Kaip sukasi žvaigždžių čiurkšlės? Kaip formuojasi masyvios (ir ne tik) žvaigždės – grupėmis ir pavieniui? Kada masyvios galaktikos susirikiavo pagal savo aplinką? Atsakymai į šiuos ir kitus klausimus, net jei ir negalutiniai, buvo rasti praėjusią savaitę. Šias ir kitas naujienas, kaip įprastai, skaitykite po kirpsniuku.
***
Savaitės paveiksliukas – tekantis Mėnulis ir jį šiek tiek aplenkusi Venera. Nuotrauka daryta Čilėje, Europos pietinei observatorijai priklausančioje Paranal observatorijoje. Daugiau gražių vaizdų – ir iš Čilės, ir iš kitur – rasite Space.com galerijoje.
***
WOW signalo kilmė. 1977 metais Ohajo valstijos universiteto radijo observatorijoje buvo užfiksuotas trumpas labai stiprus 1420 MHz dažnio spinduliuotės žybsnis, atsklidęs iš Šaulio žvaigždyno pusės, netrukus pavadintas WOW signalu. Jis daugiau nepasikartojo, ir paaiškinimas kol kas nesurastas. Paaiškinimų būta įvairių, nuo instrumento klaidos iki nežemiškos civilizacijos signalo. Pernai pasiūlyta hipotezė, o praeitą savaitę publikuotas ją paremiantis straipsnis, kad signalas galėjo atsirasti, kai pro teleskopo stebėjimo lauką praskrido kometa. Kometos uodegoje esantis vandenilis ir sukėlė staigų signalo sustiprėjimą, mat 1420 MHz yra labai stiprios vandenilio spinduliuotės linijos dažnis. Kai teleskopas vėl pažiūrėjo į tą dangaus tašką po 24 valandų, kometa jau buvo nuskridusi pakankamai toli į šoną, kad signalas nebepasikartojo. Naujame straipsnyje pristatomi dviejų kometų – 266P Christensen ir P2008 Y2 (Gibbs) – stebėjimai. Jos abi išmeta pakankamai vandenilio, kad kuriamas radijo signalas atitiktų WOW signalo stiprumą, o 1977 metais kaip tik skrido pro tą dangaus vietą, iš kurios signalas atsklido. Tuo metu šios kometos dar nebuvo aptiktos, taigi identifikuoti signalo kaip sklindančio iš kometų nebuvo įmanoma. Iš to daroma išvada, kad kometų uodegos buvo WOW signalo priežastis. Tačiau su tokiu aiškinimu sutinka toli gražu ne visi – viena astronomė parašė detalų kritišką komentarą, kuriame teigia, kad kometų tyrimas atliktas nekorektiškai, be to, jei toks aiškinimas būtų teisingas, tai labai keista, kad nuo 1977 daugiau nė karto nebuvo aptikti panašūs signalai. Taigi WOW paaiškinimo paieškos vis dar tęsiasi. Kometų tyrimo rezultatai arXiv.
***
Naujausia NASA misija – Parkerio Saulės zondas – skris į Saulę. Tiksliau, priskris taip arti Saulės, kad pralėks pro jos vainiką. Apie tai, kodėl šios misijos reikia ir kam ji naudinga, pasakoja Fraseris Cainas iš Universe Today:
***
SpaceX raketų planai. SpaceX jau vienuolika kartų sėkmingai nutūpdė panaudotas raketas – arba ant Žemės, arba ant plūduriuojančios platformos. Kiekvieną kartą raketos pataiko nusileisti vis arčiau numatyto taško, taigi ateityje tikimasi jas iš viso tūpdyti tiesiai į pakilimo aikštelę. Šiuos planus tikimasi įgyvendinti pradėjus skrydžius į Marsą – tai gali įvykti sekančio dešimtmečio viduryje. Šių skrydžių planas irgi skamba fantastiškai – raketos, vienu kartu pakeliančios apie 300 tonų į orbitą, skraidintų erdvėlaivių dalis, kurą ir atsargas, vis grįždamos į pakilimo aikšteles, iš kur vėl skristi galėtų vos po paros. Orbitoje surinktas erdvėlaivis su maždaug šimtu kolonistų skristų į Marsą ir grįžtų atgal, kur vėl būtų užpildytas ir gabentų naują žmonių grupę. Viena raketa galėtų būti panaudota tūkstantį kartų, kuro ar atsargų modulis – šimtą kartų, o tarpplanetinis erdvėlaivis – 15 kartų. Plačiau apie šią viziją SpaceX vadovas Elonas Muskas rašo žurnale New Space, visą straipsnį rasite čia.
