Nuo gendančio Hablo iki reliatyvistinių juodųjų skylių jungimosi modelių, nuo Marso iki gama spindulių žybsnių, pakeliui aplankant egzoplanetas ir Saulės sistemos pakraščius. Kąsnelyje, kaip įprastai, rasite eklektišką naujienų rinkinį iš visų Visatos kampelių. Gero skaitymo!
***
Hablo teleskopo vargai. Penktadienį Hubble kosminis teleskopas perėjo į saugos režimą po to, kai sugedo vienas iš giroskopų, užtikrinančių teleskopo padėties stabilumą. Giroskopai kosminius teleskopus išlaiko nukreipus viena kryptimi ilgą laiką; Hablas juos iš viso turi šešis, bet šiuo metu veikiantys liko tik du. Tam, kad teleskopas veiktų optimaliai, jam reikia bent trijų giroskopų. Visi šeši prietaisai buvo pakeisti 2009 metais per aptarnavimo misiją, bet nuo tada du sugedo nepataisomai, o dar vienas buvo išjungtas dėl įvairių problemų. Šiuo metu teleskopą prižiūrintys inžinieriai bando atgaivinti būtent šį, iki šiol išjungtą, giroskopą. Jei to padaryti nepavyks, Hablo veikimas bus gerokai apribotas, o likusių giroskopų gedimas reikštų apskritai visos jo misijos, prasidėjusios prieš daugiau nei 25-erius metus, pabaigą. Hablą pakeisti turintis James Webb kosminis teleskopas vis vėluoja, taigi kyla grėsmė, kad kurį laiką kosmose neturėsime regimosios ir artimos infraraudonosios spinduliuotės teleskopo. Beje, būtent dėl giroskopų gedimų buvo užbaigta pirminė Keplerio teleskopo misija; vėliau prietaisas perkonfigūruotas taip, kad vietoj trečio giroskopo naudotų Saulės spinduliuotės slėgį, bet dėl to jam reikėjo keisti žiūrėjimo kryptį kas ketvirtį metų. Panašūs apribojimai gali grėsti ir Hablui.
***
Savaitės paveiksliukas – gabalėlis Marso paviršiaus, kuriame aptiktas marsaeigis Opportunity. Prieš tris mėnesius prasidėjus didžiulei audrai, marsaeigis užmigo ir kol kas neatsibudo. Gali būti, kad ir neatsibus – visgi jo misija planuota tik 90-iai dienų, o truko ilgiau nei 14 metų. Bet misijos prižiūrėtojai dar nepraranda vilties, kad senukas Opportunity turi jėgų ištverti ir šį išbandymą.
***
2020 metais į Marsą išskris dar viena NASA misija. Kol kas vadinama tik Mars 2020, ji ten nugabens marsaeigį, išvaizda labai panašų į Curiosity, tačiau su kitokiais prietaisais, kurie padės atsakyti į klausimą, ar Marse kada nors buvo gyvybės. Apie šią misiją pasakoja Veritasium:
***
Saturno žiedų lietus. Paskutinį misijos pusmetį zondas Cassini skraidė tarp Saturno ir jo žiedų, nagrinėdamas sąlygas pačioje planetos pašonėje. Dabar paskelbta šių duomenų analizė atskleidė, kad iš žiedų į planetą nuolatos lyja mažyčių elektringų dalelių lietus. Dalelės yra dešimčių-šimtų nanometrų skersmens dulkės; didesnės telkiasi žiedų plokštumoje ir kelių šimtų kilometrų atstumu nuo jos, o mažesnės sklando gerokai toliau nuo pusiaujo, veikiamos Saturno gravitacijos ir magnetinio lauko. Dalelės nuolatos papildomos medžiaga, išlekiančia iš vidinio D žiedo; mažos dalelės gali iš žiedo išlėkti kelių dešimčių metrų per sekundę greičiu – to pakanka, kad jos pradėtų skraidyti Saturno magnetosferoje ir užpildytų erdvę tarp žiedo ir planetos. Tyrimo rezultatai publikuojami Science.
Įdomi yra lietaus cheminė sudėtis – jį sudaro vandens ledas, metanas, amoniakas, azotas, anglies monoksidas ir dvideginis, taip pat organinės nanodalelės, atskilusios nuo didesnių granulių smūgių metu. Šie junginiai keičia Saturno atmosferos cheminę sudėtį. Jų kritimo sparta yra nuo 5000 iki 50 tūkstančių kilogramų per sekundę; šių dalelių pėdsakai gerai matomi atmosferoje – maždaug 4000 km storio retų dujų sluoksnyje Saturno paviršiuje. Įdomu tai, kad išmatuota medžiagos pernašos sparta yra gerokai didesnė, nei buvo apskaičiuota anksčiau, ir reiškia, kad D žiedas turėtų sunykti gana greitai – per dešimtis tūkstančių metų. Toks rezultatas sustiprina teoriją, kad Saturno žiedai yra dinamiškos struktūros, reguliariai atsikuriančios iš subyrančių palydovų, ir taip pat reguliariai pranykstančios. Tyrimo rezultatai publikuojami Science.
Taip pat Cassini duomenys atskleidė ir protonų juostą, juosiančią planetą vidinio D žiedo viduje. Ši juosta panaši į elektringų dalelių juostas aplink Žemę, Jupiterį ir tą patį Saturną už žiedų, tik yra gerokai mažesnė už pastarąją. Šiame regione Saturno magnetinis laukas yra dešimt kartų stipresnis, nei žiedų išorėje, todėl čia pakliuvę protonai gali suktis dešimtis metų, iki išlėkdami ar nukrisdami į planetą. Ši juosta negali išsiplėsti toliau, nei Saturno D žiedas, nes toliau esantys žiedai sulaikytų pro šalį lekiančius protonus, o D žiedas yra pakankamai retas, todėl jų nesulaiko. Be to, ši juosta formuojasi gerokai stabilesnėmis ir paprastesnėmis sąlygomis, nei išorinė ar Žemės ir Jupiterio juostos, todėl turėtų būti lengviau perprantama. Tolesnė Cassini duomenų analizė turėtų padėti išsiaiškinti, kaip formuojasi elektringų dalelių juostos planetų magnetosferose. Tyrimo rezultatai publikuojami Science.
***
Saturno magnetinis laukas. Dar vienas paskutinių Cassini dienų rezultatas – naujos įžvalgos apie Saturno magnetinį lauką. Zonde buvusio magnetometro duomenys parodė, kad kampas tarp Saturno magnetinės ir sukimosi ašių yra mažesnis nei 0,01 laipsnio. Žemėje šis kampas yra žymiai didesnis – apie 11 laipsnių, panašus kampas yra ir Jupiteryje. Ankstesni Cassini stebėjimų duomenys rodė, kad Saturno magnetinio lauko posvyrio kampas yra mažas, bet dabar atrodo, kad jis praktiškai išvis neegizstuoja. Dabartiniai magnetinio lauko formavimosi modeliai teigia, kad šioks toks kampas tarp sukimosi ir magnetinės ašių yra būtinas, nes tai užtikrina skystų metalų judėjimą planetos gelmėse, o tai sukuria magnetinį lauką. Akivaizdu, kad Saturnui šis dėsnis negalioja, tad modelius reikės patobulinti. Galbūt tą padaryti padės ir kiti Cassini rezultatai, parodę, kad Saturno magnetinis laukas yra nesimetriškas – magnetinis pusiaujas yra beveik 3000 km į šiaurę nuo geometrinio pusiaujo, o magnetinio lauko linijos kai kur vingiuoja labai keistai, veikiamos išorinių veiksnių, galbūt sąveikos su kai kuriais Saturno palydovais. Tyrimo rezultatai publikuojami Science.
***
Nauja nykštukinė planeta. Saulės sistemos pakraštyje aptikta dar viena nykštukinė planeta, neoficialiai pavadinta Goblinu. Oficialus jos pavadinimas kol kas yra 2015 TG387 – jis žymi, kad objektas aptiktas dar 2015 metais. Tačiau iki dabar užtruko tolesni stebėjimai, leidę apskaičiuoti jo orbitos savybes. Goblinas aplink Saulę sukasi 40 tūkstančių metų trukmės labai ištęsta orbita. Šiuo metu jis yra bene arčiausiai Saulės – nutolęs per 65 astronominius vienetus, kiek daugiau nei dvigubai didesniu atstumu, nei Neptūnas. Įdomiausia orbitos savybė – arčiausią Saulei tašką Goblinas pasiekia maždaug toje pačioje pusėje nuo Saulės, kaip ir keli kiti labai ištęstas orbitas turintys objektai sistemos pakraščiuose. Tokių panašiai pasisukusių orbitų egzistavimas jau keletą metų laikomas galimu devintosios planetos egzistavimo įrodymu. Goblinas šį įtarimą dar labiau sustiprina ir padės patikslinti pačios devintosios planetos paieškas. Tyrimo rezultatai arXiv.
***
Protoplanetinių diskų masės. Planetos formuojasi iš dujų ir dulkių diskų, supančių jaunas žvaigždes. Standartiniai planetų formavimosi modeliai teigia, kad žvaigždei įsižiebus planetų formavimasis prasideda po keleto milijonų metų. Bet dabar naujo tyrimo rezultatai rodo, kad protoplanetinių diskų masės nėra pakankamos suformuoti žinomas egzoplanetų sistemas. Surinkę informaciją apie žinomas egzoplanetas, tyrėjai palygino jų mases su masėmis diskų, randamų aplink labai jaunas žvaigždes. Ir egzoplanetos, ir diskai suskirstyti į grupes pagal žvaigždžių mases, kad būtų nagrinėjami diskai, iš kurių turėtų susiformuoti konkrečios masės planetų sistemos. Beveik visais atvejais nustatyta, kad planetų sistemos masė yra panaši ar net dar didesnė, nei analogiškos žvaigždės disko masė. Šis neatitikimas tampa dar stipresnis, lyginant planetų branduolių masę su tikėtina dulkių mase diskuose – o būtent iš dulkių turėtų formuotis planetų branduoliai. Kol kas nežinia, kaip paaiškinti šį atradimą. Gali būti, kad planetos ima formuotis dar anksčiau, nei manyta iki šiol, ir ištirtuose diskuose jau yra planetų branduoliai, tik jų dar nematyti per disko dujas ir dulkes. Kita versija – protoplanetiniai diskai bent kelis milijonus metų po žvaigždės įsižiebimo dar auga, prisijungdami medžiagą iš tarpžvaigždinės terpės gumulo, iš kurio formavosi pati žvaigždė. Tyrimo rezultatai arXiv.
***
Ateivių egzistavimo tikimybė. Jau daugiau nei pusšimtį metų ieškome nežemiškos protingos gyvybės siunčiamų signalų, bet kol kas pastangos bergždžios. Artimiausioje ateityje paieškos turėtų išsiplėsti, padedant tokiems projektams, kaip Breakthrough Listen. Bet net jei jie neras jokių signalų, tai dar toli gražu nereiškia, kad Paukščių Take nėra kitų protingų civilizacijų. Praeitą savaitę paskelbtas tyrimas, kuriame signalų buvimas ir nebuvimas nagrinėjamas statistiškai. Sudarius modelį, kuriame supaprastintai aprašomas protingų civilizacijų siunčiamų signalų sklidimas Galaktikoje, įvertinta, kiek signalų bet kuriuo metu gali sklisti pro Žemę. Šis skaičius, žinoma, stipriai priklauso nuo pasirinktų modelio parametrų, taigi stebėjimų duomenys – tam tikro stiprumo signalo aptikimas arba jokių signalų, stipresnių už tam tikrą ribą, nebuvimas – leidžia apskaičiuoti tų parametrų vertes. Paaiškėjo, kad net jeigu tūkstančio šviesmečių atstumu nerastume nei vieno signalo, kurio siuntimo galia prilygsta Arecibo teleskopo (didžiausio radiji bangų teleskopo Žemėje) galiai, vis tiek egzistuotų 10% tikimybė, kad šiuo metu pri Žemę sklinda bent šimto civilizacijų signalai, tiesiog jie yra per silpni aptikimui. O jei tūkstančio šviesmečių atstumu aptiktume nors vieną signalą, tai tikimybė, kad Galaktikoje egzistuoja bent šimtas protingų civilizacijų, kurių signalai dabar keliauja pro Žemę, išaugtų iki beveik šimto procentų. Dabartiniais stebėjimais ištirtas tik maždaug 40 parsekų spindulio erdvės tūris, tačiau šiandieniniai detektoriai yra pajėgūs aptikti signalą iš tūkstančio šviesmečių – maždaug trijų šimtų parsekų – nuotolio. Būti tikri, kad Galaktikoje protingų komunikuojančių civilizacijų nėra, galėtume tik tuo atveju, jei jokių signalų neaptiktume net 40 tūkstančių šviesmečių atstumu. Tokiam jautrumui pasiekti prireiks dar ne vieno dešimtmečio, jei ne šimtmečio, technologinio progreso. Tyrimo rezultatai arXiv.
***
Galimai aptiktas egzomėnulis. Egzoplanetų šiuo metu žinome jau daugiau nei keturis tūkstančius, o štai egzomėnulių – egzoplanetų palydovų – kol kas nei vieno. Praeitą savaitę paskelbti stebėjimų duomenys, gerokai sustiprinantys įtarimą, jog vieną egzomėnulį jau radome. Šis objektas sukasi aplink planetą Keplerio 1625b, kurios masė keletą kartų viršija Jupiterio masę. Prieš keletą mėnesių nagrinėjant Keplerio teleskopo duomenis pastebėta, kad ši planeta prieš savo žvaigždės diską tranzituoja ne visai reguliariai, tarsi suktųsi orbitoje aplink bendrą masės centrą su palydovu. Naujais stebėjimais šis reiškinys patvirtintas, naudojant Hubble kosminį teleskopą. Taip pat pastebėta, kad žvaigždės šviesis tranzito metu sumažėja du kartus – planetos tranzito metu ir truputį vėliau, greičiausiai kai per žvaigždės diską juda palydovo šešėlis. Palydovo masė ir spindulys yra panašūs į Neptūno, taigi šis objektas gerokai didesnis už visus mėnulius Saulės sistemoje. Gali būti, kad objektas planetos palydovu tapo pagautas jos gravitacijos, o iš pradžių buvo planeta. Tolesni stebėjimai padės geriau išsiaiškinti šios sistemos savybes, o daugiau egzomėnuių atradimų padės suprasti jų įvairovę, kuri gali būti panaši į planetų įvairovę. Tyrimo rezultatai publikuojami Science Advances.
***
Galaktikon atlekiančios žvaigždės. Paukščių Take žinome apie dvidešimt hipergreitų žvaigždžių. Jos juda greičiais, didesniais už 500 km/s – jų pakanka nugalėti visos Galaktikos gravitaciją ir iš jos pabėgti. Naujausiame Gaia teleskopo duomenų kataloge yra beveik milijono žvaigždžių padėčių ir greičių informacija, leidžianti labai gerai įvertinti, kurios iš jų yra pajėgios palikti Galaktiką. Taigi grupė astronomų nusprendė šiame kataloge paieškoti hipergreitų pabėgėlių, bet rado priešingą reiškinį – nemažai žvaigždžių, kurios didžiuliais greičiais lekia į mūsų Galaktiką. Iš viso aptikta 20 žvaigždžių, kurių greitis greičiausiai (80% tikimybe) viršija pabėgimo iš Galaktikos greitį. Tada apskaičiuota, kaip šios žvaigždės judėjo iki dabartinių pozicijų, t. y. kur pradėjo savo kelionę. Daug modelių prognozuoja, kad hipergreitosios žvaigždės turėtų atlėkti iš Galaktikos centro. Ten esančios dvinarės žvaigždės dideliais greičiais sukasi aplink centrinę supermasyvią juodąją skylę, o dvinarei iširus gali nulėkti didžiuliu greičiu tolyn. Bet stebėjimai rodo ką kita – tarp 20 žvaigždžių neaptikta nei vienos, kuri galėjo atskristi iš centro. Septynios žvaigždės tolsta nuo Galaktikos ir greičiausiai pradėjo kelionę jos diske – ten hipergreitas žvaigždes gali sukurti labai artimose dvinarėse įvykstantys supernovų sprogimai. O 13 žvaigždžių lekia mūsų Galaktikos link iš tarpgalaktinės erdvės. Kokia jų kilmė – neaišku. Gali būti, kad jos kadaise buvo išmestos iš kurios nors kitos galaktikos – nykštukinės Paukščių Tako kaimynės. Tokiu atveju tolesni šių žvaigždžių stebėjimai padės susidaryti geresnį vaizdą apie tų kaimyninių galaktikų savybes, panašiai kaip Marso meteoritai padeda geriau pažinti Raudonąją planetą. Tyrimo rezultatai arXiv.
***
Našlaitė žybsnio liekana. Gama spindulių žybsniai yra trumpi labai energingi įvykiai. Didžioji jų energijos dalis išskiriama būtent gama spinduliuote, tačiau jai nuslopus, dar ilgą laiką matoma žara – mažesnės energijos spinduliuotė. Žarą sudaro ir rentgeno, ir regimieji, ir radijo spinduliai, o jos stebėjimai leidžia sužinoti labai daug apie žybsnį sukėlusį objektą – sprogusią masyvią žvaigždę arba susijungusias dvi neutronines žvaigždes. Gama spinduliai išspinduliuojami dviem siauromis čiurkšlėmis, taigi didžioji dalis gama spindulių žybsnių mums lieka nematomi, tačiau jų žarą iš principo pamatyti galėtume, nes ji sklinda visomis kryptimis vienodai. Dabar pirmą kartą tai ir padaryta – aptikta nematomo žybsnio žara. Pats žybsnis įvyko maždaug 1993 metais, o žara aptikta archyviniuose radijo bangų šaltinių kataloguose. Lyginant 1994 metų katalogą su nauju 2017 metų katalogu, pastebėta, kad vienas šaltinis per tą laiką pranyko. Tolesnis archyvų nagrinėjimas parodė, kad iki 1993 metų to šaltinio irgi nebuvo, vadinasi jis atsirado staigiai, o vėliau išblėso. Tuo metu gama spindulių žybsnių buvo žinoma nedaug, bet stebėjimai jau vykdomi; gama spinduliuotės šaltinių paieška toje dangaus vietoje rezultatų nedavė. Visais kitais bruožais radijo šaltinis atitinka gama žybsnio žaros savybes, taigi tikėtiniausias jo paaiškinimas yra gama žybsnis, kurio čiurkšlės buvo nukreiptos nuo mūsų. Tai yra ne tik pirmoji aptikta „našlaitė“ žara, bet ir seniausias tiksliai lokalizuotas gama žybsnis – šį įvykį pavyko susieti su 87 megaparsekų atstumu esančia nykštukine galaktika. Tolesni šio objekto stebėjimai bei archyvinių duomenų analizė padės geriau suprasti, kaip šių galingų sprogimų liekanos vystosi per dešimtis metų. Tyrimo rezultatai arXiv.
***
Dvinarių juodųjų skylių spinduliuotė. Supermasyvios juodosios skylės egzistuoja daugumos galaktikų centruose. Galaktikos reguliariai jungiasi tarpusavyje, taigi susijungti turi ir jų juodosios skylės, bet kol kas nėra aptikta dvinarių supermasyvių juodųjų skylių, kurias skirtų mažiau nei 7 parsekai; net ir tokia artima pora žinoma tik viena – visas kitas skiria gerokai daugiau. Teoriniai modeliai teigia, kad besijungiančios juodosios skylės kaip tik turėtų didžiąją laiko dalį praleisti arti viena kitos, todėl atrodo keista, kad jų neaptinkame. Gali būti, kad taip yra tiesiog dėl to, kad nežinome, ko reikėtų ieškoti. Bent jau taip teigia naujo tyrimo autoriai – jie sumodeliavo, kaip iš tiesų turėtų atrodyti spinduliuotė, sklindanti iš artimos supermasyvių juodųjų skylių poros. Tai yra pirmasis toks modelis, įskaitantis visus reliatyvistinius efektus, tarp jų ir šviesos spindulių užlinkimą, sklindant šalia juodosios skylės. Nustatyta, kad dažnai gali nesimatyti dvigubos juodosios skylės; išsikreipiantys šviesos spinduliai gali suformuoti vieną, nors ir labai iškreiptą, atvaizdą. Taip pat paaiškėjo, kad juodųjų skylių pora turėtų spinduliuoti daug ultravioletinių ir rentgeno spindulių – to tikėtasi ir anksčiau, bet šis patvirtinimas irgi naudingas. Ateities stebėjimų duomenis bus galima interpretuoti pagal šiuos rezultatus ir taip galbūt aptikti, kur slepiasi dvinarės juodosios skylės. Tyrimo rezultatai arXiv.
***
Štai tiek praėjusios savaitės naujienų. Kaip visada, laukiu jūsų klausimų ir komentarų.
Laiqualasse