Kąsnelis Visatos DIII: Resursai

Skrydžiai į kosmosą, o juo labiau kosmoso kolonizavimas, yra ne tik technologinis, bet ir logistinis bei ekonominis iššūkis. Kaip pastatyti tyrimų bazes ar gyvenvietes? Iš kur gauti joms tinkamų resursų? Gabenti juos iš Žemės techniškai įmanoma, tačiau pernelyg brangu. Pora praėjusios savaitės naujienų susijusios su vietiniu resursų išgavimu – idėja, kad išteklius astronautai išgaus iš savo aplinkos, ar tai būtų Mėnulis, Marsas, ar asteroidai. Vienoje naujienoje sužinome apie bakterijas kaip vanadžio išgavimo iš bazaltinių uolienų katalizatorių. Kita naujiena skamba kiek makabriškai – Mėnulyje namus bus galima statyti iš kraujo ir prakaito; na, maišant su regolitu, kurį kraujo baltymai ir prakaitas suriša į labai tvirtą betoną. Kalbant apie daug tolimesnę ateitį, kada nors galbūt resursams išnaudosime ir Saulės sistemos dujines bei ledines planetas; bet amoniako rasti pastarosiose bus sudėtinga, mat jis telkiasi į gniūžtes ir skęsta atmosferos gelmėse. Kitose naujienose – planai apie Mėnulio komunikacijų palydovus, pasklidusios gama spinduliuotės kilmės paieška ir atstumų matavimo kvazarais perspektyvos. Gero skaitymo!

***

Mėnulio komunikacijų palydovų planas. Per artimiausią dešimtmetį Mėnulis taps gerokai judresne vieta, nei yra dabar. NASA po trejų metų planuoja ten nuskraidinti žmones, Europos kosmoso agentūra (ESA), Rusija ir Kinija planuoja ne vieną robotinę misiją, vėliau galbūt ims vystyti ir žmonių skrydžių programas. Visiems šiems projektams reikalingos komunikacijos, taip pat kuo geresnės navigacijos galimybės. ESA planuojama Lunar Pathfinder misija turėtų suteikti abi šias paslaugas daugybei misijų. Praeitą savaitę paskelbta, jog misijos techninę įrangą gamins kompanija Surrey Satellite Technology Ltd (SSTL); taip pat patvirtintas ir numatomų instrumentų sąrašas. SSTL jau keletą metų vystė tokio palydovo koncepciją; ši sutartis su ESA ją užtvirtina. Lunar Pathfinder bus tik pirmasis iš daugelio planuojamų ryšių ir navigacijos palydovų Mėnulio orbitoje. Galutinis ESA tikslas – sukurti palydovų tinklą, analogišką GPS palydovams Žemėje. Jie leistų įvairių misijų mėnuleigiams – tiek robotiniams, tiek pilotuojamiems – daug efektyviau judėti Mėnulio paviršiumi, pranešti apie naujus atradimus bei sudaryti įvairaus pobūdžio mėnlapius. Pathfinder erdvėlaivis skraidins ryšių ir navigacijos įrangą bei kelis eksperimentus. Vieno jų tikslas – išbandyti Žemę juosiantį navigacijos palydovų tinklą pozicionavimui Mėnulio orbitoje. Antrojo – matuoti kosminius orus ir žalingos spinduliuotės lygį, taip papildant žinias apie kenksmingas astronautams aplinkos sąlygas. Pirmajam eksperimentui padės ir specialus NASA gaminamas veidrodis, kuris leis ypatingai tiksliai išmatuoti palydovo padėtį, šviečiant į jį lazerio spinduliu. Pathfinder pakilimas numatytas 2024 metais, taigi gali būti, kad juo naudosis jau pirmieji Artemis programos astronautai, nusileidę Mėnulyje.

