Kąsnelis Visatos CCXXIX: Daug chemijos

Praėjusią savaitę buvo daug naujienų apie chemiją ir chemines medžiagas: tai metanolis, tai susuktos molekulės, tai dar kas nors atrandama kažkur kosmose. Ir dar naujas mėnulis prie Žemės atsirado. Vienos įdomybės aplink. Kaip visada apie jas – po kirpsniuku.

***

Antikinis kompiuteris. Prieš daugiau nei šimtą metų netoli Graikijos krantų, prie Antikiteros salos, rastos laivo nuolaužos, kuriose aptiktas gerai išsilaikęs, nors ir apaugęs įvairiomis nuosėdomis, kažkoks mechanizmas, netrukus pavadintas Antikiteros mechanizmu. Ilgą laiką buvo manoma, kad mechanizmo paskirtis susijusi su astronomija; per pastaruosius dešimt metų rentgeno spindulių skanavimas atskleidė ir mechanizmo vidinę sandarą bei leido sukurti jo kopijas. Dabar pagaliau pavyko perskaityti ant objekto buvusius užrašus, kurie interpretaciją patvirtina. Tekstas, kurį sudaro apie 14 tūkstančių simbolių (kai kurie iš jų – vos pusės milimetro aukščio), aiškina prietaiso paskirtį – rodyti planetų judėjimą dangumi, zodiako ženklų kaitą ir taip toliau. Mechanizmas yra ypatingai tikslus; jis buvo pagamintas ne vėliau kaip pirmame amžiuje prieš Kristų, o vėliau analogiškų prietaisų neaptinkama iki Renesanso. Beje, kol kas neaptiktos visos mechanizmo detalės; tikimasi, kad tose laivo nuolaužose jų yra ir dar, tad Antikiteros istorija dar nebaigta.

***

Pranykęs meteoritas. Švedijoje, kalkakmenio kasykloje, neseniai aptiktas meteoritas, pavadintas Osterplana 65. Jo amžius datuojamas 470 milijonų metų – kaip tik tada, Ordoviko geologinio periodo metu, į Žemę krito nemažai meteoritų, susidariusių po dviejų asteroidų susidūrimo kažkur Saulės sistemoje. Tokių meteoritų jau aptikta daugiau nei šimtas; dauguma jų nuskendo jūrose, įklimpo besiformuojančio kalkakmenio sluoksniuose ir per milijonus metų atsidūrė jo telkiniuose, kurie dabar yra kasami. Dauguma šių meteoritų buvo L-tipo chondritiniai; L (nuo žodžio „low“) reiškia, kad juose mažai geležies, o chondritai yra meteoritai, sudaryti iš mažų apvalių gabaliukų chondrulių. Manoma, kad L-tipo chondritiniai meteoritai visi kilo iš vieno asteroido; būtent jis ir buvo sudaužytas prieš 470 milijonų metų, o jo liekanos dar ir dabar kartais nukrenta į Žemę. Osterplana 65 gali būti kito susidūrime dalyvavusio asteroido gabaliukas. Jame esančių chromo ir deguonies gausų santykis labai skiriasi nuo visų kitų žinomų meteoritų. Tai gali būti pirmasis pavyzdys „išnykusio“ meteoritų tipo, t. y. tokių meteoritų, kurie šiuo metu į Žemę nebekrenta. Tikimasi, kad ateityje kalkakmenio kasyklose pavyks rasti ir daugiau panašių fosilijų, kurios padės išsiaiškinti šių meteoritų kilmę, jų kritimo į Žemę dažnį ir poveikį Žemės gyvybei. Kai kurie pokyčiai Asteroidų žiede galėjo atsiliepti ir Žemėje, bet kol kas dar per anksti šnekėti apie šių procesų sąveikos detales. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature.

***

Įrankiai TKS. Astronautai Tarptautinėje kosminėje stotyje pasigamino pirmąjį įrankį. Dar lapkritį į TKS nugabentas 3D spausdintuvas, kurio pirmaisiais bandymais atspausdinta paties spausdintuvo atsarginė detalė. Dabar sėkmingai atspausdintas ir išbandytas veržliaraktis. Tai – svarbus žingsnis į priekį, nes iki šiol bet kokius trūkstamus įrankius į TKS reikėdavo gabenti iš Žemės, taigi vieno įrankio trūkumas galėjo sustabdyti darbą kelioms savaitėms. Ateityje spausdintuvu bus galima pasigaminti reikalingų įrankių ar detalių, iš Žemės reikės tik atsiųsti medžiagos spausdinimui.

Antradienį nuo TKS atsiskyrė Cygnus kapsulė. Joje įvykdytas gaisro eksperimentas – padegtas 40cm x 1 m dydžio medvilnės-stiklo pluošto audinio gabalas. Ugnis degė keletą minučių, per tą laiką kapsulė nuskriejo apie pusantro tūkstančio kilometrų. Joje esantys sensoriai sekė ugnies plitimą; dabar duomenys bus analizuojami, siekiant išsiaiškinti, kaip ugnis plinta mikrogravitacijos sąlygomis. Šiemet planuojami dar du gaisro eksperimentai, abu – taip pat Cygnus kapsulėse.

***

Savaitės filmukas – Europos kosmoso agentūros filmukas-ekskursija po TKS. Trylikos minučių trukmės siužetas supažindina su stotimi, jos statybų istorija, gyvenimu ir darbu jos viduje. Dvimatį filmuką rasite ESA tinklalapyje, o žemiau galite pasižiūrėti trimatį; tam reikės raudonai-mėlynų akinių:

[tentblogger-youtube UDW_GSFOg0I]

***

Papildomas mėnulis. Ar žinojote, kad Žemė turi antrą mėnulį? Nežinojote? Na, tai nėra tikras mėnulis ir jis toks yra nelabai seniai – gal tik šimtą metų. Formalus jo pavadinimas – 2016 H03, ir jis yra 40-100 metrų skersmens asteroidas, skriejantis 15 milijonų kilometrų atstumu nuo mūsų. Iš tikro jis sukasi ne aplink Žemę, bet aplink Saulę, tačiau Žemės gravitacija nuolat veikia asteroido orbitą ir verčia jį pasislinkti tai arčiau Žemės, nei Saulė, tai nutolti toliau. Būdamas arčiau Saulės, asteroidas ima judėti greičiau ir aplenkia Žemę, o būdamas toliau – atsilieka. Taip asteroidas Žemės atžvilgiu juda ne visai pastovia elipsine orbita, tarsi palydovas. Tokia orbita jis greičiausiai skrajoja jau apie šimtą metų ir turbūt dar išsilaikys joje kelis šimtmečius, bet galiausiai paliks Žemę ir nulėks savais keliais. Prieš maždaug dešimtmetį Žemė turėjo kitą panašų kvazi-palydovą, 2003 YN107, tačiau jis jau nutolo nuo Žemės.

***

Mums tavęs reikia. ©NASA/KSC

Dar 2009-aisiais metais NASA sukūrė reklaminių plakatų seriją, skirtą Marso astronautų paieškai. Na, gal ir ne visai taip – astronautu tapti nėra lengva, bet šie retro stiliaus plakatai atrodo labai gražiai. Dabar juos galima atsisiųsti iš NASA puslapio arba kad ir šitos Space.com galerijos.

***

Juno atskrenda. 2011-ųjų metų rugpjūčio penktą dieną ji išskrido. Šių metų liepos ketvirtą – taigi vos po dviejų savaičių – Junona pasieks kelionės tikslą: orbitą aplink Jupiterį. Šiai progai paminėti NASA sukūrė dviejų minučių filminį treilerį, kuris gal padės pasijusti taip, kaip jaučiasi misijos darbuotojai, laukdami įskridimo manevrų.

