Cassini zondas praeitą savaitę nukrito į Saturną ir sudegė. Tačiau kosmoso tyrimai, žinoma, šiuo įvykiu nesibaigia – sužinojome apie Veneros atmosferos judėjimą, Marso plutą, Asteroidų žiedo kilmę ir naują taikinį New Horizons misijai. Ir čia – tik Saulės sistemoje; už jos įdomybių yra dar daugiau. Dešimt naujienų, kaip įprasta, rasite po kirpsniuku.
***
Šiomis dienomis jau nieko nebestebina, kai SpaceX sėkmingai nutūpdo ant Žemės eilinę panaudotą raketą. Tačiau dar visai neseniai jie tik bandė tai padaryti, ir pasisekė toli gražu ne iš pirmo karto. Prisiminimui SpaceX sukūrė trumpą filmuką, kuriame sudėtos įvairios raketų nutūpdymo nesekmės:
***
Paslaptinga Veneros naktis. Veneros viršutiniai atmosferos sluoksniai juda daug greičiau, nei planetos paviršius – tai sukelia šimtų kilometrų per valandą vėjus. Ilgą laiką buvo manoma, kad atmosferos judėjimas dieninėje ir naktinėje planetos pusėse yra panašus, tačiau prastos kokybės naktinės pusės stebėjimai šios prielaidos neleido nuodugniai patikrinti. Dabar, išanalizavus 2006-2008 metais orbitinio zondo Venus Express bei 2015 metais NASA Infraraudonųjų spindulių teleskopu surinktus duomenis, paaiškėjo, kad naktinės pusės debesys yra gerokai labiau susijaukę. Nors didžioji dalis debesų juda panašiais greičiais – 60-110 metrų per sekundę – kaip ir dieninėje pusėje, naktinėje dalyje aptikta debesų, kurie juda lėčiau arba yra apskritai stacionarūs. Tai nėra pirmas kartas, kai Veneroje aptinkama stovinčių debesų – maždaug prieš metus paskelbta apie didžiulės stovinčios bangos atradimą. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Astronomy.
***
Porėta Marso pluta. Žemės plutos tankis yra apie 2900 kilogramų kubiniam metrui – beveik tris kartus didesnis, nei vandens. Mėnulio pluta – retesnė: 2550 kilogramų kubiniam metrui. Ilgą laiką buvo manoma, kad Marso plutos tankis panašus į Žemės, nes Marse kažkada buvo jūrų ir vandenynų, kurie plutą galėjo suslėgti. Bet naujausi Marso gravitacinio lauko tyrimai rodo, kad plutos tankis yra 2582 kilogramai kubiniam metrui – vos truputį daugiau, nei Mėnulio. Šis rezultatas prieštarauja ankstesniems įvertinimams, kurie buvo padaryti analizuojant pavienes Marso uolienas. Skirtumas greičiausiai atsiranda todėl, kad Marso pluta sudaryta iš tankių uolienų, bet joje yra daug ertmių, kurios sumažina vidutinį tankį. Šis atradimas leidžia spręsti, kad planetų plutų tankis gali kisti visą jų gyvavimo laiką, o ne tik ankstyvuoju periodu. Taip pat atrasta, kad vulkaninės kilmės pluta Marse yra tankesnė, nei nuosėdinė, taigi skirtingose paviršiaus vietose plutos tankis gali reikšmingai skirtis. Sekančiais metais į Marsą skrisianti NASA misija InSight turėtų patikrinti šiuos rezultatus, tirdama Marso gelmių struktūrą. Tyrimo rezultatai publikuojami Geophysical Research Letters.
***
Asteroidų žiedo kilmė. Asteroidų žiedą, esantį tarp Marso ir Jupiterio, sudaro daugybė mažesnių ir didesnių uolienų, dauguma kurių atliko nuo planetų formavimosi epochos. Standartinis aiškinimas apie žiedo kilmę yra toks: toje zonoje buvę objektai pradėjo telktis į vis didesnius junginius, tačiau Jupiterio gravitacija juos išblaškė ir 99 procentus išmetė lauk, o likusiųjų nebeužteko, kad suformuotų planetą. Dabar pasiūlytas naujas žiedo kilmės modelis, apverčiantis aiškinimą aukštyn kojomis. Pagal jį, Saulės sistemos jaunystėje ta zona buvo praktiškai tuščia, o vėliau prisipildė uolienų, kurias iš vidinės Saulės sistemos dalies išsviedė uolinės planetos, o iš išorinės – dujinės milžinės. Tokia žiedo formavimosi istorija yra tiesiog planetų formavimosi proceso pasekmė; be to, šis modelis paaiškina, kodėl vidinėje Žiedo pusėje dominuoja daug silikatų turintys asteroidai, o išorinėje – daug anglies turintys: silikatai atliko formuojantis uolinėms planetos, o anglies turintys asteroidai – dujinėms milžinėms. Tyrimo rezultatai publikuojami Science Advances.
***
Penktadienį baigėsi Cassini misija. Zondas sudegė Saturno atmosferoje. Apskritai apie misiją ir svarbiausius jos atradimus rašėme Techo.lt. Daugybė duomenų, surinktų per 13 metų, praleistų prie Saturno, bus analizuojami dar ne vienerius metus, taigi kai kurie mokslininkai sako, kad misija toli gražu nesibaigė ir tęsis gal net amžinai. Tuo tarpu kiti mokslininkai jau planuoja sekančią misiją į žieduotąją planetą – šiuo metu NASA svarsto net penkis pasiūlymus. Pasiūlymai labai įvairūs, nuo Saturno atmosferos tyrinėjimo ir Titano iki Encelado ir jo vandens čiurkšlių.
***
New Horizons taikiniai. Zondas New Horizons šiuo metu skrenda tolimo objekto 2014 MU69 link, kurį praskristi turėtų pirmąją 2019 metų dieną. Kur jis skris toliau, kol kas neaišku. Zondo valdymo komanda praeitą savaitę pristatė pasiūlymą nukreipti zondą dar vieno taikinio link. Šiuo metu New Horizons turi pakankamai kuro vienam manevrui – šis rezervas buvo paliktas tam, kad galima būtų jį patraukti toliau nuo 2014 MU69, jei pastarasis taikinys pasirodys esąs apsuptas dulkių debesies ar keliantis kitokį galimą pavojų. Kol kas stebėjimai rodo, jog objekto nesupa jokia dulkių sankaupa, taigi New Horizons pro jį turėtų praskristi vos 3500 km atstumu (pro Plutoną jis praskrido 12500 km atstumu). Praskridus būtų galima atlikti manevrą ir nukreipti zondą taip, kad jis per artimiausius keletą metų praskrietų netoli dar vieno kūno. Koks tai galėtų būti objektas, kol kas nežinoma, tačiau New Horizons komanda vykdo paieškas, naudodami Hubble kosminį teleskopą – šiuo teleskopu atrastas ir dabartinis taikinys. Ši išplėstoji New Horizons misija truktų iki 2021 ar 2022 metų, bet zondas dirbti galėtų ir vėliau, nes energijos atsargų turi bent dvidešimčiai metų. Skrisdamas tolyn, jis galėtų matuoti Saulės vėjo stiprumą ir papildyti žinias apie Saulės sistemos pakraščius.
***
Labai tamsi egzoplaneta. Dujinės milžinės planetos, tokios kaip Jupiteris, paprastai yra gana šviesios – atspindi apie 40% į jas krentančios šviesos. O dabar atrasta milžinė egzoplaneta, kuri sugeria praktiškai visą žvaigždės šviesą. Planetos tamsumas nustatytas bandant aptikti jos užtemimą, t. y. praslinkimą už žvaigždės disko. Nors planeta už disko pasislepė, bendras sistemos šviesis nesumažėjo – tai reiškia, kad planeta yra ypatingai blausi. Planeta yra prirakinta prie savo žvaigždės, taigi viena jos pusė nuolat žiūri į žvaigždę; joje temperatūra pakyla iki 2800 kelvinų, o naktinėje – tik iki 1400 kelvinų. Planetos šviesumo duomenys yra visiškai priešingi kito objekto, HD 189733b, duomenims; pastarasis yra irgi dujinė milžinė planeta, tačiau gerokai vėsesnė. Tai tik parodo, kad planetų atmosferų tyrimai yra labai svarbūs, siekiant suprasti, kaip apskritai planetos formuojasi ir evoliucionuoja. Tyrimo rezultatai arXiv.
***
Neįprastai kintanti žvaigždė. Dauguma kintančiųjų žvaigždžių priklauso vienam iš kelių tipų. Ištyrę vieną tokio tipo žvaigždę, neblogai suprantame ir kitų savybes. Tačiau kai kurios žvaigždės kinta labai kitaip. Vienas toks pavyzdys yra Skorpiono AR – dvinarė žvaigždė, kurioje baltoji nykštukė ryja kompanionės medžiagą. Seniai žinoma, kad žvaigždės šviesis kinta poros minučių intervalais bei 3,5 valandos periodu; pastarasis kitimas nulemiamas orbitinio žvaigždžių judėjimo. Dabar, išnagrinėjus 2014 metais surinktus duomenis ir archyvines nuotraukas paaiškėjo, kad žvaigždės šviesis kinta ir dešimtmečių laiko skalėje. Prieš keliolika metų trumpiausi paryškėjimai, atsirandantys dėl baltosios nykštukės magnetinio lauko poveikio, vykdavo gerokai anksčiau orbitoje, nei dabar. Taigi įvairūs kintamumą sukeliantys procesai nebūtinai vyksta sinchroniškai. Teoriniai modeliai tokį kintamumą prognozavo taip pat, tačiau negalėjo įvertinti, ar jo periodas yra kelios dešimtys, ar keli šimtai, metų. Naujasis atradimas parodo, kad kintamumo periodas trunka keliolika – keliasdešimt metų. Tyrimo rezultatai arXiv.
***
Pulsarais matuojamas spiečius. Kamuoliniai spiečiai – šimtų tūkstančių ar net milijonų žvaigždžių telkiniai – yra puikios laboratorijos, leidžiančios tyrinėti Galaktikos formavimosi istoriją bei žvaigždžių sistemų savybes. Tačiau dažnai juose sunku nagrinėti pavienių žvaigždžių judėjimą, kadangi juos gaubia ar užstoja dulkių telkiniai. Dabar pirmą kartą kamuolinio spiečiaus struktūra ištirta stebint jame esančius pulsarus, skleidžiančius radijo bangas. Spiečius Terzan 5, esantis Galaktikos centriniame telkinyje, turi bent 37 pulsarus; 36 iš jų spinduliuotė panaudota šioje analizėje. Stebėjimai leido nustatyti pulsarų judėjimo pagreitį, o šis – apskaičiuoti gravitacinį lauką. Taip nustatyta, jog spiečiaus masė yra apie 300 tūkstančių Saulės masių, tačiau centrinės dalies spindulys – vos 0,16 parseko, t. y. spiečius yra labai kompaktiškas. Toks atradimas leidžia spręsti, jog spiečius susiformavo pačiame Paukščių Take ir nėra kadaise į Galaktiką įkritusios nykštukinės galaktikos liekana. Taip pat nustatyta, kad jei spiečiaus centre ir yra juodoji skylė, tai jos masė negali viršyti dešimtadalio spiečiaus masės – priešingu atveju juodosios skylės poveikis būtų matomas pulsarų dinamikoje. Šiam atradimui panaudotą metodą ateityje bus galima pritaikyti kitų spiečių tyrimams, taip papildant žinias apie Galaktikos formavimąsi. Tyrimo rezultatai arXiv.
***
Supernovų gravitacinės bangos. Kol kas atrasti gravitacinių bangų signalai atsklido iš besijungiančių juodųjų skylių ir galbūt neutroninių žvaigždžių. Gravitacinės bangos taip pat gali būti išspinduliuojamos supernovos sprogimo metu – tam tereikia, kad sprogimas nebūtų visiškai simetriškas, o taip dažniausiai ir yra. Štai naujausi skaitmeniniai modeliai rodo, kad žvaigždės branduolio kolapso metu išspinduliuoti neutrinai sujaukia medžiagą žvaigždės išorėje, paversdami ją panašia į verdantį vandenį. Tai paaiškina, kodėl tokia didelė žvaigždės masės dalis yra išmetama į šalis supernovos sprogimo metu ir kodėl iš branduolio likusi neutroninė žvaigždė arba juodoji skylė gali būti išsviesta šimtų kilometrų per sekundę greičiu į šalį. Tokio sprogimo metu išspinduliuojamos gravitacinės bangos gali padėti suprasti sprogimo eigą. Skaitmeniniai modeliai rodo, kad greitai besisukančių žvaigždžių sprogimų pėdsakus galima aptikti, jei jie įvyksta 10 kiloparsekų atstumu, o įprastų neutrinais varomų supernovų – dviejų kiloparsekų atstumu. Abu atstumai yra mūsų Galaktikos ribose, taigi tokių sprogimų galima tikėtis ne dažniau, nei kartą per šimtą metų, bet kai jie įvyks, gravitacinių bangų detektoriai irgi galės stebėti sprogimo eigą. Tyrimo rezultatai arXiv: pirmojo ir antrojo.
***
Greitesnės galaktikos – plokštesnės. Galaktikos yra trimatės struktūros, tačiau matant tik jų projekcijas dangaus skliaute, tikrąsias formas nustatyti yra sudėtinga. Ir visgi dabar, naudodami labai detalius žvaigždžių padėčių ir judėjimo greičių stebėjimų duomenis, astronomai sugebėjo nustatyti 845 galaktikų formas. Paaiškėjo, kad dauguma jų yra daugiau ar mažiau suplotos, tačiau ašiškai simetriškos. Taip pat paaiškėjo, kad jų forma priklauso nuo sukimosi greičio: kuo galaktika greičiau sukasi aplink savo ašį, tuo ji yra plokštesnė. Šis atradimas nėra stebinantis, nes tokia išvada gaunama iš elementarių fizikos dėsnių, tačiau jos patvirtinimas taip pat yra naudingas. Tikėtina, kad sukimosi greitį ir formą daugiausiai nulemia galaktikų susiliejimų istorija: jei galaktika patiria daugiausiai mažus susiliejimus, t. y. praryja palydovines galaktikas, ji išlieka sparčiai besisukanti, tuo tarpu susiliejimai su panašaus dydžio galaktikomis gali sulėtinti ar visai sustabdyti sukimąsi. Tyrimo rezultatai arXiv.
***
Vidinė galaktikos transformacija. Dauguma astronomų teigia, kad galaktikos savo formas reikšmingai pakeičia dėl susiliejimų su kaimynėmis: pavyzdžiui, taip diskinės galaktikos gali virsti elipsinėmis. Tačiau dabar atrasta netiesioginių įrodymų, jog panaši transformacija gali įvykti ir dėl galaktikos viduje vykstančių procesų. Dviejose tolimose diskinėse galaktikose, kurių šviesa iki mūsų keliavo 11 milijardų metų, aptikti didžiuliai žvaigždes formuojantys dujų rezervuarai centrinėse dalyse. Rezervuarai yra gerokai mažesni už pačias galaktikas, o žvaigždžių formavimosi sparta ir dujų atsargos juose tokios, kad per 11 milijardų metų galaktikos tikrai gali virsti elipsinėmis vien dėl naujų žvaigždžių atsiradimo. Transformacijai visiškai nereikalingi susiliejimai. Šis atradimas toli gražu nereiškia, kad galaktikų susiliejimai nėra svarbūs jų formos pokyčiams, tačiau parodo, kad net ir izoliuotos galaktikos gali pakeisti formą. Tyrimo rezultatai arXiv.
***
Tokios naujienos iš praėjusios savaitės. Kaip visada, laukiu jūsų klausimų ir komentarų.
Laiqualasse