***

Bakterinis dangaus kūnų kasinėjimas. Apie asteroidų kasinėjimą kalbama vis daugiau ir dažniau, daugiau vykdoma ir eksperimentų. Ruošiantis žmonių sugrįžimui į Mėnulį ir pirmosioms misijoms į Marsą, vystomi įvairūs vietinių išteklių panaudojimo projektai. Dažnai įsivaizduojama, kad šiems darbams reikės milžiniškų konstrukcijų ir daug sunkaus žmonių darbo, bet gali būti, jog didžiausią darbą atliks gerokai mažesni padarai – bakterijos. Net ir Žemėje bakterijos kartais naudojamos išgauti cheminiams elementams, kurių koncentracija uolienose nedidelė. Vienas toks eksperimentas prieš keletą metų atliktas Tarptautinėje kosminėje stotyje, o dabar paskelbti duomenys apie vieną jo dalį – vanadžio išgavimo bandymus. BioRock eksperimento metu islandiško bazalto mėginiai buvo nugabenti į Tarptautinę kosminę stotį ir patalpinti centrifugose, kuriose kuriama Mėnulio bei Marso lygio gravitacija; dar vienas mėginys buvo paliktas mikrogravitacijoje, o paskutinis liko Žemėje, kaip kontrolinis. Kiekvienas mėginys padalintas į keturias dalis, viena palikta sterili, kitos užsėtos trijų rūšių bakterijomis. Po 21 paros patikrinta, kiek vanadžio įmanoma išgauti iš visų mėginių. Islandiškas bazaltas pasirinktas todėl, kad jo savybės labai panašios į bazaltinių uolienų Mėnulyje ir Marse, taigi ten nuvykę žmonės greičiausiai bandys resursus išgauti iš panašių akmenų. Paaiškėjo, kad dvi bakterijų rūšys – Sphingomonas desiccabilis ir Bacillus subtilis – pagerina vanadžio išgavimą atitinkamai 3-4 kartus, lyginant su steriliais mėginiais. Įdomu, kad rezultatas visiškai nepriklausė nuo gravitacijos, nors buvo manoma, kad silpnesnėje gravitacijoje bakterijų poveikis bus menkesnis. Šis rezultatas nuteikia optimistiškai – galima tikėtis, kad Mėnulyje ar net asteroiduose bakterijos kasybai tarnaus taip pat sėkmingai, kaip ir Žemėje. Tyrimo rezultatai publikuojami Frontiers in Microbiology.

***

Betonas iš kraujo. Gali būti, kad Marso kolonistai namus statys krauju, prakaitu ir ašaromis. Tiesiogine prasme. Mat mokslininkai sugalvojo ir sėkmingai išbandė būdą, kaip panaudoti kraujyje bei prakaite randamus junginius surišti dirbtinėms Marso ar Mėnulio dulkėms ir pagaminti už betoną stipresnę medžiagą. Šie junginiai – kraujo plazmoje randamas albuminas ir prakaite, ašarose bei šlapime esantis karbamidas, dar žinomas kaip šlapalas. Albuminas yra baltymas, lengvai ir tvirtai susijungiantis su įvairiomis medžiagomis. Pasirodo, tarp jų yra ir Mėnulio bei Marso paviršių dengiantis regolitas, ar bent jau jo analogai, pagaminti iš žemiškų medžiagų. Albuminu sujungtos dulkės pavirsta į tvirtą betoną primenančią medžiagą. Betoną primena ir jos atsparumas gniuždymui. O į mišinį įmaišius šlapalo, atsparumas padidėja dar keturgubai. Tiesa, ne visoje medžiagoje – vidutinis plytos atsparumas išauga apie pusantro karto. Bet kuriuo atveju, toks produktas būtų labai naudingas statant bazes žmonių gyvenimui. Žmonėms Mėnulyje ir Marse reikės namų storomis sienomis ir lubomis, kad apsisaugotų nuo kosminių spindulių bei mikrometeoritų. Tačiau nugabenti reikalingas medžiagas iš Žemės – pernelyg brangu: skaičiuojama, kad vienos tipinės plytos kelionė į Marsą atsieina apie du milijonus dolerių. Galimybė gaminti statybines medžiagas iš vietinių išteklių nagrinėjama jau senokai, bet kol kas visiems pasiūlytiems mišiniams reikia bent dalį medžiagų gabenti iš Žemės. Naujasis kosminis betonas – bene pirmoji medžiaga, kurią astronautai galėtų pasigaminti be jokių papildomų chemikalų, naudodami vien aplinkos medžiagas ir savo kūno skysčius. Mokslininkų skaičiavimu, per dvejų metų trukmės misiją šešių astronautų įgula išskirtų tokį kiekį albumino ir šlapalo, kurio pakaktų 500 kilogramų kosminio betono pagaminti. Taupiai naudojant, tiek betono galėtų pakakti padvigubinti stoties gyvenamąjį plotą, taigi kiekviena vėlesnė misija galėtų patenkinti dvigubai didesnio astronautų skaičiaus gyvenamosios erdvės poreikius. Beje, tokia technologija nėra visiškai unikali – senovėje gyvulių kraujas buvo naudojamas kaip rišančioji medžiaga skiediniuose. Tyrimo rezultatai publikuojami Materials Today Bio.

***

Jupiterio nuotraukos naktį iš rugsėjo 13 į 14. Šaltinis: Société Lorraine d’Astronomie

Jupiteris tam tikra prasme yra Žemės sargybinis. Jo gravitacija pagauna daugybę kometų, kurios galbūt pataikytų į Žemę, ir neleidžia joms priartėti prie mūsų planetos. Kartais šios kometos pataiko į patį Jupiterį. Garsiausias toks smūgis įvyko 1994 metais, kai kometos Shoemaker-Levy 9 fragmentai pataikė į Jupiterį ir paliko net keletą mėnesių matomus pėdsakus. O prieš savaitę į Jupiterį irgi kažkas pataikė. Objektas nebuvo didelis – spėjama, kad maždaug 20 metrų skersmens. Greičiausiai tai buvo didesnės kometos fragmentas, o kiti fragmentai arba nepataikė į Jupiterį, arba pataikė nuo Žemės nusisukusioje pusėje.

***

Amoniako gniūžtės ledinėse planetose. Saulės sistemos planetos formavosi iš to paties dujų-dulkių debesies, kaip ir pati Saulė. Dujinės ir ledinės planetos išlaikė nemažą masę pirmykščių dujų, tad ir jų cheminė sudėtis turėtų būti panaši. Visgi taip nėra: Jupiteryje bei Saturne randama daug amoniako, o ledinėse milžinėse Urane ir Neptūne – labai mažai. Tuo tarpu kitų panašios masės junginių, pavyzdžiui metano, visose planetose randama panašiai. Gali būti, kad Uranas ir Neptūnas (o gal Jupiteris ir Saturnas) tiesiog formavosi anomalioje aplinkoje, kurioje amoniako buvo labai mažai (labai daug), bet dabar mokslininkai pateikė daug paprastesnį paaiškinimą. Pasak jų, amoniako ledinėse milžinėse yra, tiesiog jis nuskendęs giliai atmosferoje ir jo paprasčiausiai nesimato. Taip nutinka dėl sniego gniūžčių, sudarytų iš amoniako ir vandens mišinio. Prieš keletą metų jų egzistavimas patvirtintas Jupiterio atmosferoje – ten jos paaiškina, kodėl amoniako mažai viršutiniuose atmosferos sluoksniuose. Naujieji skaičiavimai rodo, kad Urano ir Neptūno sąlygomis amoniako gniūžtės nuskandina šias molekules taip giliai ir taip efektyviai, kad jų aptikti tampa nebeįmanoma. Amoniakas palaiko vandenį skystą net iki -90 laipsnių temperatūros; tad temperatūrai krentant, amoniakas ir vanduo susimaišo vis geriau, kol išauga iki kilogramo masės gniūžčių – bent jau Jupiteryje. Skaitmeniniai modeliai rodo, kad Urane ir Neptūne procesas turėtų būti dar efektyvesnis, o atšalę ir galiausiai sukietėję amoniako-vandens ledo gabalai labai sparčiai nuskęsta atmosferoje. Tyrėjų teigimu, šį modelį patikrinti būtų galima nusiuntus prie šių planetų dedikuotus zondus, kurie ištirtų atmosferą iš arti ir numestų į ją specialių jutiklių, kurie parodytų, ar amoniako gausa auga leidžiantis gilyn. Tyrimo rezultatai pristatyti European Planetary Science Congress.

***

Kosminiai spinduliai ardo klajūnus. Tarpžvaigždiniai svečiai, tokie kaip `Oumuamua, nuo savo gimtųjų žvaigždžių sistemų iki kitų skrieja labai ilgą laiką. Kelionė net ir nuo artimiausios Saulei žvaigždės truktų kone milijoną metų, o dauguma jų tikrai atvyko ne iš tokios kosminės kaimynystės. Milijonus metų skrendant tarpžvaigždine erdve, bet kokį objektą nuolatos talžo kosminiai spinduliai. Naujame tyrime apskaičiuota, kiek jie nuardo įvairios sudėties kūnų paviršių. Pasirodo, lediniai objektai byra gana efektyviai. Pavyzdžiui, jei `Oumuamua sudarytas iš azoto ledo, kaip teigia kai kurie modeliai, jo pradinis dydis prieš pusę milijardo metų (toks tikėtinas šio objekto amžius nuo išskridimo iš savo žvaigždinės sistemos) turėjo siekti bent 10 kilometrų, priešingu atveju jis būtų visiškai išgaravęs. Anglies monoksido ar metano ledas panašiai neatsparus kosminių spindulių erozijai, tuo tarpu iš anglies dvideginio ledo sudarytas objektas garuotų apie septynis kartus ilgiau. Tiesa, garavimas gerokai paspartėja, jei objektas skrieja dideliu greičiu aplinkinės medžiagos atžvilgiu, tad tarpgalaktiniai objektai, judantys šimtų kilometrų per sekundę greičiu, turbūt neišgyventų skrydžio pro Paukščių Taką. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Prieš keletą metų astronomų ir plačiosios visuomenės dėmesį kuriam laikui prikaustė žvaigždė KIC 8462852, arba Tabi žvaigždė, kurios šviesis keletą kartų sumažėjo daug labiau, nei galima paaiškinti planetos tranzitu. Ir tie pritemimai kartojosi visiškai neperiodiškai. Daugybė hipotezių apie galimą pritemimų kilmę galiausiai užleido vietą „egzokometoms“, bet ir ji paaiškino ne viską. Galiausiai dėmesys išblėso, bet štai dabar žvaigždė vėl ėmė temti. Šįkart toks elgesys buvo prognozuotas. Apie žvaigždės tyrimų istoriją ir naujus pokyčius pasakoja John Michael Godier:

Taip pat jis apie šią žvaigždę kalbėjosi su vienu pagrindinių tyrėjų Gary Sacco:

***

Gama spinduliuotė tuščiame kosmose. Gama spinduliai – energingiausia elektromagnetinio spektro dalis. Nors žvaigždės tokių energingų fotonų neskleidžia, gama spinduliuotės kosmose pilna. Dalis jos sklinda iš aiškių šaltinių – supernovų liekanų bei aktyvių galaktikų branduolių – o kita dalis sudaro pasklidusį foną. Iki šiol nebuvo žinoma, iš kur šis fonas atsiranda; pagrindinės hipotezės teigė, kad tai irgi yra aktyvių branduolių ar supernovų sprogimų padarinys, bet nebuvo aišku, kaip šie spinduliai pasklinda taip plačiai po Visatą. Naujame tyrime į šį klausimą pavyko atsakyti, patobulinus modelį, aprašantį kosminių spindulių sąveiką su tarpžvaigždine terpe. Kosminiai spinduliais vadinamos aukštos energijos dalelės – daugiausiai elektronai ir protonai – sklindančios iš įvairių energingų kosminių procesų kilmės vietų. Daugiausiai tai yra jau minėtos supernovos ir aktyvūs galaktikų branduoliai, bet šiek tiek kosminių spindulių paskleidžia ir žvaigždės. Pagrindinis gama spindulių šaltinis pagal šį modelį yra supernovų sprogimų metu įgreitinti kosminiai spinduliai, kurie, sąveikaudami su tarpžvaigždinėmis dujomis, sukuria gama spindulius. Kosminiai spinduliai turi elektrinį krūvį, todėl jų judėjimo trajektorijos priklauso nuo tarpžvaigždinio magnetinio lauko linijų. Taigi kosminių spindulių srautas, pasiekiantis tarpžvaigždinės medžiagos telkinius, visai nebūtinai sklinda tiesiai nuo supernovų sprogimų vietų. Tad gama spindulių šaltiniai – sąveikos tarp kosminių spindulių ir tarpžvaigždinės medžiagos vietos – irgi pasklidusios po galaktikas bei net už jų ribų. Naujajame modelyje būtent toks pasklidimas ir įvertinamas, remiantis žiniomis apie statistinį magnetinių laukų bei tarpžvaigždinės medžiagos pasiskirstymą galaktikose. Artimų galaktikų stebėjimų duomenis modelis atkūrė labai gerai, o pritaikius jį visoms žinomoms sparčiai žvaigždes formuojančioms galaktikoms atkurtas gama spindulių fonas, labai gerai atitinkantis stebimąjį. Modelis gerai atkuria tiek suminį gama spinduliuotės fono intensyvumą, tiek pasiskirstymą įvairiomis kryptimis, tiek energijų skirstinį. Taigi galima gana tvirtai teigti, jog gama spinduliuotės foną kuria žvaigždes sparčiai formuojančios galaktikos. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Supernova po dviejų dešimtmečių. Supernovos – tai masyvių žvaigždžių sprogimai, kuriam laikui nustelbiantys visos galaktikos žvaigždžių skleidžiamą šviesą. Ryški supernovos švytėjimo fazė trunka apie kelis mėnesius; kasmet jų aptinkama šimtai. Bet prognozuoti, kur pamatysime sekančią, neįmanoma, nes šiandieniniai žvaigždžių evoliucijos modeliai negali prognozuoti žvaigždės gyvenimo pabaigos geriau, nei kelių šimtų tūkstančių metų tikslumu. Ir visgi kartais įmanoma labai tiksliai pasakyti, kada pamatysime tam tikrą supernovą. Dabar mokslininkai pateikė prognozę, kad maždaug 2037 metais – plius minus pora metų – išvysime supernovą konkrečioje spiečiaus MACS J0138.0-2155 vietoje. Tokią prognozę padaryti leido tai, kad šią supernovą jau matėme – 2016 metais ji sužibo net trijose vietose beveik vienu metu. Mat spiečiaus gravitacija tiek iškreipia labai tolimos galaktikos šviesą, kad pastaroji suformuoja keturis galaktikos atvaizdus. Šis procesas vadinamas gravitaciniu lęšiavimu ir yra dažnai naudojamas labai tolimoms galaktikoms tirti, mat lęšiuotas vaizdas, nors ir iškreiptas, būna didesnis ir ryškesnis, nei tiesioginis. Būtent tuo tikslu Hubble teleskopas ir buvo reguliariai nukreipiamas šio spiečiaus link. Tolimosios galaktikos šviesa iki mūsų keliauja daugiau nei 10 milijardų metų; tris iš keturių atvaizdų formuojantys spinduliai iki mūsų įveikia beveik identišką atstumą, o ketvirtąjį – 20 šviesmečių ilgesnį, taigi ketvirtasis atvaizdas matomas 20 metų atsiliekantis nuo pirmųjų trijų. Būtent jame ir turėtų sužibti supernova 2037-aisiais metais. Tokie stebėjimai leidžia ne tik geriau išnagrinėti pirmuosius supernovos sprogimo etapus, bet ir apskaičiuoti Visatos plėtimosi greitį – atvaizdo vėlavimas priklauso ir nuo šio parametro. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Astronomy.

***

Pasklidęs tolimos galaktikos halas. Visatą sudaro įprasta ir tamsioji materija. Įprasta, arba barioninė, materija yra visa tai, ką galime matyti – planetos, žvaigždės, kosminės dulkės, dujos ir panašiai. Bet net ir barioninę materiją matome ne visą – maždaug pusės (o pagal kai kuriuos modelius – net iki 80%) jos nematome. Žinome, kad ji turi egzistuoti, iš to, kaip vystosi galaktikos ir ką stebime tolimoje Visatoje, bet aplinkinėje barionų priskaičiuojama gerokai mažiau. Manoma, kad trūkstami barionai slepiasi plačiai pasklidusiuose galaktikų haluose. Karštos ir retos dujos spinduliuoja silpnai, silpnai ir sugeria pro šalį lekiančius fotonus, todėl aptikti jas ganėtinai sudėtinga. Bet pastaraisiais metais pavyksta. Dabar pirmą kartą išmatuotas jonizuoto magnio pasiskirstymas tokiame plačiai pasklidusiame galaktikos hale. Magnis šiuo atveju reikšmingas kaip cheminis elementas, sunkesnis už helį. Tokių elementų pirmykštėje Visatoje nebuvo, jie susiformavo žvaigždėse. Galaktikų haluose dujų tankis nepakankamas žvaigždėms formuotis, taigi magnio egzistavimas ten reiškia, kad šiuo elementu praturtintos dujos buvo atneštos iš centrinių galaktikos regionų. Stebėjimams astronomai pasirinko galaktiką, šalia kurios matomas tolimesnis kvazaras. Kvazaro spinduliuotė, sugeriama galaktikos hale, pasitarnavo kaip papildomas būdas ištirti halo cheminę sudėtį. Pavyko aptikti ir jonizuoto magnio skleidžiamą spinduliuotę, ir kvazaro spinduliuotės sugertį. Sprendžiant iš pačių dujų spinduliuotės, jonizuotas magnis pasklidęs bent 25 kiloparsekų atstumu nuo galaktikos centro. Turint omeny, kad galaktikos masė apie dešimt kartų mažesnė už Paukščių Tako – žvaigždžių ten yra apie 10 milijardų – halas yra tikrai didžiulis. Magnio sugertis stebima net 39 kiloparsekų atstumu nuo centro. Kiek pavyko išmatuoti, magnis plačiau pasklidęs išilgai galaktikos sukimosi ašies – ta kryptimi turėtų sparčiau plisti tėkmės, kuriamos aktyvaus branduolio. Spinduliuotės ir sugerties intensyvumo santykis leidžia spręsti, kad magnį greičiausiai jonizuoja smūginės bangos, t.y. greitas dujų judėjimas, o ne foninė spinduliuotė. Tokia išvada irgi dera su modeliu, pagal kurį dujas iš galaktikos į halą išneša aktyvaus branduolio tėkmė. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Atstumų matavimas kvazarais. Išmatuoti atstumus iki tolimų galaktikų – nemenkas iššūkis astronomams. Tam naudojamos įvairios „standartinės liniuotės“ – astronominiai reiškiniai, kurių šviesis priklauso nuo kokios nors savybės, kurią galima išmatuoti nežinant atstumo. Pavyzdžiui, vieno supernovų tipo maksimalus šviesis glaudžiai siejasi su tuo, kaip sparčiai šviesis mažėja praėjus maksimumą. Išmatavus antrąjį dydį, galima apskaičiuoti pirmąjį, o tada belieka jį palyginti su regimuoju šviesiu ir randamas atstumas. Nei viena liniuotė nėra tobula, tad norint atstumus išmatuoti patikimai, geriausia naudoti keletą. Viena galima, bet plačiai nenaudojama, liniuotė yra kvazarai – ypatingai ryškūs aktyvūs galaktikų branduoliai. Aplink supermasyvią juodąją skylę susikaupusių dujų struktūrų dydžiai ir ten vykstantys procesai labai susiję su išspinduliuojamu energijos srautu, taigi teoriškai galima šiuos ryšius išnaudoti atstumų matavimui. Bet kol kas yra daug neatsakytų klausimų apie šių sąryšių patikimumą. Naujame darbe detaliai nagrinėjamas vienas iš jų ir prieinama išvada, kad pagal šį sąryšį apskaičiuoti kosminiai atstumai turėtų būti tikrai patikimi. Minimas sąryšis sieja regimųjų bei rentgeno spindulių srauto, sklindančio iš kvazarų, intensyvumą. Seniai žinoma, kad vienas nuo kito šie dydžiai priklauso ne tiesiškai: stiprėjant regimajai spinduliuotei, rentgeno spinduliuotė auga lėčiau. Taigi santykis tarp dviejų spinduliuotės intensyvumų – dydis, išmatuojamas nežinant atstumo – priklauso nuo paties šviesio. Naujojo tyrimo autoriai išnagrinėjo daugiau nei tris tūkstančius kvazarų, kurių šviesa iki mūsų keliavo nuo penkių iki daugiau nei 12 milijardų metų. Sudalinę juos į siaurus atstumo intervalus, tyrėjai nustatė, kad sąryšis tarp rentgeno ir regimosios spinduliuotės visur vienodas. Tai reiškia, kad sąryšis išlieka universalus per didžiąją dalį Visatos amžiaus, todėl juo galima remtis vertinant atstumą iki kvazarų. Pagrindinis kvazarų, kaip kosminių atstumų liniuočių, privalumas – didelis šviesis. Supernovos irgi labai ryškios ir matomos iš ypatingai toli, bet jos trunka kelis mėnesius, tuo tarpu kvazarų epizodai trunka dešimtis tūkstančių metų, taigi kiekvieną jų galima stebėti ilgai ir detaliai. Kai kurie kvazarai matomi netgi toliau, nei tolimiausios supernovos. Tad tokios liniuotės atradimas leis gerokai patikslinti didžiausių kosminių atstumų matavimus, o tai, savo ruožtu, pagerins ir Visatos plėtimosi spartos matavimus. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Žemo dažnio gravitacinės bangos. Gravitacinių bangų signalai, kuriuos kol kas aptiko LIGO bei Virgo detektoriai, sklinda iš keletą-keliasdešimt kartų už Saulę masyvesnių objektų – neutroninių žvaigždžių ir juodųjų skylių. Prieš pat susijungdami, šie vos dešimčių kilometrų dydžio objektai vienas aplink kitą sukasi šimtus kartų per sekundę, tad ir jų skleidžiamų gravitacinių bangų dažnis siekia šimtus hercų. Supermasyvios juodosios skylės, randamos galaktikų centruose, kartais irgi susijungia, bet tai yra gerokai lėtesnis procesas. Vienas apsisukimas gali užtrukti kelias valandas, tad ir gravitacinių bangų dažnis matuojamas mikrohercais. Apskritai įvairių masyvių objektų judėjimas Visatoje sukuria bendrą gravitacinių bangų foną, kurių dažnis dar žemesnis – maždaug nanohercų eilės. Šį foną teoriškai galima aptikti stebint daugybę pulsarų ir ieškant koreliacijų tarp jų signalų variacijų. Pulsarai yra labai greitai besisukančios neutroninės žvaigždės, kurių šviesa sklinda išilgai magnetinio lauko ašies. Pulsarui sukantis, šviesa veikia panašiai kaip švyturio spindulys, apšviečia tai vieną, tai kitą dangaus pusę, todėl stebėdami iš Žemės matome reguliarius pulsavimus. Pulsaro sukimasis laikui bėgant beveik nekinta, todėl ir žybsniai mus turėtų pasiekti labai tiksliai vienodais intervalais. Realybėje jie atskrenda ne idealiai pasiskirstę laike – taip gali nutikti dėl vidinių pulsaro procesų arba dėl gravitacinių bangų sukeliamo erdvės tarp pulsaro ir mūsų iškreipimo. Naujame tyrime analizuojama, kuri priežastis labiau tikėtina, remiantis Australijoje veikiančio Parkes radijo teleskopo duomenimis. Daugiau nei 12 metų trukmės pulsarų stebėjimų duomenyse atrasti dėsningumai, regis, rodantys, kad signalų atsklidimo netolygumai koreliuoja tarpusavyje. Stipriausia koreliacija matoma tarp pulsarų, kurie dangaus skliaute artimi vienas kitam (net jei atstumai tarp jų ir skiriasi) – to ir galima tikėtis pagal gravitacinių bangų fono modelį. Fono intensyvumas, atrodo, yra maždaug dvi kvadrilijonosios dalys – kitaip tariant, kvadrilijonas (vienetas su 15 nulių) metrų, arba pakinta dviem metrais. Standartinis pokyčių periodas – maždaug vieneri metai. Iš kitos pusės, kol kas neįmanoma tvirtai atmesti ir alternatyvios hipotezės: tyrėjai sukūrė įvairių dirbtinių duomenų rinkinių, kurie realybėje nebuvo koreliuoti tarpusavyje, ir juose rado panašaus lygio atsitiktines koreliacijas. Kaip dažnai nutinka, akivaizdu, kad tvirtam atsakymui reikės daugiau duomenų. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Štai tokios naujienos apie praėjusią savaitę. Kaip įprastai, laukiu jūsų klausimų ir komentarų.

Laiqualasse

2 komentarai

Leave a Reply

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *