Dujų srautas, lekiantis iš mažo kūno ir formuojantis uodegą, padaro jį kometa – skamba logiškai, bet realybė nėra tokia aiški, nes kartais randami ir panašiai besielgiantys asteroidai. Dabar vienas toks aptiktas sekantis orbita paskui Jupiterį. Vandens ir purvo srautai Marse galėjo palikti paviršiaus struktūras, panašias į lavos nuošliaužas Žemėje. Vandens srautai vandenynuose nulemia jų gyvbingumą, tad suprasdami srovių dinamiką, galime geriau pasirinkti, kuriose egzoplanetose verta ieškoti gyvybės. O šaltų dujų srautai galimai suformavo pirmąją Visatos diskinę galaktiką, kurią matome vos pusantro milijardo metų po Didžiojo sprogimo. Gero skaitymo!

***

Purvo nuošliaužos Marse. Marso paviršiuje daug kur matomos nuošliaužos, panašios į sustingusius lavos srautus. Jos dažnai randamos plačiuose ilguose kanaluose, kuriuos greičiausiai sukūrė milžiniški potvyniai senovėje. Naujame tyrime parodyta, kad sąsaja ne atsitiktinė – nuošliaužas greičiausiai paliko po potvynių sekę purvo srautai. Potvyniui užpylus paviršių, dalis vandens gali susigerti į smėlį ir žvyrą; potvyniui nuslūgus, susigėręs vanduo veržiasi lauk, kartu nešdamasis ir nuosėdas – susidaro purvo srautas. Laboratorijoje tyrėjai atkūrė Marso paviršiaus temperatūrą ir slėgį ir paleido purvo srautus. Paaiškėjo, kad srauto paviršiuje vanduo ima sparčiai garuoti, taip atšaldo visą purvą ir ant srauto užsitraukia kieta pluta. Skystas purvas teka po apačia, išplinta, ir galiausiai susidaro nuošliauža, panaši į lavos pėdsakus. Žemės sąlygomis garavimas nevyksta, tad nuošliaužos atrodo visai kitaip. Tyrėjai teigia, kad toks procesas galėtų paaiškinti ir kai kurias paviršiaus struktūras nykštukinėje planetoje Cereroje. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Geoscience.

***

Tolimas uodeguotas asteroidas. Kometos ir asteroidai atrodo skirtingi objektai: asteroidai sudaryti iš uolienų ar metalų, o kometos – iš lakiųjų medžiagų, pavyzdžiui vandens ledo. Asteroidai skraido palyginus arti Saulės, o kometos į planetų dominuojamą regioną įskrenda tik retsykiais. Bet karts nuo karto aptinkami kūnai, turintys ir kometos, ir asteroido savybių – uoliniai, bet garuojantys ir formuojantys uodegas. Neseniai aptiktas dar vienas, toliausiai nuo Saulės esantis, hibridas, kuriam duotas numeris P/2019 LD2 (ATLAS). ATLAS yra dviejų teleskopų sistema, įrengta Havajuose, skirta asteroidų paieškas. Teleskopai kas dvi naktis apžiūri visą dangų – taip įmanoma aptikti palyginus greitai judančius objektus. Pernai birželį pastebėta, kad vienas asteroidas, skriejantis aplink Saulę tokia pat orbita, kaip Jupiteris, išsiaugino uodegą. Uodega matėsi ir liepos mėnesį; vėliau asteroidas pasislėpė už Saulės, bet balandį vėl buvo matomas ir vis dar turėjo uodegą. Taigi kūnas buvo aktyvus, kaip kometa, beveik visus metus. Tai pirmasis atvejis, kai kometiškas aktyvumas asteroide, kurio orbita sutampa su Jupiterio. Šie objektai, vadinami Jupiterio Trojėnais, skrieja 60 laipsnių prieš planetą arba už jos. Iki šiol buvo manoma, kad juos Jupiteris pasigavo bent prieš kelis milijardus metų – per tiek laiko visas ledas turėjo jau seniai būti išgaravęs. Tai, kad P/2019 LD2 (ATLAS) yra aktyvus, reiškia, kad jis buvo pagautas neseniai, taigi Jupiterio Trojėnai nėra nekintanti populiacija. Kitas galimas paaiškinimas – objektas neseniai susidūrė su kitu ir jo paviršiuje atsidengė dideli ledo klodai, kurie ėmė garuoti.

***

Gyvybė Žemėje prasidėjo gana greitai po planetos atsiradimo, tačiau protinga gyvybė – žmonės – atsirado palyginus neseniai. Ar tai gali reikšti, kad protinga gyvybė yra ypatingai reta ir kad mes galime būti vienintelė protinga civilizacija Visatoje? Apie tai Event Horizon kanale pasakoja astrofizikas Davidas Kippingas, neseniai publikavęs straipsnį, kuriame atsakymo į šį klausimą ieško statistinės analizės metodais.

***

Skirtingų planetų vandenynų gyvybingumas. Kai kalbama apie gyvybei tinkamas egzoplanetas, paprastai koncentruojamasi į vandens paieškas, nes vanduo būtinas visai mums žinomai gyvybei. Tačiau vanduo vandeniui nelygu – gyvybiniai procesai Žemės vandenynuose stipriai priklauso nuo įvairių srovių, kurios perneša maistines medžiagas. Ypač svarbus yra vertikalus vandens maišymasis, į paviršių iškeliantis fosforą ir kitas naudingas medžiagas, kurios skęsta kartu su mirusiais gyvais organizmais bei jų išskyromis. Naujame tyrime išnagrinėtas maišymosi efektyvumas skirtingose uolinėse planetose. Tam pasitelktas vandenynų ir atmosferos skaitmeninis modelis, įprastai naudojamas Žemės vandenynams tyrinėti. Pakeitus pagrindinius planetos parametrus paaiškėjo, kad stipriausiai vandenynai maišosi planetose, kurios sukasi lėčiau už Žemę ir kurių atmosferos slėgis šiek tiek aukštesnis. Taip pat daugiau paviršinių maistinių medžiagų gali būti planetose, kurių sukimosi ašis pasvirusi dideliu kampu į orbitos ašį, nes jose ryškesni metų laikų pokyčiai. Tokiose planetose galima tikėtis daugiau biologinio aktyvumo, tad gyvybės pėdsakus ten aptikti turėtų būti lengviau. Taigi šis atradimas padės lengviau atsirinkti, kurių planetų atmosferas ir paviršius verta nuodugniau tyrinėti artimoje ateityje. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Egzoplanetų paviršiaus įtaka klimatui. Visi puikiai žinome, kad vasarą miestų gatvės ir namų stogai įkaista, tuo tarpu miške ar netgi miesto parke, tarp medžių, gali būti daug vėsiau. Panašūs skirtumai gali pasireikšti netgi visos planetos mastu: jei paimtume dvi planetas, kurių paviršiaus spalva ar kitos savybės skiriasi, ir padėtume vienodose orbitose aplink vienodas žvaigždes, jų klimatai gali labai skirtis. Naujame tyrime nagrinėjama paviršiaus įtaka planetų klimatui ir iš Žemės užfiksuojamoms jų savybėms. Skaitmeniniu planetų atmosferų modeliu ištirtos gyvybinėje zonoje esančių uolinių planetų klimato savybės. Visų planetų iš žvaigždės gaunama spinduliuotė parinkta lygi Žemės gaunamai, tačiau skirtingo tipo žvaigždžių spektras skiriasi: šaltesnės žvaigždės skleidžia daugiau didelio bangos ilgio spindulių, ir atvirkščiai. Modelyje įtraukti skirtingi paviršiaus tipai – įvairios uolienos, augmenija, sniegas, vanduo, – bei atmosferos debesuotumo lygiai. Nepriklausomai nuo paviršiaus tipo, nustatyta, kad temperatūra planetos paviršiuje ir visoje atmosferoje aukštesnė, jai skriejant aplink karštesnę žvaigždę. Paviršiaus tipo įtaka temperatūrai irgi gana aiški: plynos uolos įkaista daugiausiai, augmenija temperatūrą sumažina, sniegas sumažina dar labiau. Apskaičiuoti ir nuo planetos atsispindėjusios šviesos spektrai; žinodami šiuos skirtumus, mokslininkai ateityje galės lengviau interpretuoti uolinių planetų stebėjimų duomenis ir atpažinti, koks tikėtinas jų paviršius. Tyrimo rezultatai publikuojami MNRAS.

***

Prie Skorpiono žvaižgdyno ryškiausios žvaigždės Antario driekiasi tamsi kosminė upė – pailgas tamsus ūkas, kurio dulkės nepraleidžia tolimesnių žvaigždžių šviesos. Aplink patį Antarį dujos ir dulkės įkaista ir spinduliuoja gelsvą šviesą, sukurdamos atspindžio ūką. Kitame upės krante, virš Antario, švyti mėlyna Gyvatnešio Ro ir jos mėlynas atspindžio ūkas. Violetinis šviesulys kiek aukščiau ir dešinėje nuo Antario – kamuolinis spiečius M4, nutolęs gerokai daugiau, nei abi minėtos žvaigždės.

***

Netikėtai masyvios neutroninės žvaigždės. Prieš kiek daugiau nei metus užfiksuotas antrasis gravitacinių bangų signalas iš neutroninių žvaigždžių susidūrimo. Jo savybės nustebino mokslininkus: bendra sistemos masė siekė 3,4 Saulės mases – daugiau, nei bet kuri žinoma dvinarė neutroninė žvaigždė. Naujame tyrime pasiūlytas galimas tokios sistemos formavimosi mechanizmas. Jis remiasi dvinarės žvaigždės gyvenimo etapu, vadinamu bendro apvalkalo evoliucija. Jis įvyksta, kai viena sistemos žvaigždė jau pavirtusi neutronine, o kita išsipučia į milžinę. Milžinė gali apgaubti kompanionę; trintis tarp neutroninės žvaigždės ir kompanionės medžiagos suartina nares vieną prie kitos. Kai milžinė galiausiai sprogsta supernova ir pavirsta į antrą neutroninę žvaigždę, atstumas tarp jų yra toks mažas, kad galutinai suartėti ir susilieti joms tereikia 10 milijonų metų – gerokai trumpiau, nei įprastose dvinarėse. Tai gali paaiškinti, kodėl iki šiol neaptiktos panašios neutroninių žvaigždžių poros – trumpas gyvavimo laikas reiškia, kad jų Visatoje yra daug mažiau, nei kitokių. Bendrojo apvalkalo evoliucijos metu pirmoji neutroninė žvaigždė prisijungia dalį kaimynės medžiagos, tad jos masė išauga – tai gali paaiškinti didelę dvinarės žvaigždės masę. LIGO ir Virgo detektorių duomenys nėra pakankamai tikslūs, kad būtų galima vienareikšmiškai teigti, jog šis scenarijus davė pradžią stebėtam įvykiui, bet jam ir neprieštarauja. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Gravitacinių bangų harmonikos. Gravitacinių bangų signalai, atsklindantys iš susiliejančių kūnų, priklauso nuo tų kūnų formos. Juodosios skylės yra sferiškai simetriškos ir besijungdamos neišsikreipia, tuo tarpu neutroninės žvaigždės – išsikreipia. Formos pokyčiai priklauso nuo žvaigždės vidinės sandaros – tankio pasiskirstymo tolstant nuo centro, netolygumų ir būsenos pokyčių. Naujame tyrime nagrinėjama, kaip gravitacines bangas panaudoti neutroninių žvaigždžių struktūrai tirti. Tyrėjai išskyrė du svarbius efektus: žvaigždės ištempimą dėl kompanionės sukeliamo erdvėlaikio iškreipimo bei vibracijas, kylančias, kai sistemos orbitos dažnis ima sutapti su kuriuo nors savuoju žvaigždės vibracijų dažniu. Remdamiesi pirmojo neutroninių žvaigždžių susijungimo gravitacinio signalo, GW170817, duomenimis, mokslininkai apskaičiavo, kad vibracijos turėtų būti aptinkamos kilohercų arba aukštesnio dažnio ruože. Dabartiniai detektoriai šių vibracijų aptikti dar negali, bet ateityje, ypač įrengus didesnį jų tinklą, situacija pasikeis ir galėsime nagrinėti tankiausios Visatoje medžiagos – neutroninių žvaigždžių – sandarą nauju būdu. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Palydovių įtaka Paukščių Takui. Kiekviena didelė galaktika turi mažesnių palydovių; šios kartais gali turėti savo palydovių. Tai vadinama hierarchiška Visatos struktūra, ir mūsų Paukščių Takas toli gražu nėra išimtis. Šiuo metu žinoma apie 60 palydovinių galaktikų, besisukančių aplink mūsiškę – nuo Didžiojo Magelano debesies iki visiškai mažyčių, vos įžiūrimų net per geriausius teleskopus. O kiek dar jų galime tikėtis aptikti? Įvairūs skaitmeniniai modeliai prognozuoja šimtus, tačiau dalis jų greičiausiai yra tokios blausios, kad realiuose stebėjimuose jų nepavyktų atskirti nuo fono. Naujame tyrime bandoma atsakyti į šį klausimą, modeliuojant stebimas palydovinių galaktikų savybes. Remdamiesi skaitmeniniais modeliais, kuriuose atkuriamos į Paukščių Taką panašios galaktikos, turinčios į Didįjį Magelano debesį panašias palydoves, tyrėjai įvertino, kiek palydovinių galaktikų turėtų supti mūsų Galaktiką ir koks būtų jų regimasis ryškis bei dydis, stebint iš Žemės. Paaiškėjo, kad galima tikėtis aptikti dar apie šimtą blausių palydovių. Jos gali būti apie 300 kartų mažesnės, nei blausiausios dabar žinomos; šių mažiausių galaktikų tamsiosios materijos halų masė tesiektų apie milijoną Saulės masių; palyginimui Paukščių Tako halo masė yra apie pusantro trilijono Saulės masių. Mažiausių palydovių atradimai gali padėti išsiaiškinti ir tamsiosios materijos prigimtį. Modelyje daroma prielaida, kad ją sudaro lėtai judančios elementariosios dalelės; jei iš tiesų dalelės juda greitai, mažiausių halų turėtų būti gerokai mažiau, tad pasikeistų ir palydovinių galaktikų pasiskirstymas. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Galaktikų-juodųjų skylių koevoliucija. Kone kiekvienos galaktikos centre egzistuoja supermasyvi juodoji skylė, o jos masė proporcinga galaktikos masei. Kaip atsiranda šis ryšys? Hipotezių yra įvairių, pagrindinės sukasi apie grįžtamąjį ryšį – poveikį, kurį sukelia spinduliuotė, išskiriama medžiagai krentant į juodąją skylę. Nustatyti šio poveikio detales gana sudėtinga, nes procesai prie juodosios skylės vyksta daug greičiau, nei galaktikos mastu, taigi tai, ką matome vykstant galaktikoje, gali atspindėti prieš milijonus metų branduolyje vykusius reiškinius. Naujame tyrime siekiama apeiti šią kliūtį, nagrinėjant molekulinių dujų savybes galaktikose su aktyviais branduoliais ir be jų. Molekulinės dujos turėtų jautriai reaguoti į aplinkinės spinduliuotės pokyčius, taigi poveikis joms turėtų pasireikšti palyginus greitai. Visgi spinduliuotė kinta ne tik dėl aktyvaus branduolio, bet ir dėl kitų procesų – žvaigždžių formavimosi arba galaktikų susiliejimų. Taigi tyrėjai išnagrinėjo daugiau nei 600 galaktikų atvaizdus ir suskirstė jas į izoliuotas ir besijungiančias, aktyvias ir pasyvias, taip pat pagal žvaigždžių formavimosi spartą. Ištyrę tarpžvaigždinių dujų savybes, jie nustatė, kad aktyviose galaktikose molekulinės dujos yra šiltesnės ir stipriau sužadintos, jose pranykusi dalis sudėtingų molekulių, lyginant su neaktyviomis. Susiliejimai ir žvaigždėdara šių skirtumų reikšmingai nepakeičia. Taigi panašu, kad tokie energijos perdavimo reiškiniai yra pirmieji požymiai, kad aktyvus branduolys paveikia savo galaktiką. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Daug naujų gravitacinių lęšių. Šviesa Visatoje juda ne visiškai tiesiai – masyvūs kūnai iškreipia aplinkinę erdvę, tad pro juos einantis spindulys irgi išlinksta. Tyrinėdami šviesos išsikreipimą, mokslininkai gali įvertinti galaktikų savybes bei Visatos plėtimosi spartą. Tam skiriami du gravitacinio lęšiavimo tipai: silpnasis ir stiprusis. Silpnasis lęšiavimas yra regimų galaktikų formų pokytis, kurio neįmanoma aptikti stebint tik vieną galaktiką. Stiprusis lęšiavimas sukelia tokį pokytį, kad jis aiškiai matosi – galaktikos atvaizdas išsilenkia į lanką ar žiedą, kartais matomi net keli galaktikos atvaizdai. Stipriajam lęšiavimui reikia, kad lęšiuojantis – iškreipiantis – objektas būtų beveik tiksliai tarp mūsų ir tolimos galaktikos, o tokios konfigūracijos yra retos. Taigi stipriai lęšiuotų atvaizdų žinoma nedaug ir jų nepakanka statistinei analizei. Naujame tyrime spraga užpildyta, pasinaudojus dirbtinio intelekto galimybėmis. Pasinaudoję labai detaliu apžvalginių stebėjimų duomenų rinkiniu, apimančiu beveik ketvirtį dangaus ploto, ir anksčiau identifikuotų stipraus lęšiavimo sistemų atvaizdais, tyrėjai aptiko daugiau nei tris šimtus naujų lęšiuojančių sistemų. Automatiškai aptiktas sistemas patikrinus Hubble teleskopo stebėjimais paaiškėjo, kad jos tikrai tokios yra. Šis atradimas kone pusantro karto padidino žinomų stiprių gravitacinių lęšių katalogą, o ateityje tyrėjai tikisi metodą pritaikyti ir kitiems apžvalginiams stebėjimams, taigi katalogai turėtų išaugti dar daugiau. Taip gerokai prasiplės ir galimybės stebėti tolimiausias galaktikas Visatoje – lęšiuoti objektai paprastai yra didesni ir ryškesni, todėl galima įžiūrėti detales, kurių nebūtų matyti neiškreiptame vaizde. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Labai tvarkinga ankstyva galaktika. Visatos jaunystėje galaktikos buvo labai netvarkingos – kupinos milžiniškų dujų gumulų, kurie laikui bėgant nusistovėjo į šiandien matomus diskus ir elipsines struktūras. Skaitmeniniai modeliai prognozuoja, kad tvarkingi dideli galaktikų diskai, tokie kaip Paukščių Take, turėtų susiformuoti tik po kelių milijardų metų po Didžiojo sprogimo, nors kai kurie rezultatai rodo, kad jie galėtų formuotis ir anksčiau. Naujame tyrime pristatyti stebėjimų duomenys, rodantys egzistuojant diskinę galaktiką, panašią į Paukščių Taką, kurios šviesa iki mūsų keliauja 12,3 milijardo metų. Kitaip tariant, galaktika DLA0817g diską turėjo vos pusantro milijardo metų po Didžiojo sprogimo. Diskas aptiktas stebint submilimetrinių bangų teleskopu ALMA, kuris yra jautrus anglies monoksido dujų spinduliuotei. Šios dujos DLA0817g diske juda 272 km/s greičiu, šiek tiek didesniu, nei Paukščių Take. Įvertintas vandenilio dujų kiekis diske siekia 76 milijardus Saulės masių, gerokai daugiau, nei Paukščių Take; tiesa, senovėje visose galaktikose dujų buvo daugiau. Tyrėjų teigimu, galaktika galėjo susiformuoti, jei į ją dujos krito palyginus siaurais srautais – tokioje konfigūracijoje dujos krisdamos neįkaista ir gali suformuoti diską gana greitai. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature.

***

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

Laiqualasse