tenkanti vienetiniam paviršiaus plotui – tai vienodai galioja ir Žemei, ir Saturnui. Bet Saturne šis skirtumas yra daug didesnis, nei kitose planetose, nes planetos žiedai sukuria didžiulį šešėlį, kuris papildomai uždengia labai didelę dalį planetos žieminių regionų. Vadinasi juose yra gerokai šalčiau, nei būtų galima manyti, vertinant vien pagal planetos ašies posvyrį. Kol kas šie rezultatai tik preliminarūs, bet Cassini duomenys atitinka rezultatus, gaunamus skaičiuojant tikėtiną cheminių reakcijų balansą, esant skirtingoms temperatūroms. Tyrimo rezultatai pristatyti Amerikos geofizikos draugijos susitikime.

***

Ultima Thule iš maždaug 27 tūkstančių kilometrų atstumo. Šaltinis: JPL/NASA
Ultima Thule iš maždaug 27 tūkstančių kilometrų atstumo. Šaltinis: JPL/NASA

Antras svarbus praeitos savaitės kosminis įvykis – New Horizons skrydis pro Ultima Thule, maždaug 30 km ilgio objektą Kuiperio žiede. Pirmosios nuotraukos kol kas nelabai ryškios, tačiau, žinoma, gerokai geresnės už bet ką, ką galėtume pamatyti iš Žemės. Dabar laukia ilgas, daugiau nei 20 mėnesių truksiantis, duomenų perdavimas į Žemę. Tarp jų bus ir geresnių nuotraukų, ir informacijos apie kūno temperatūrą, paviršiaus struktūras ir cheminę sudėtį, sukimąsi ir galimus palydovus. Ir atradimų bus ne viena dešimtis. O kol kas New Horizons skrenda toliau – galbūt kada nors praskris pro dar vieną objektą ir jį taip pat apfotografuos.

***

Dauguma planetų sukasi aplink žvaigždes, bet kai kurios laksto pavienės. Kaip atsiranda tokie šalti paklydę pasauliai? Ar galėtų juose egzistuoti gyvybė? Apie tai pasakoja Kurzgesagt:

***

Iškreiptas prožvaigždės diskas. Saulės sistemos planetų orbitos yra išsidėsčiusios labai arti vienos plokštumos – didžiausi nuokrypiai siekia apie septynis laipsnius. Kitų žvaigždžių sistemose šie nuokrypiai, kaip ir kampas tarp planetų orbitų plokštumų ir žvaigždės pusiaujo, būna ir didesni. Nuokrypiai gali atsirasti dėl dviejų priežasčių: gravitacinių perturbacijų, kurios ištampo planetų orbitas, arba planetų formavimosi iš iškreipto disko. Pastaraisiais metais atrasti keli iškreipti diskai aplink žvaigždes, o dabar aptiktas jauniausias toks diskas. Jis supa prožvaigždę IRAS 04368+2557, kurios amžius tėra vos kelios dešimtys tūkstančių metų. Maždaug 40-60 astronominių vienetų atstumu nuo žvaigždės disko plokštuma pastebimai pakinta. Žvaigždė neturi kompanionės, kuri galėtų taip iškreipti diską, taigi jį išlenkė arba netolygi medžiagos akrecija, arba žvaigždės magnetinio lauko poveikis. Iš šio disko susiformavusių planetų orbitos nuo pat atsiradimo bus skirtingose plokštumose, tačiau laikui bėgant gali supanašėti dėl tarpusavio gravitacinės sąveikos. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature.