Pro Jupiterį skrido ne vienas zondas, vienas iš jų – Galileo – visą misiją atliko skrajodamas Jupiterio apylinkėse. Bet Junona prie Jupiterio priartės arčiausiai ir duomenų surinks daugiausiai iš visų. Space.com siūlo susipažinti su misija ir jos progresu. Savaime suprantama, pranešimus apie misijos eigą reguliariai rasite ir Kąsneliuose.

Liepos ketvirtą dieną Junonos pagrindinis darbas bus sulėtėti tiek, kad imtų suktis aplink Jupiterį 53 dienų trukmės orbita. Vėliau papildomais manevrais ji pasieks 14 dienų ištęstą orbitą, kurioje prie Jupiterio debesų priartės per 4350 km. Šioje orbitoje ji praleis apie 15 mėnesių, rinkdama duomenis apie Jupiterio atmosferą, magnetinį lauką, spinduliuotę ir kitas savybes. Šie duomenys padės išsiaiškinti, kaip Jupiteris susiformavo ir kaip evoliucionavo. Misija turėtų baigtis 2018-ųjų vasarį, kai Junona nukris ir sudegs Jupiterio debesyse.

***

Metanolis žvaigždėse. Tarpžvaigždinėje erdvėje egzistuoja daug įvairių molekulių. Kai kurios iš jų išlieka ir prie besiformuojančių žvaigždžių. Pavyzdžiui, metanolis: praeitą savaitę paskelbta apie pirmą šios molekulės aptikimą prie jaunos žvaigždės. Žvaigždė Hidros TW yra vos 10 milijonų metų amžiaus (palyginimui Saulė – puspenkto milijardo), aplink ją vis dar sukasi protoplanetinis diskas. Metanolis aptiktas 30-100 astronominių vienetų atstumu nuo žvaigždės; tokiu atstumu prie jos greičiausiai formuojasi kometos. Jei panašūs procesai vyko ir Saulės sistemoje, tai kometos į Žemę galėjo atnešti ne tik vandenį, bet ir metanolį, o ši molekulė figūruoja reakcijose, iš kurių vėliau atsirado ir gyvybė. Tyrimo rezultatai publikuojami Astrophysical Journal Letters.

***

Kalkakmenis egzoplanetoje. Baltosios nykštukės SDSSJ104341.53+085558.2 stebėjimai parodė nemažai kalcio ir anglies. Ką tai reiškia? Nykštukė ardo ir ryja savo planetą, taigi žvaigždės spektre matyti planetos dalys. Pagal geležies ir magnio bei silicio gausą spektre nustatyta, kad šiuo metu ardoma planetos pluta. Pluta, kurioje yra daug kalcio ir anglies, greičiausiai yra sudaryta iš kalkakmenio. Nors atradimas nėra šimtu procentų patvirtintas, tokia interpretacija atrodo tikėtina. Tai labai įdomu, nes Žemėje kalkakmenis dažniausiai susidaro dėl gyvybinių procesų – kaupiantis koralų, geldelių ir kitokių organizmų liekanoms. Tai toli gražu nėra įrodymas, kad SDSSJ1043 planetoje būta gyvybės, bet tokia interpretacija yra įmanoma. Tyrimo rezultatai pristatyti JAV astronomų sąjungos susitikime.

***

Chiralinės molekulės. Daugelis molekulių, iš kurių susideda gyvybė Žemėje, yra chiralinės – tai reiškia, kad jos susisukusios į vieną pusę. Amino rūgštys susisukusios į kairę, o cukrūs – į dešinę. Priežastis, kodėl jos susisukusios būtent taip, neaiški, tačiau chirališkos molekulės, atrodo, yra labai svarbus gyvybės egzistavimui reikalingas komponentas. Dabar pirmą kartą chiralinė molekulė aptikta tarpžvaigždinėje erdvėje. Stebėdami arti Galaktikos centro esantį molekulinių dujų debesį Šaulio B2, astronomai aptiko propileno oksido pėdsakų. Tokių molekulių debesyje palyginus nėra daug – apie 80% Žemės masės, kai debesies masė yra keli milijonai Saulės masių. Visgi tai žymi ankstyviausią žvaigždžių evoliucinę stadiją, kurioje aptikta chirališka molekulė. Anksčiau tokių molekulių buvo aptikta meteorituose, bet nauji stebėjimai leis išsiaiškinti, kada jos atsiranda ir kaip pasklinda protoplanetinėse sistemose. Stebėjimai neatskleidžia, koks yra molekulių chirališkumas, bet ateityje gal pavyks padaryti ir tai, jei molekulių aptiksime netoli poliarizuotos šviesos šaltinio. Tyrimo rezultatai publikuojami Science.

***

Senovinis deguonis. Kai Visata tik atsirado, joje buvo tik vandenilis, helis ir labai maži kiekiai ličio bei berilio. Sunkesni cheminiai elementai atsirado tik žvaigždėse, kurios pradėjo formuotis po kelių šimtų milijonų metų. Dabar deguonis aptiktas tolimiausioje galaktikoje, kurios šviesą matome tokią, kokia ji buvo praėjus 700 milijonų metų po Didžiojo sprogimo. Deguonies toje galaktikoje, kodiniu pavadinimu SXDF-NB1006-2, yra dešimt kartų mažiau, nei Saulėje – tą prognozuoja ir skaitmeniniai modeliai. Iš kitos pusės, toje galaktikoje yra 2-3 kartus mažiau dulkių, nei tikėtasi. Dulkės sugeria jonizuojančią ultravioletinę žvaigždžių spinduliuotę, taigi iš šios galaktikos UV spinduliai pabėga daug lengviau, nei tikėtasi. Tai, savo ruožtu, reiškia, kad tokios galaktikos, kaip SXDF-NB1006-2, galėjo jonizuoti medžiagą dideliu atstumu aplink ir daug prisidėti prie kosminės rejonizacijos – periodo, kai neutralus vandenilis užleido dominuojančią poziciją jonizuotam. Tyrimo rezultatai publikuojami Science.

***

Skylėta materija. Ar gali tamsioji materija būti sudaryta iš juodųjų skylių? Tokia idėja buvo iškelta maždaug prieš keturis dešimtmečius, bet vėliau paneigta, kai paaiškėjo, kad toms juodosioms skylėms nebūtų iš ko susiformuoti. Bet jei juodosios skylės yra pirmykštės – atsiradusios iš medžiagos tankio svyravimų netrukus po Didžiojo sprogimo – galbūt jos galėtų paaiškinti tamsiosios materijos egzistavimą? Man atrodo, kad negalėtų, bet yra manančių kitaip; štai vienas mokslininkas išnagrinėjo, kokį poveikį pirmykščių juodųjų skylių populiacija turėtų pirmųjų galaktikų formavimuisi. Pasirodo, jos paspartintų struktūros formavimąsi ir ankstyvojoje Visatoje, praėjus mažiau nei 500 milijonų metų po Didžiojo sprogimo, jau būtų nemažai galaktikų, iš kurių sklindančią šviesą dabar matytume kaip infraraudonųjų spindulių foną. Šiame fone mes tikrai matome nemažai spinduliuotės, neturinčios aiškių šaltinių; ji gali atsklisti iš labai tolimų galaktikų, bet pagal standartinį Visatos struktūros formavimosi modelį, tokių galaktikų nepakanka visam fonui paaiškinti. Bet tam, kad šis naujas paaiškinimas veiktų, reikia, kad tamsioji materija būtų sudaryta beveik vien iš tų juodųjų skylių. Tai yra mažai tikėtina, nes didelės masės objektai per daugiau nei dešimt milijardų metų būtų sukritę į centrines galaktikų dalis, o ne išlikę pasklidę gerokai plačiau, nei įprasta materija (dujos ir žvaigždės), kaip kad yra stebima. Taigi atsakymo į klausimą vis dar nėra. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Štai tiek naujienų pririnkau apie praėjusią savaitę. Kaip visada, laukiu jūsų klausimų ir komentarų.

Laiqualasse

Leave a Reply

El. pašto adresas nebus skelbiamas.