Jupiterio šeima pasipildė dar 12 naujų palydovų. Saulės sistemos jaunystėje ją galėjo labai paveikti pro šalį praskridusi žvaigždė. Kosminės struktūros – nuo Paukščių Tako halo iki galaktikų spiečių ir labai tolimų galaktikų – padeda geriau suprasti, kaip evoliucionavo Visata nuo Didžiojo sprogimo iki šiandieninės būsenos. Joks objektas kosmose neegzistuoja pats sau, visi jie sąveikauja su aplinka, kurdami įvairias sistemas. Tarp dešimties praeitos savaitės naujienų tokių „sisteminių“ yra ne viena. Gero skaitymo!
***
Halo stebėjimų palydovas. Praeitą savaitę iš Tarptautinės kosminės stoties paleistas palydovas-kubiukas HaloSat, skirtas Paukščių Tako halo dujoms stebėti. Hale turėtų būti daug karštų dujų, skleidžiančių silpną rentgeno spinduliuotę – būtent ją ir bandys aptikti HaloSat. Jis padės nustatyti, ar halo forma yra sferinė, ar ištempta kaip kiaušinis, ar apskritai triašė, taip pat įvertinti dujų tankį. Taip bus galima apskaičiuoti, kokia yra Paukščių Taką supančių karštų dujų masė ir įvertinti, ar jos gali pakakti paaiškinti, kur pradingo maždaug pusė barioninės (t. y. ne tamsiosios) materijos, kuri turėtų egzistuoti Visatoje. Šis neatitikimas atsiranda palyginus kosminės foninės mikrobangės spinduliuotės duomenis, rodančius, kad barioninė materija turėtų sudaryti apie 5% viso Visatos tankio, ir aplinkinių galaktikų stebėjimus, kurie duoda tik pusę šios vertės. Jau seniai manoma, kad dingusi materija yra išsidėsčiusi karštų retų dujų gijose tarp galaktikų, bet galaktikų halai irgi gali turėti reikšmingos įtakos.
***
Kaip nepasiklysti kosmose? Astrogacija – kosminis navigacijos atitikmuo – yra nauja disciplina, sukurta prasidėjus kosminių skrydžių erai. Apie ją plačiau pasakoja Fraser Cain:
***
Balandį prasidėjusi audra Marse apgaubė visą planetą. Ji susiformavo netoli ašigalių, kur vasarą garuoja anglies dvideginis, tankėja atmosfera ir susidaro palankesnės sąlygos dulkių audroms. Nuotrauką padarė Europos kosmoso agentūros zondas Mars Express, skriedamas virš Utopia lygumos netoli šiaurinės poliarinės kepurės.
***
Vieninga Marso atmosfera. Nors Marso atmosfera yra gerokai retesnė, nei Žemės, ji vis tiek sudaro vieningą sistemą. Taip rodo naujausi Marso jonosferos tyrimai. Dešimties metų jonosferos suminio elektronų kiekio stebėjimai parodė, kad šis parametras kinta priklausomai ne tik nuo metų laiko ir Saulės aktyvumo, bet ir nuo atmosferos sąygų žemesniuose sluoksniuose. Rezultatus patvirtino ir skaitmeniniai modeliai. Vadinasi, Marso atmosfera veikia kaip vientisa sistema, kurioje esančios medžiagos gali judėti iš vienos dalies į kitą. Tyrimo rezultatai publikuojami Journal of Geophysical Research Planets.
***
Nauji Jupiterio mėnuliai. Jupiteris turi gausybę palydovų, o praeitą savaitę jų dar padaugėjo: paskelbta apie 12 naujų mėnulių atradimą. Dabar bendras žinomų Jupiterio palydovų skaičius yra 79. Devyni naujieji palydovai aplink Jupiterį sukasi priešinga kryptimi, nei dauguma, ir priešinga kryptimi nei Jupiteris aplink Saulę. Jie yra susigrupavę į tris grupes, tai greičiausiai reiškia, kad jie yra kadaise egzistavusių didesnių palydovų liekanos. Visos trys grupės Jupiterį apsuka per maždaug dvejus metus. Dar du palydovai priklauso arčiau planetos esančiai palydovų grupei, kuri sukasi ta pačia kryptimi, kaip planeta ir dauguma palydovų. Ji taip pat greičiausiai yra seniau egzistavusio didesnio palydovo liekana. Paskutinis palydovas, vos kilometro skersmens, nepriklauso jokiai grupei ir sukasi palinkusia bei ištįsusia orbita, kuri kerta naujai atrastų išorinių palydovų orbitas. Taigi susidūrimas tarp šio palydovo ir priešinga kryptimi besisukančiųjų – tik laiko klausimas. Tyrimo rezultatai kol kas nėra publikuoti, plačiau apie juos galite perskaityti Carnegie instituto pranešime spaudai.
***
Gyvybė Titano krateriuose? Saturno palydovas Titanas daug kuo yra panašus į Žemę – ten vyksta aktyvus atmoferos ciklas, egzistuoja upės, ežerai ir jūros, vėjai keičia kopų išsidėstymą ir naikina kraterius. Tiesa, temperatūra ten yra maždaug -200 Celsijaus laipsnių, o vandenį atstoja metanas ir etanas. Visgi gyvybė tokioje aplinkoje galbūt irgi galėtų egzistuoti. Dabar pristatytas tyrimas, kuriame iškelta hipotezė, jog gyvybės pėdsakų Titane geriausia ieškoti krateriuose ir kriovulkanuose, iš kurių veržiasi skystas vanduo. Būtent skysto vandens trūkumas neleidžia Titane formuotis sudėtingiems junginiams, reikalingiems žemiško tipo gyvybei atsirasti, nes kito ingrediento – anglimi paremtų organinių molekulių – ten apstu. Vietose, kur yra skysto vandens, gali prasidėti sudėtingos cheminės reakcijos, o vandeniui sustingus ten liktų organinių nuosėdų. Aptikti jas nuotoliniu būdu yra neįmanoma, taigi hipotezės patikrinimui reikėtų į Titaną nusiųsti paviršinį zondą, kuris labai tiksliai nusileistų viename iš kraterių prie kadaise egzistavusio vandens telkinio ir ištirtų nuosėdų cheminę sudėtį. Tokia analizė padėtų nustatyti prebiotinių (t. y. iki gyvybės atsiradimo vykstančių) procesų eigą ir atsakyti į klausimą, kaip gyvybė atsirado Žemėje. Tyrimo rezultatai publikuojami Astrobiology.
***
Praskridusios žvaigždės palikimas. Gali būti, kad išorinės Saulės sistemos dalies evoliucijai reikšmingos įtakos turėjo kitos žvaigždės praskridimas planetų formavimosi metu. Šis atradimas padarytas pasitelkus skaitmeninius modelius, kuriais apskaičiuota, kaip įvairios masės žvaigždės praskrisdamos pakeistų Saulę juosiančio protoplanetinio disko ir ypač jo išorinių dalių evoliuciją. Nustatyta, kad egzistuoja daug konfigūracijų, kurioms esant žvaigždė prašalaitė išardo didelę dalį išorinio disko, o likusias jame esančias uolienas ištampo į labai ištęstas orbitas. Toks scenarijus paaiškina, kodėl Saulės sistemoje už Neptūno esančių objektų bendra masė yra gerokai mažesnė, nei prognozuoja planetų formavimosi modeliai, bei kodėl tų objektų orbitos dažnai yra elipsinės, o ne apskritiminės. Žvaigždės praskridimas taip pat galėjo sutankinti išorinį likusio protoplanetinio disko pakraštį, todėl Neptūnas formavosi tankesnėje aplinkoje, nei Uranas, ir užaugo masyvesnis už pastarąjį. Šie rezultatai leidžia spręsti, kad Saulės sistemos pakraščiuose gali būti labai daug objektų su labai ištęstomis orbitomis; tarp jų gali pasitaikyti ir devintoji planeta. Tyrimo rezultatai arXiv.
***
Egzoplanetos dvynė. Dujinė milžinė Tapytojo betos b yra labai gerai ištirta egzoplaneta. Ji kartu su savo žvaigžde priklauso to paties pavadinimo žvaigždžių grupei – jos visos susiformavo iš to paties dujų debesies, tačiau nėra gravitaciškai surištos į vieną spiečių. Dabar šioje grupėje aptikta kita planeta, savybėmis labai panaši į Tapytojo betos b. Naujoji planeta, trumpai žymima 2MASS 0249 c, yra beveik tokios pačios masės, labai panašūs ir planetų spektrai. Tačiau susiformavo jos skirtingai: Tapytojo beta yra pakankamai masyvi, kad aplink ją buvusiame protoplanetiniame diske galėjo užaugti 13 Jupiterio masių planeta, o štai 2MASS 0249 dvinarė žvaigždė susideda iš dviejų rudųjų nykštukių, kurios niekaip negalėjo turėti pakankamai masyvaus dujų ir dulkių disko. Taigi 2MASS 0249 c beveik neabejotinai susiformavo tiesiai iš žvaigždes formavusio dujų debesies medžiagos ir tik vėliau buvo pagauta dvinarės sistemos. Tolesni šių planetų stebėjimai leis patikrinti, kuo skiriasi skirtingais būdais susiformavusių labai panašių planetų savybės, pavyzdžiui atmosfera, sukimosi sparta, magnetinis laukas ir t. t. Tyrimo rezultatai arXiv.
***
Planetą ryjanti žvaigždė. Jauna žvaigždė Vežėjo RW yra dvinarė, o jos ryškesnė komponentė jau apie šimtą metų elgiasi keistai – kartais pritemsta net keliais ryškiais (maždaug 6-16 kartų). Pastaruoju metu pritemimai ėmė dažnėti. Nuo 2017 pabaigos vykdomi žvaigždės stebėjimai rentgeno spindulių teleskopu Chandra davė tikėtiną paaiškinimą, kodėl jos šviesis kinta. Pasirodo, žvaigždė greičiausiai ryja dviejų susidūrusių planetų liekanas. Aplink žvaigždę aptikta labai daug dulkių, kurių kiekis tūkstančius kartų viršija tarpžvaigždinės terpės vidurkį; dulkių padaugėja pritemimo metu. Be to, žvaigždėje aptikta bent dešimt kartų daugiau geležies, nei jos matoma Saulėje. Paaiškinti abu rezultatus galima dviejų uolinių planetų ar protoplanetų susidūrimu. Planetų liekanos yra įvairių dydžių, kai kurios sukasi aplink žvaigždę, o kitos krenta jos link. Besisukantis išplitęs nuolaužų debesis reguliariai pritemdo žvaigždę, o artėjant prie žvaigždės, pritemimai vyksta vis dažniau. Į žvaigždę jau įkritusios uolienos praturtina jos viršutinius sluoksnius sunkiaisiais cheminiais elementais, ypač geležimi. Šis atradimas yra tvirčiausias šiuo metu turimas įrodymas, kad jaunos žvaigždės kartais ryja savo planetas. Tyrimo rezultatai arXiv.
***
Besikeičiantis milisekundinis pulsaras. Dauguma pulsarų – ypatingai greitai besisukančių neutroninių žvaigždžių – yra stabilūs, o jų spinduliuotės žybsniai (pulsai) – nekintantys. Kai kurie pulsarai kinta: nors pulsų dažnumas išlieka vienodas, pasikeičia jų forma. Iki šiol buvo žinomi tik keli kintantys pulsarai, o ir tie patys labai lėti, aplink ašį apsisukantys lėčiau nei per sekundę. O dabar aptiktas pirmasis kintantis milisekundinis pulsaras, t. y. toks, kurio sukimosi periodas matuojamas tūkstantosiomis sekundės dalimis. PSR B1957+20 periodas yra 1,6 milisekundės, o kas maždaug 1,7 sekundės, t. y. kiek daugiau nei tūkstantį apsisukimų, pulsų pobūdis pakinta. Keičiasi ir jų intensyvumas, ir spinduliuotės poliarizacija. Taip pat, maždaug 25 milisekundės iki kiekvieno pulsų pasikeitimo, pakinta ir tarppulsinė spinduliuotė. Pasikeitimas tarp dviejų būsenų trunka apie 5% matavimų laiko, tuo tarpu 60% laiko pulsaras yra didesnės energijos būsenoje, o 35% – mažesnės. Kol kas neaišku, kas sukelia tokius pakitimus, bet tikimasi, kad tolesni stebėjimai padės atsakyti į šį klausimą. Tyrimo rezultatai arXiv.
***
Tankiausias galaktikų spiečius. Materijos struktūra Visatoje dažnai vadinama kosminiu voratinkliu – ją sudaro medžiagos gijos, kurių susikirtimuose randame galaktikas ir jų spiečius. Kuo didesnis spiečius, tuo daugiau medžiagos jis pritraukia prie savęs, dėl to masyviausi objektai yra linkę telktis arti vienas prie kito, vidutiniškai arčiau, nei mažesnės masės – tai vadinama „halo šališkumu“ (halo bias). Manoma, kad tokį telkimąsi nulemia ne vien spiečių masė, bet ir kažkurios kitos jų savybės – tai vadinama „antriniu šališkumu“ (secondary bias). Dabar pristatyti vieno labai masyvaus spiečiaus ir medžiagos aplink jį pasiskirstymo stebėjimai, patvirtinantys, kad antrinis šališkumas egzistuoja. Spiečiaus PSZ2 G099.86+58.45 aplinkos stebėjimai ir toli už jo esančių, bet arti dangaus skliaute matomų galaktikų formos analizė parodė, kad reikšmingas gravitacinis lęšiavimas – spiečiaus medžiagos sukeliamas šviesos spindulių iškreipimas – vyksta net 30 megaparsekų atstumu nuo spiečiaus centro. Tai yra vienas didžiausių galaktikų spiečių, o kartu ir pats tankiausias. Kaip jis toks galėjo susiformuoti – neaišku. Kiti panašios masės spiečiai nėra tokie tankūs, taigi medžiagos kritimą į spiečių nulemia ne tik jo masė. Ateityje tokie stebėjimai ir ekstremalių struktūrų charakterizavimas padės praplėsti žinias apie struktūros formavimąsi Visatoje. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Astronomy.
***
Ultrašviesios galaktikos – retenybė. Kuo galaktika šviesesnė, tuo lengviau ją aptikti. Tai ypač svarbu tyrinėjant labai tolimas galaktikas – dažnai iš visos jų populiacijos galime aptikti tik kelias ryškiausias, iš kurių bandome daryti išvadas apie likusias. Todėl labai svarbu nustatyti, ar aptinkamos tolimos galaktikos tikrai yra tokios tolimos, ar tik jomis apsimeta. Dabar, ištyrus dvi galimai labai tolimas galaktikas, paaiškėjo, kad viena iš jų yra gerokai arčiau mūsų. Galaktikos buvo aptiktos fotometriškai – matuojant, kiek šviesos spinduliuoja įvairiuose elektromagnetinių bangų ruožuose. Taip nustatyta, kad jos yra labai raudonos, o raudonos galaktikos paprastai yra tolimos. Bet tikslesni, nors vis dar fotometriniai, stebėjimai parodė, kad vienos iš jų spinduliuotė yra panašesnė į gerokai artimesnių galaktikų, kurių šviesa iki mūsų keliauja apie 10 milijardų metų. Kita galaktika tikrai yra tokia tolima, kaip manyta iki šiol – jos spinduliuotė iki mūsų keliauja daugiau nei 13 milijardų metų. Skirtumas tarp 10 ir 13 milijardų metų yra labai reikšmingas, nes maždaug prieš 12,8 milijardo metų baigėsi Visatos rejonizacija: praktiškai visas Visatos tūris užsipildė jonizuotomis vandenilio dujomis. Tai galėjo paveikti galaktikų formavimąsi. Iki šio tyrimo apsimetėlė galaktika buvo laikoma šviesiausia galaktika tokiu atstumu nuo mūsų, o jos egzistavimas vertė galvoti, kad galaktikų formavimasis iki Visatos rejonizacijos pabaigos vyko kitaip, nei po jos. „Patraukus“ ją į vėlesnius laikus, galaktika tampa visai neišskirtine, o žinomų ankstyviausių laikų galaktikų šviesiai pasiskirsto labai panašiai į dabartinių, taigi šviesiausių galaktikų evoliucija neatrodo reikšmingai paveikta rejonizacijos. Tyrimo rezultatai arXiv.
***
Štai tokios žinios iš praėjusios savaitės. Kaip įprastai, laukiu jūsų klausimų ir komentarų.
Laiqualasse