***
Seniausia planeta – Jupiteris. Masyvios planetos turėtų pradėti formuotis labai greitai po žvaigždės atsiradimo, nes kitaip tiesiog nespėtų užaugti iki protoplanetinio disko išsisklaidymo. Manoma, kad ir Jupiteris turėjo formuotis panašiai, o dabar surastas tokią hipotezę pagrindžiantis įrodymas: Saulės sistemos meteoritų kilmė. Cheminių elementų molibdeno ir volframo izotopų santykiai parodė, kad net ir seniausi geležiniai meteoroidai, kurių amžius yra 1-4 mln. metų mažesnis, nei Saulės, kyla iš dviejų rezervuarų. Tokie atskiri rezervuarai galėjo egzistuoti, jei Saulės sistemoje jau buvo pakankamai masyvi planeta, perskyrusi protoplanetinį diską į vidinę ir išorinę dalis. Tokia planeta galėjo būti Jupiteris, išaugęs iki 20 Žemės masių per milijoną metų. Tai reiškia, kad Jupiteris yra seniausia Saulės sistemos planeta – Žemės amžius yra keliasdešimčia, o gal net ir šimtu milijonų metų mažesnis. Tyrimo rezultatai publikuojami Proceedings of the National Academy of Sciences.
***
Besisukančios žvaigždžių čiurkšlės. Daugelis žvaigždžių pačioje jaunystėje ryja medžiagą iš aplink esančio protoplanetinio disko ir taip auga. Toks augimas ypač svarbus masyvioms žvaigždėms, bet nėra iki galo aišku, kaip jų ryjama medžiaga praranda judesio kiekio momentą. Šis parametras, nurodantis medžiagos sukimąsi, yra tvarus dydis, o jei medžiaga į žvaigždę atsineša visą judesio kiekio momentą, žvaigždės turėtų suktis ypatingai sparčiai, gal net taip, kad subyrėtų. Stebėjimai rodo priešingai – masyvios žvaigždės sukasi gana lėtai. Ilgą laiką manoma, kad jaunose žvaigždėse stebimos čiurkšlės padeda prarasti judesio kiekio momentą, bet tvirtų įrodymų kol kas nebuvo. Dabar nauji ALMA teleskopų masyvo stebėjimų duomenys parodė, kad jaunų žvaigždžių čiurkšlės tikrai sukasi. Ir jos sukasi ta pačia kryptimi, kaip jų žvaigždės, o čiurkšlių pagrindai jungiasi su protoplanetiniu disku. Taigi medžiaga, išmetama iš žvaigždės aplinkos, išneša ir judesio kiekio momentą, o likusi medžiaga tada gali sėkmingai kristi į žvaigždę ir ją auginti. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Astronomy.
***
Žvaigždės gimsta dvinarės. Gana didelė dalis žvaigždžių yra dvinarės, tačiau neaišku, ar jos tokios gimsta ir kompaniones randa vėliau, ar kaip tik dažniau žvaigždės gimsta dvinarėse sistemose ir kai kurios iš jų kompaniones praranda. Dabar pirmą kartą remiantis stebėjimų duomenimis tvirtai paremta antroji idėja. Persėjo molekulinio debesies labai jaunų žvaigždžių stebėjimai atskleidė, kad kuo žvaigždė jaunesnė, tuo didesnė tikimybė jai turėti dvinarę kompanionę. Be to, jauniausių žvaigždžių – iki pusės milijono metų amžiaus – grupėje atstumai tarp dvinarių partnerių yra didesni, nei vyresnių – nuo pusės milijono iki milijono metų amžiaus. Tai reiškia, kad jaunos žvaigždės, gimusios dvinarėmis, laikui bėgant arba suartėja, arba nulekia savais keliais. Mūsų Saulė greičiausiai irgi gimė kaip dvinarė, tačiau netrukus neteko savo partnerės. Tyrimo rezultatai arXiv.