***

Susidūrimas su Magelano debesimi. Jau kurį laiką žinome, kad maždaug po 3,5-4 milijardų metų Paukščių Takas susijungs su kaimynine Andromedos galaktika. Tačiau naujame tyrime apskaičiuota, kad gerokai anksčiau, po dviejų milijardų metų, Paukščių Takas greičiausiai susijungs su palydoviniu Didžiuoju Magelano debesiu. Tikėtina, kad prieš susidūrimą Debesis neteks didelės dalies žvaigždžių, kurios prisijungs prie Paukščių Tako halo. Susidūrimo metu halą papildys dalis žvaigždžių, išmestų iš supurtyto Paukščių Tako disko; tarp jų gali būti ir mūsų Saulės sistema. Iš viso po šio įvykio Paukščių Tako halas turėtų tapti penkis kartus masyvesnis. Pasikeis ir tipinių jį sudarančių žvaigždžių cheminė sudėtis – jos turės net apie 0,5% sunkesnių už helį cheminių elementų, maždaug trečdalį to, ką turi Saulė. Šiuo metu halo žvaigždės tokių elementų turi apie šimtą kartų mažiau, nei Saulė. Dar didesnis pokytis laukia centrinės supermasyvios juodosios skylės; tikėtina, kad jos masė išaugs apie aštuonis kartus. Įdomu tai, kad visi šie pokyčiai – halo masės ir cheminės sudėties bei juodosios skylės masės – pavers Paukščių Taką panašesniu į kitas tokios pat masės diskines galaktikas. Neįprastas yra ir Magelano debesis – kitos į Paukščių Taką panašios galaktikos neturi tokių masyvių palydovių. Taigi gali būti, kad kitos galaktikos tiesiog jau patyrė susiliejimus su panašiomis kompanionėmis, o mūsiškės toks likimas dar tik laukia. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Tamsiosios materijos įkaitimas. Tamsioji materija su įprastine sąveikauja tik gravitaciškai, tačiau ši sąveika gali sukelti įvairių iš pirmo žvilgsnio neįprastų efektų. Pavyzdžiui, dar prieš dešimt metų teoriškai išprognozuota, kad žvaigždžių formavimosi žybsnių sukeliamos medžiagos tėkmės nykštukinėse galaktikose gali po truputį išstumti iš centro ir tamsiąją materiją, tarsi pastaroji įkaistų. Dabar pirmą kartą šis efektas patvirtintas stebėjimais. Ištyrę 16 nykštukinių galaktikų tankio profilius ir žvaigždėdaros istoriją, astronomai nustatė, kad galaktikose, kurios žvaigždes formavo seniau, tamsiosios materijos centre yra daugiau nei tose, kurios žvaigždes formuoti baigė vėlesniais laikais. Pirmoji grupė galaktikų pastaruosius šešis milijardus metų neišstūminėja dujų į pakraščius, taigi ir dujos, ir tamsioji materija galėjo ramiai nusėsti į jų centrą. Tuo tarpu antrosios grupės galaktikos iki pat šių dienų reguliariai išstūminėja dujas lauk, o paskui dujas išlekia ir šiek tiek tamsiosios materijos. Taigi medžiagos – ir įprastos, ir tamsiosios – tankis tokių galaktikų centruose yra mažesnis. Šis atradimas sustiprina įtarimus, kad tamsioji materija tikrai egzistuoja ir tikrai sąveikauja su įprasta materija vien gravitaciškai; alternatyvūs modeliai tokios koreliacijos paaiškinti negali. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Molekulinės dujos elipsinėje galaktikoje. Labai grubiai galaktikas galima suskirstyti į diskines ir elipsines. Elipsinės galaktikos dažniausiai yra ganėtinai raudonos – tai reiškia, kad žvaigždės jose vidutiniškai senesnės, nei diskinėse, o naujos žvaigždės beveik nesiformuoja. Taigi manoma, kad elipsinėse galaktikose beveik nėra tankių dujų, galinčių formuoti žvaigždes. Tačiau tai ne visada tiesa – štai neseniai atlikti elipsinės galaktikose NGC3557 stebėjimai atskleidė, jog ten yra beveik 100 milijonų Saulės masių molekulinių vandenilio dujų. Tai nėra daug – pavyzdžiui, Paukščių Take molekulinio vandenilio yra apie tris milijardus Saulės masių – tačiau pakankamai, kad galėtų formuotis žvaigždės. Kodėl jos ten nesiformuoja? Molekulinės dujos yra išsidėsčiusios 250 parsekų spindulio žiede, kurio tankis nepakankamas, kad dujų gravitacija įveiktų jėgas, bandančias tas dujas išblaškyti. Taigi gali būti, kad žvaigždžių formavimasis galaktikose sustoja bent iš dalies dėl to, kad galaktikos gravitacinis potencialas pasidaro per stiprus ir likusių dujų savigravitacija jo nebeįveikia. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Štai tokios naujienos iš tarpušvenčio laikotarpio. Kaip įprastai, laukiu jūsų klausimų ir komentarų.

Laiqualasse

Leave a Reply

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *