SpaceX po nedidelių nesklandumų pradeda megzti interneto palydovų tinklą aplink Žemę, taip galimai revoliucionuodami ryšių sistemas. Kitur kosmose randame labiau tiesioginių perversmų: tai ir medžiaga iš Mėnulio mantijos, išmesta į paviršių, ir galimai dėl potvynių pasikeitusi Veneros sukimosi kryptis, ir nestabilumai Saulės vainike, ir netgi šaltų dujų debesų susitelkimai bei subyrėjimai galaktikose. Gero skaitymo!

***

SpaceX interneto palydovų skrydis. Penktadienį SpaceX sėkmingai išskraidino pirmus 60 palydovų, kurie sudarys interneto ryšio tinklą Starlink. Visi 60 palydovų nuo raketos-nešėjos sėkmingai atsiskyrė 450 km aukštyje ir pakilo į darbinę 550 km aukščio orbitą. Tai yra šiek tiek aukščiau, nei Tarptautinė kosminė stotis (400 km), bet daug žemiau, nei geostacionarūs ryšių palydovai (apie 30 tūkstančių km). Taigi Starlink ryšys turėtų būti gana greitas – tūkstantis kilometrų kelio kosmosu prie žinutės siuntimo laiko pridės tik 1/300 sekundės dalį. Kol kas palydovai dar neveiks, tinklas bus įjungtas po dar dvylikos skrydžių, kurių metu jis prasiplės iki 800 palydovų. Taip pat dar nežinia, kiek kainuos ši palydovinio interneto paslauga ir kas bus pirmieji jos naudotojai, nors šnekama, kad ji gali būti patraukli laivų kapitonams bei avialinijoms. SpaceX tikisi iš Starlink gautą pelną panaudoti Marso misijos vystymui. Beje, jau pirmieji palydovai sukėlė nedidelę paniką Nyderlanduose, virš kurių praskrido apie pirmą valandą nakties ir sulaukė daugybės išsigandusių NSO stebėtojų dėmesio. Belieka tikėtis, kad tokios kurioziškos situacijos netaps kasdienybe.

***

Praeitą savaitę NASA paskelbė detalesnius planus apie žmonių skrydį į Mėnulį 2024 metais. Plačiau apie projektą Artemis – savaitės filmuke iš Universe Today:

***

Paviršiun išmesta Mėnulio mantija. Mėnulio pluta daugiausiai sudaryta iš lengvų silikatinių mineralų, vadinamų plagioklazais. Tai nestebina – palydovo formavimosi metu sunkesni, daug geležies ir magnio turintys, mineralai nuskendo mantijoje. Pastaraisiais dešimtmečiais orbitinių stebėjimų duomenys sukėlė įtarimų, kad kai kuriuose dideliuose krateriuose gali būti atidengta mantijos medžiaga, tačiau neturėjome tvirtų įrodymų. Praeitą savaitę paskelbtoje publikacijoje analizuojami Kinijos mėnuleigio Yutu-2 duomenys ir parodoma, kad mantijos medžiaga tikrai egzistuoja Mėnulio paviršiuje. Chang’e-4 nusileidimo modulis ir Yutu-2 mėnuleigis šių metų pradžioje nusileido tolimojoje Mėnulio pusėje, Pietų poliaus-Aitkeno baseine – didžiausiame Mėnulio krateryje. Ten mėnuleigis aptiko uolienų, turinčių daug geležies ir magnio, tiksliau – mineralų pirokseno ir olivino, būdingų Mėnulio mantijai. Bet šie mineralai nedengia viso Pietų poliaus baseino; jie yra dar gilesnių kraterių formavimosi metu išmuštos medžiagos pavyzdžiai. Toks krateris greičiausiai yra netoli Yutu-2 pozicijos plytintis 72 kilometrų skersmens Finsen. Tolesni tyrimai šio kraterio aplinkoje padės geriau suprasti, kokio storio yra Mėnulio pluta, kaip efektyviai krateriai pasiekia ir išmuša mantijos medžiagą, ir leis patikslinti Mėnulio formavimosi bei evoliucijos modelius. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature.

***

Saulės vainiko nestabilumas. Saulės vainiką sudaro labai reta ir karšta medžiaga – plazma. Jos temperatūra siekia milijoną laipsnių, o stiprūs magnetiniai laukai, sąveikaudami su atomų branduoliais, sukuria įvairią spinduliuotę. Nauji stebėjimai padeda suprasti vieną vainike vykstantį reiškinį – radijo spinduliuotės žybsėjimą. Labai trumpų, vos sekundes trunkančių, žybsnių egzistavimas žinomas jau kelias dešimtis metų, bet nebuvo aišku, kodėl jie kyla. Apjungę radijo ir ultravioletinių bangų stebėjimų duomenis, mokslininkai išsiaiškino, kad žybsnius sukuria „pulsuojanti“ magnetinė banga. Ši banga, pakilusi aukštyn nuo Saulės paviršiaus, įgreitina grupę elektronų ir išsviedžia juos tolyn, o šie paskleidžia radijo spinduliuotės pliūpsnį. Bet elektronų greitai nebelieka ir banga nuslopsta. Laikui bėgant elektronų toje vietoje vėl pagausėja, kyla nauja banga ir procesas kartojasi. Visas procesas įvyksta labai greitai – žybsniai kartojasi kas kelias sekundes. Šis atradimas padeda geriau suprasti, kaip medžiaga elgiasi ekstremaliomis sąlygomis. Panašios sąlygos egzistuoja branduolinės sintezės reaktoriuose, taigi atradimas gali padėti išspręsti ilgametę problemą, kaip stabilizuoti reakcijų eigą. Šiuo metu reaktoriuose vos prasidėjusios reakcijos dažnai nutrūksta, todėl nepavyksta išgauti daugiau energijos, nei sunaudojama procesui palaikyti. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Communications.

***

Veneros sukimąsi sulėtino vandenynas? Venera yra labai panašaus dydžio į Žemę planeta, tačiau daugeliu savybių ji visiškai nepanaši į mūsiškę. Pavyzdžiui, ją dengia labai tanki atmosfera, sukurianti daugiau nei 400 laipsnių karštį paviršiuje, o aplink savo ašį planeta apsisuka net per 243 Žemės dienas. Naujame tyrime teigiama, kad šios savybės gali būti susijusios; maža to, abi jos galėjo kilti dėl to, kad Venera kadaise buvo tinkama gyvybei. Remdamiesi skaitmeniniais modeliais, astronomai išnagrinėjo, kaip Veneros sukimąsi galėtų paveikti Saulės sukeliami potvyniai planetą dengiančiame vandenyne. Žinoma, vandenyno Veneros paviršiuje šiuo metu nėra, bet tolimoje praeityje galėjo būti. O Saulė potvynius Veneroje sukelia stipresnius, nei Žemėje, nes yra arčiau. Potvyniai lėtina planetos sukimąsi; Žemės paros trukmė pailgėja vos 20 sekundžių per milijoną metų, bet kaimyninėje planetoje efektas gali būti daug stipresnis. Pavyzdžiui, jei Veneros vandenyno vidutinis gylis buvo 850 metrų – gerokai mažiau, nei Žemės 3,7 kilometro – potvyniai jos sukimosi periodą per milijoną metų galėtų pailginti net 72 Žemės paromis. Kitaip tariant, vos per 10-50 milijonų metų Veneros sukimasis nuo panašaus į Žemę galėtų sulėtėti iki dabartinio. Taip lėtai besisukančioje planetoje stipriai išaugtų temperatūrų skirtumas tarp dienos ir nakties, taigi dienos pusėje vandenynas imtų garuoti. Per dar kelis milijonus metų jis galėtų išgaruoti visiškai, apgaubdamas Venerą tankia atmosfera ir sukeldamas negrįžtamą šiltnamio efektą. Toks laikotarpis yra labai trumpas, kalbant geologiniais mastais, taigi net jei Veneroje kažkada buvo gyvybei tinkamos sąlygos ir gyvybė susiformavo, ji tikrai neturėjo šansų išgyventi iki šių laikų. Šie rezultatai piešia niūrias prognozes egzoplanetų gyvybingumui, ypač planetų, kurios sukasi arti mažų žvaigždžių. Jose potvyniai yra labai stiprūs ir net jei jos nėra prirakinamos prie savo žvaigždžių, kad visada į jas būtų nukreipusios vieną pusrutulį, vandenynai vis tiek gali išgaruoti, o šansai užsimegzti gyvybei – išnykti. Tyrimo rezultatai publikuojami Astrophysical Journal Letters.

***

Vėjo formuojamos Marso kopos. Marse, kaip ir Žemėje, yra daugybė kopų, tačiau Marse jas formuoja procesai, kurie Žemėje nevyksta. Naujame tyrime išnagrinėtas kopų judėjimas didžiojoje dalyje Marso paviršiaus. Taip norėta išsiaiškinti, ar šiandieninis lėtas kopų judėjimas yra reikšmingas planetos paviršiui, ar reikšmingi pokyčiai vyko tik prieš kelis milijardus metų, kai atmosfera buvo daug tankesnė. Pagrindinis, ir gana netikėtas, atradimas – daugiausiai kopų judėjimas vyksta trijuose Marso regionuose: prie ledo kepurės esančiame Šiauriniame poliariniame erge, Sirto plynėje ties pusiauju ir pietų pusrutulyje esančiame Helesponto kalnyne. Visus regionus nuo aplinkos riboja dvi savybės: staigūs ir dideli topografijos pokyčiai bei paviršiaus temperatūros skirtumai. Taigi šie reiškiniai turi didžiulę įtaką kopų judėjimui Marse. Tuo tarpu Žemėje kopų judėjimą skatina vėjas, o riboja paviršinis vanduo ir augmenija. Šie rezultatai padės geriau suprasti viso Marso paviršiaus evoliuciją ir geriau parinkti vietas ateities misijų nusileidimui. Tyrimo rezultatai publikuojami žurnale Geology.

***

Vandenynas po Plutono paviršiumi? Ties Plutono pusiauju esančios Sputniko lygumos paviršius gerokai skiriasi nuo likusios nykštukinės planetos dalies – jis yra lygesnis ir žemesnis. Šias savybes gali paaiškinti popaviršinis vandenynas, juosiantis visą Plutoną. Vanduo palengvina plutos judėjimą ir transformaciją, todėl palydovo Charono gravitacija gali „nutempti“ plutą į kitas puses ir suformuoti tokią didžiulę žemumą. Iš kitos pusės, Plutono plutos storis labai varijuoja visoje planetoje; tai reiškia, kad pluta yra labai šalta ir tvirta, nes kitaip laikui bėgant išsilygintų. Šalta pluta turėtų reikšti ir šaltą vidų, o vandenynas nuo Saulės sistemos susiformavimo laikų turėjo užšalti. Dabar pasiūlytas naujas modelis, paaiškinantis, kaip Plutonas galėtų turėti ir ploną šaltą plutą, ir popaviršinį vandenyną. Nykštukinės planetos pluta didele dalimi sudaryta iš vandens ledo, o tarp ledo molekulių gali įstrigti įvairių dujų molekulės, suformuodamos struktūras, vadinamas klatratiniais hidratais. Tokie junginiai veikia kaip šiluminė izoliacija ir leidžia išlikti dideliam temperatūrų skirtumui tarp gelmių ir paviršiaus. Tikėtiniausios klatratus formuojančios dujos yra metanas; metano klatratai randami ir Žemėje, Arkties regiono ledynuose. Metanas gali susiformuoti skylant kitiems organiniams junginiams Plutono branduolyje ar kometų smūgių metu. Kitos gausios dujos – azotas – greičiausiai neįstringa tarp vandens molekulių ir formuoja ledynus Plutono paviršiuje. Toks mechanizmas gali būti reikšmingas ir kitiems Kuiperio žiedo objektams. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Geoscience.

***

Planetų-milžinių atradimai. Saulės sistemos planetos išsidėsčiusios labai tvarkingai: keturios uolinės arti Saulės, keturios milžinės – toliau. Yra hipotezių, kad tokia konfigūracija būtina gyvybės egzistavimui: masyvaus Jupiterio gravitacija „patraukia“ kometas ir asteroidus, kurie galėtų kelti pavojų Žemei, ir leidžia gyvybei planetoje vystytis milijonus metų be didesnių sukrėtimų. Hipotezę galėtume patikrinti, atradę panašių egzoplanetų sistemų ir lygindami jas su sistemomis, turinčiomis labai skirtingą konfigūraciją. Tačiau aptikti Jupiterio analogą prie kitos žvaigždės labai sudėtinga: jo poveikis žvaigždės judėjimui yra mažytis, o ratą aplink Saulę jis apsuka per 12 Žemės metų. Įprastais metodais tokią planetą aptikti užtruktų ilgiau nei 30 metų – daugiau, nei praėjo nuo pirmosios egzoplanetos atradimo. Bet dabar, apjungę du metodus, mokslininkai aptiko dvi į Jupiterį panašias planetas. Tam jie pasitelkė radialinių greičių metodą – planetos gravitacijos poveikio žvaigždės judėjimui matavimą – ir tiesioginę fotografiją, kai toli nuo žvaigždės esanti planeta aptinkama užblokavus pačios žvaigždės šviesą. Pirmiausia, naudojant radialinių greičių metodą, identifikuotos žvaigždės, galimai turinčios kompaniones. Tų kompanionių savybės kol kas nėra žinomos, bet turimi duomenys leido įvertinti, kur netoli žvaigždės verta jų ieškoti. Tai, savo ruožtu, leido sukonfigūruoti fotografavimo sistemą, padidinant šansą kompanionę aptikti. Ištyrus 20 įdomių sistemų, šešiose pavyko ne tik pamatyti kompanionę, bet ir nustatyti jos orbitą. Trys iš šių objektų pasirodė esą planetos – viena aptikta jau seniau ir dvi naujos. Apskritai 15 tyrinėtų žvaigždžių greičiausiai turi planetinės masės palydoves, bet nustatyti jų savybes tiksliau taps įmanoma tik su daugiau stebėjimų. Surinkę daugiau informacijos apie toli nuo žvaigždžių besisukančius Jupiterio analogus, galėsime tyrinėti tose sistemose esančių uolinių planetų savybes ir nustatyti, ar į jas kometos ir asteroidai trenkiasi dažniau, nei į neturinčias apsaugos. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Dviejų žvaigždžių susijungimas. Saulės masės žvaigždės, baigusios savo gyvenimus, virsta baltosiomis nykštukėmis – labai karštais ir tankiais kūnais, sudarytais daugiausiai ir anglies ir deguonies. Viena aplink kitą besisukančios dvi baltosios nykštukės gali susijungti į vieną. Jei tokio susidūrimo produkto masė viršija 1,4 Saulės masės – vadinamą Chandrasekharo ribą – objektas turėtų sprogti kaip supernova. Tačiau teoriniai modeliai rodo, kad jei objektas turi labai stiprų magnetinį lauką, jis gali išgyventi kelias dešimtis tūkstančių metų iki sprogdamas. Dabar paskelbta apie pirmos tokios superkritinės, stipriai įmagnetintos, baltosios nykštukės atradimą. Atrasta žvaigždė yra labai karšta – jos paviršiaus temperatūra siekia 200 tūkstančių laipsnių ir dešimt kartų viršija įprastą baltųjų nykštukių paviršiaus temperatūrą, – o masė viršija Chandrasekharo ribą. Taip pat aišku, kad žvaigždė susiformavo neseniai, mat ją gaubia sparčiai plintantis dujų apvalkalas. Tai yra objektą suformavusio baltųjų nykštukių susiliejimo palikimas: dalis nykštukes sudarančios medžiagos buvo išmesta į šalis 16 tūkstančių kilometrų per sekundę greičiu. Atskirti šį objektą nuo galimai susiformavusio po įprastesnės žvaigždės mirties leidžia tai, kad išmesta medžiaga praktiškai neturi vandenilio ar helio. Žvaigždžių, net ir baigiančių gyvenimą, išoriniai sluoksniai sudaryti daugiausiai iš šių dviejų elementų, tad iš jų sudarytas ir po žvaigždės mirties plintantis apvalkalas. Tuo tarpu baltosios nykštukės lengviausių elementų beveik neturi, taigi ir apvalkale jų nėra. Laikui bėgant apvalkalo plėtimasis lėtės, o jo masė, kaip ir vandenilio bei helio kiekis, – didės. Galiausiai centrinis objektas turėtų kolapsuoti dėl savo gravitacijos ir sprogti kaip supernova. Šis atradimas padeda geriau suprasti žvaigždžių liekanų evoliuciją, taip pat fizikinius procesus, vykstančius ekstremaliomis sąlygomis, kurie gali pasitarnauti ir kuriant naujas technologijas. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Cheminė žvaigždžių srauto evoliucija. Mūsų Galaktika per savo gyvenimą prarijo daug nykštukinių palydovių. Didžiausia žinoma palydovė, įkritusi prieš 10 milijardų metų, suformavo Encelado žvaigždžių srautą. Dabar pristatytas cheminės evoliucijos modelis, paaiškinantis šios galaktikos vystymąsi iki susidūrimo. Modelyje įvertinta, kaip galėjo formuotis galaktikos žvaigždžių populiacija, remiantis šiandien išlikusių srautui priklausančių žvaigždžių chemine sudėtimi. Pagal šį modelį, dauguma žvaigždžių nykštukinėje galaktikoje susiformavo prieš 11 milijardų metų ir daugiau (tikėtiniausias vidutinis amžius – 12,3 milijardo metų), o įkritimo metu bendra žvaigždžių masė buvo penki milijardai Saulės masių, maždaug dvigubai didesnė, nei Didžiojo Magelano debesies. Tokios masyvios galaktikos įkritimas galėjo stipriai įkaitinti dujas Paukščių Tako diske ir hale ir ilgam laikui sustabdyti žvaigždėdarą mūsų Galaktikoje. Toks scenarijus paaiškina, kodėl mūsų Galaktikoje žvaigždėdara buvo sulėtėjusi prieš 8-10 milijardų metų. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Savaitės paveiksliukas – tiesiog grupė galaktikų, gražiai išsidėsčiusių ratu aplink elipsinę galaktiką M86. Ji yra vienas iš Messier katalogo objektų – tą žymi raidė M priekyje. Charleso Messier dar XVIII amžiuje sudarytas katalogas yra puikus nakties dangaus gidas astronomams-mėgėjams, nes visus šiuos objektus galima pamatyti pro gana nedidelį teleskopą. M86 ir kaimynės priklauso Mergelės spiečiui, kuris yra artimiausias spiečius mūsų Galaktikai.

***

Galaktikose verda žvaigždėdara. Žvaigždės galaktikose formuojasi iš tankių šaltų dujų, o susiformavusios tas dujas nupučia į šalis, sustabdydamos tolesnį formavimąsi. Šis ciklinis procesas greičiausiai yra pagrindinė priežastis, kodėl žvaigždžių formavimasis, bendrai paėmus, yra labai neefektyvus: sprendžiant vien pagal šaltų dujų kiekį galaktikose, žvaigždės jose galėtų formuotis 30-50 kartų sparčiau, nei tą daro. Visgi kol kas nėra iki galo aišku, kaip sparčiai dujų telkiniai suardomi. Naujame tyrime bandoma atsakyti į šį klausimą, nagrinėjant jaunų žvaigždžių ir dujų telkinių padėtis įvairiais masteliais. Tyrimui pasirinkta netolima galaktika NGC 300. Jei į galaktiką žiūrime per prastos raiškos teleskopą, kuris išskiria tik kiloparseko dydžio ar didesnius regionus, matome, kad žvaigždės formuojasi tuose pačiuose regionuose, kur yra tankios dujos. Tačiau jei pažiūrime per geresnį teleskopą, išskiriantį mažesnius mastelius, pamatome, kad žvaigždėdaros ir šaltų dujų signalai sklinda iš skirtingų regionų. Sprendžiant iš erdvinio mastelio, ties kuriuo matomas aiškus atsiskyrimas tarp dujų ir žvaigždžių, bei tipinio jų judėjimo greičio galaktikoje, apskaičiuota, kad debesys išardomi per pusantro milijono metų nuo pirmųjų žvaigždžių susiformavimo. Per tiek laiko žvaigždėmis tikrai spėja pavirsti tik 2-3 procentai debesies masės, o likusios dujos išsibarsto ir vėl žvaigždes ima formuoti tik daug vėliau. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature.

***

Štai ir visos naujienos iš praėjusios savaitės. Kaip įprastai, laukiu jūsų klausimų ir komentarų.

Laiqualasse