***
Grupės žvaigždžių formavimasis. Viena žvaigždžių formavimosi stadija yra vadinama „karštaisiais branduoliais” – tai yra laikotarpis, kai žvaigždė dar nevykdo termobranduolinių reakcijų, tačiau jau kaista ir jos aplinkoje atsiranda daug labai įvairių molekulių. Šioje stadijoje būsimosios žvaigždės yra apsuptos dujų apvalkalo ir protoplanetinio disko. Dabar besiformuojančios žvaigždės, esančios karštojo branduolio stadijoje, stebėjimai leido nustatyti, kad ten ji yra ne viena, o turi bent kelias kompaniones. Besiformuojanti masyvi žvaigždė G35.20-0.74N turi protoplanetinį diską, o jame aptiktas labai netolygus molekulių pasiskirstymas Deguonies ir sieros turinčios molekulės pasiskirsčiusios maždaug vienodai visame diske, o azotą turinčios susitelkusios tik pietrytinėje disko pusėje. Tokius duomenis galima interpretuoti taip, kad greta žvaigždės yra dar keletas besiformuojančių žvaigždžių, kurių protoplanetiniai diskai kol kas yra beveik susilieję, bet kiekvienas turi savitą cheminę sandarą. Laikui bėgant, diskai turėtų atsiskirti vienas nuo kito. Tyrimo rezultatai arXiv.
***
Kompaktiški aktyvūs branduoliai. Aktyvius galaktikų branduolius sudaro centrinė supermasyvi juodoji skylė, aplink ją esantis akrecinis diskas ir įvairios kitos struktūros. Viena iš jų yra santykinai šaltų dujų ir dulkių toras – storas žiedas, gaubiantis diską ir kai kuriose galaktikose užstojantis jį nuo mūsų. Dabar, naudojant specialiame lėktuve įrengtą infraraudonųjų spindulių observatoriją SOFIA, pirmą kartą išmatuota 31,5 mikrometro ilgio spinduliuotė, sklindanti iš vienuolikos artimų aktyvių galaktikų. Įprastai torų spinduliuotė stebima trumpesniuose bangos ilgiuose, nes 31,5 mikrometro bangos nepraeina prie Žemės atmosferą; SOFIA, pakylanti virš 99 procentų Žemės atmosferos, šios problemos nepatiria. Papildomi duomenys apie torų spinduliuotę leido patikslinti jų modelius – paaiškėjo, kad šeši iš 11 torų yra mažesni, nei buvo skaičiuojama anksčiau, keturi – didesni, o vieno iš jų dydžio įvertinimas nepasikeitė. Kompaktiškiausių torų dydžiai nesiekia net vieno parseko – jie yra mažesni, nei įprastai įvardijami torų dydžiai. Šie rezultatai parodo, kad platesnio spektro duomenys labai svarbūs, siekiant suprasti aktyvių galaktikų branduolių struktūrą. Tyrimo rezultatai arXiv.
***
Galaktikų spiečiaus halas. Galaktikų spiečiuose yra didžiuliai kiekiai karštų tarpgalaktinių dujų – jų bendra masė dažniausiai viršija spiečiaus galaktikų masių sumą. Dabar pristatyti detaliausi netolimo Persėjo spiečiaus halo stebėjimai radijo bangų ruože. Aptikta įvairiausių struktūrų, kurios parodo, jog halą formuoja įvairūs procesai. Iš dalies halo sandarą nulemia dujų „teliuškavimas“ – judėjimas, kylantis kaip atsakas į spiečiaus galaktikų judėjimą. Svarbūs ir aktyvūs galaktikų branduoliai, sukuriantys ertmes dujose ir smūgines bangas ertmių pakraščiuose. Galaktikų įkritimas į spiečių taip pat sujaukia dujas. Visi šie procesai ir keičia dujų struktūrą, ir sukuria sąlygas jų dalelėms spinduliuoti radijo bei kitas bangas. Šie stebėjimai patvirtina, kad galaktikų spiečių halai yra labai sudėtingi dariniai. Tyrimo rezultatai arXiv.
***
Seniausiai išsirikiavusios galaktikos. Didžiausios elipsinės galaktikos, esančios spiečių centruose, dažnai yra pasisukusios taip, kad jų pagrindinės ašys sutampa su didesnio masto medžiagos pasiskirstymo ašimis. Apie šį reiškinį žinoma jau seniai, tačiau iki šiol buvo neaišku, ar galaktikos taip pasisuko palyginus neseniai, ar jau susiformavo turėdamos tvarkingai nukreiptas ašis. Dabar pirmą kartą išanalizuoti stebėjimų duomenys, kurie parodė tolimų galaktikų pasisukimo kryptis. Šių galaktikų šviesa iki mūsų keliavo apie dešimt milijardų metų, taigi jų atvaizdus matome iš tų laikų, kai Visatos amžius buvo mažiau nei trečdalis dabartinio. Tos galaktikos irgi yra pasisukusios taip, kad sutampa su aplinkinės medžiagos išsidėstymo ašimis. Tai reiškia, kad bet koks procesas, privertęs galaktikas atsisukti tvarkingai aplinkinės medžiagos atžvilgiu, efektyviai vyko ir ankstyvojoje Visatoje. Dvi pagrindinės galaktikų krypties tvarkingumo teorijos teigia, kad jų pasisukimas buvo ilgalaikis procesas: arba galaktikų kryptis pasikeitė dėl aplinkinės medžiagos gravitacijos, arba dėl į galaktikas krentančios naujos medžiagos atsinešto kryptingumo. Nauji rezultatai nepaneigia nei vieno modelio, bet stipriai apriboja juos, nes dabar jiems reikia paaiškinti tokio paties efekto sukūrimą per tris, o ne trylika milijardų metų. Tyrimo rezultatai arXiv.
***
Milijardų galaktikų modelis. Gerėjant kompiuteriniams pajėgumams, detalėja ir skaitmeniniai modeliai. Praeitą savaitę pristatytas naujausias tamsiąją materiją sekantis Visatos struktūros evoliucijos modelis, kuriame skaičiuojamas dviejų trilijonų dalelių judėjimas. Modelyje buvo sekama Visatos dalies evoliucija nuo seniausių laikų, kai nuo Didžiojo sprogimo buvo praėję mažiau nei 100 milijonų metų, iki dabarties. Galutiniame modelio rezultate buvo gauta daugiau nei 25 milijardai galaktikų (palyginimui, regimojoje Visatoje yra apie 100 milijardų galaktikų; tiesa, čia neįskaityta daugybė nykštukių, kurias šiame modelyje išskirti pavyko). Jų savybių tyrimai leis sukurti prognozių katalogą, kuris bus tikrinamas su Europos kosmoso agentūros teleskopu Euclid, į orbitą kilsiančiu 2021 ar 2022 metais. Įdomu ir tai, kad šis modelis su dviem trilijonais dalelių buvo suskaičiuotas per mažiau nei 80 valandų. Tiesa, tam prireikė daugiau nei 4000 skaičiavimams naudotų grafinių plokščių. Autoriai teigia, kad jų modelį galima būtų nesunkiai padidinti iki 8 trilijonų dalelių skaičiavimo. Tyrimo rezultatai arXiv.
***
Štai tokias naujienas parinkau iš praėjusios savaitės. Kaip visada, laukiu jūsų klausimų ir komentarų.
Laiqualasse