Ko reikia, kad planetoje egzistuotų gyvybė? Tvirtai atsakyti į šį klausimą kol kas neįmanoma, nes turime tik vieną pavyzdį – Žemę. Galime nustatyti, kokios Žemės savybės būtinos gyvybei, tačiau nežinia, ar tie atsakymai universaliai pritaikomi ir kitoms planetoms. Ir visgi kai kurios detalės, atrodo, turėtų būti svarbios visur: pavyzdžiui, pakankamai stora pluta, stabilus klimatas, kai kurie cheminiai elementai, energija. Praėjusios savaitės naujienose rasite pranešimų apie bioaktyvaus fosforo kilmę – jį daugiausiai atneša kosminės dulkės; dirbtinę magnetosferą Marsui; ir planetų litosferos storio apskaičiavimą. Kitose naujienose – naujas būdas nagrinėti galaktikų žvaigždėdaros istoriją, kvietimas siūlyti branduolinio reaktoriaus dizainą Mėnulio misijoms bei tranzituojančių planetų paieška Kentauro Proksimos sistemoje. Gero skaitymo!
***
Fosforas iš kosminių dulkių. Fosforas – vienas svarbiausių cheminių elementų visiems gyvybiniams procesams Žemėje. Jis yra 11-as dažniausiai pasitaikantis elementas Žemės plutoje – vidutiniškai viename kilograme uolienų rasime kiek daugiau nei gramą fosforo. Visgi didžioji dalis fosforo yra „užrakinta“ fosfatų druskose, kurios sunkiai tirpsta vandenyje ir silpnai reaguoja su kitais elementais. Iš kur atsiranda kitų formų fosforas, daug lengviau patenkantis į biocheminių reakcijų tinklus, iki galo neaišku. Anksčiau iškelta idėjų, kad fosforą išlaisvina žaibo išlydžiai arba kad reaktyvesnė jo forma Žemę pasiekia su meteoritais. Naujame tyrime apskaičiuota, kad galimai didesnis fosforo šaltinis yra kosminės dulkės. Taip vadinami mikroskopiniai kietų medžiagų grumsteliai, nuolat pataikantys į Žemę; lėkdami per atmosferą, jie įkaista ir tampa matomi kaip krentančios žvaigždės. Kasmet į Žemę nukrenta apie 5000 tonų kosminių dulkių. Jose yra ir fosforo. Mokslininkai apskaičiavo, kokiose reakcijose dalyvauja fosforo atomai, krentantys su kosminėmis dulkėmis, ir nustatė, kad labiausiai tikėtina, jog kosminis fosforas tampa fosforo rūgšties bei metalų fosfitų ir fosfatų sudedamąja dalimi. Tokie junginiai yra ganėtinai bioaktyvūs. Tyrimo autoriai įvertino, kad kasmet į vieną kvadratinį kilometrą Žemės paviršiaus nukrenta apie šimtadalį gramo fosforo dulkių, o kai kuriose vietose, ypač kalnuose, jo gali kristi ir penkis kartus daugiau. Per visą Žemės rutulį susidaro tūkstančiai ar net dešimtys tūkstančių kilogramų per metus. Būtent tokio fosforo gausa praeityje galėjo nulemti įvairių gyvybinių procesų eigą. Taip pat tyrėjai prognozuoja, kad aukštai atmosferoje, maždaug 90 kilometrų virš jūros lygio, turėtų egzistuoti fosforo dioksido sluoksnis, kurį būtų galima aptikti spektroskopiniais stebėjimais. Atmosferoje žinomi analogiški kitų elementų, pavyzdžiui natrio ir geležies, sluoksniai, įrodantys, kad šie elementai pasiekia Žemę ir iš kosmoso; fosforo dioksido sluoksnio atradimas patvirtintų ir šio elemento kosminę kilmę. Tyrimo rezultatai publikuojami JGR Space Physics.
***
Erdvėlaivių paleidimas svaidykle? Šiais laikais visi kosminiai skrydžiai prasideda vienodai: raketa-nešėja įjungia variklius ir atsiplešia nuo Žemės paviršiaus. Degindama didžiulius kuro kiekius, raketa pagreitėja, nusimeta dalį kuro bakų, greitėja toliau, kol galiausiai išveda krovinį į tinkamą orbitą arba paleidžia jį tolesniems kosminiams manevrams. Bet tai – ne vienintelis įmanomas būdas. Praktiškai nuo pat kosminių skrydžių eros pradžios svarstoma ir apie kinetinio paleidimo metodą – grubiai tariant, didelę patranką, svaidyklę ar katapultą, kuri įgreitintų erdvėlaivį ir raketą be pačios raketos kuro deginimo. Spalio pabaigoje atliktas vienas pirmųjų sėkmingų tokios svaidyklės bandymų. Kompanija SpinLaunch, nuo 2014-ųjų vystanti svaidyklės technologiją, pademonstravo prototipinę svaidyklę, kuria nedidelį krovinį išsviedė į bent kelių kilometrų aukštį. Svaidyklė yra 33 metrų skersmens paplokščias cilindras, pastatytas „šonu“. Jo viduje sukuriamas dalinis vakuumas, o krovinys išsukamas ant specialios tvirtos rankos. Per kelias valandas sukimo krovinys pagreitėjo iki daugiau 250 metrų per sekundę, tada buvo atkabintas ir išsviestas aukštyn. Šis bandymas išnaudojo tik 20% prototipinės svaidyklės galimybių – kompanijos teigimu, ji turėtų leisti pasiekti maždaug 2,2 kilometrų per sekundę greitį. Tokio greičio nepakanka įeiti į orbitą aplink Žemę, tačiau leistų kroviniui pakilti iki maždaug 60 kilometrų aukščio, kur atmosfera – daug retesnė. Tada įjungti varikliai palyginus lengvai ir mažomis kuro sąnaudomis išsiųstų raketą į orbitą. Šio ir ankstesnių bandymų metu kompanija taip pat tikrino paleidimo saugumą ir sako pasiekusi puikių rezultatų: krovinys amortizuojamas taip gerai, kad nesugadinami nei mobilieji telefonai, nei teleskopų lęšiai. Tai reiškia, kad šiuo metodu į kosmosą tikrai būtų galima siųsti sudėtingos elektronikos ar optinių prietaisų kupinus krovinius. Dabar kompanija ruošiasi statyti naują, trigubai didesnę, paleidimo svaidyklę. Ji bus palenkta, kad raketa iš jos išlėktų ne vertikaliai, o maždaug 30 laipsnių kampu į horizontą. Kompanijos atstovų teigimu, svaidyklė bus tinkama paleidinėti 20-200 kilogramų masės krovinius, o vieno paleidimo kaina būtų 20 kartų mažesnė, nei dabar – apie pusę milijono dolerių. Svaidyklė patraukli ir ekologiniais sumetimais: energija jai tiekiama iš Saulės ir vėjo jėgainių, o ne iškastinio kuro. Taigi naujoji technologija gali tapti reikšminga kosmoso infrastruktūros vystymo dalimi. Daugiau apie technologiją skaitykite kompanijos puslapyje.
***
Branduolinis reaktorius Mėnulio kolonijoms? Praeitą savaitę NASA paskelbė kvietimą teikti pasiūlymus, kaip Mėnulyje būtų galima įrengti branduolinę jėgainę. Tai yra dalis ilgalaikio projekto, kurį NASA vykdo kartu su Idaho nacionaline laboratorija – vienu svarbiausių branduolinių tyrimų centrų JAV. Projekto tikslas yra iki dešimtmečio pabaigos sukurti technologiją, kuri leistų užtikrinti nuo Saulės nepriklausomą energijos šaltinį ilgalaikėms Mėnulio misijoms. Pagrindinė problema su Saulės energijos panaudojimu Mėnulyje – ilgos naktys, trunkančios po dvi žemiškas savaites. Per tą laiką tyrimų stotis turėtų apsirūpinti energija kitais būdais, nei iš Saulės. Pagal planą, branduolinis reaktorius turėtų būti kompaktiškas – tilpti į keturių metrų skersmens ir šešių metrų ilgio cilindrą, o jo masė negali viršyti šešių tonų. Šis reaktorius būtų pagamintas Žemėje ir nuskraidintas į Mėnulį vientisas, paruoštas darbui. Jis turėtų būti varomas uranu, veikti bent dešimt metų bei nuolat teikti bet 40 kilovatų galios. Taip pat svarbi ir reaktoriaus autonomija: jis turėtų galėti įsijungti ir išsijungti be žmonių priežiūros. Dar vienas labai svarbus aspektas – reaktoriaus aušinimas, kadangi tam tikslui Mėnulyje nebus galima pasitelkti nei vandens, nei oro. Vėliau technologija galėtų būti pritaikyta ir Marso sąlygoms. Nors Marso naktys netrunka po dvi savaites, Saulės šviesa ten teikia mažiau nei pusę galios, kiek Žemėje, taigi alternatyvos Saulės baterijoms taip pat bus reikalingos. Šiuo metu Marse važinėjantys Curiosity ir Perseverance varomi branduoline energija, tačiau ne branduolinio skilimo reaktoriais, o paprastesne sistema – radioizotopiniais šilumos generatoriais.
***
Anglies dvideginis Mėnulyje. Arti Mėnulio ašigalių esama kraterių, kurių dugno niekada neapšviečia Saulė. Kai kurių jų dugne tvyro vandens ledo klodai, galimai nusėdę ten prieš milijonus, jei ne milijardus metų. Gali būti, kad kur nors yra ir anglies dvideginio ledo, bet iki šiol nebuvo aišku, ar tamsiuose krateriuose temperatūra nukrenta pakankamai žemai. Dabar paaiškėjo, kad taip. Žemėje, slegiamas jūros lygio atmosferos, anglies dvideginio ledas išgaruoja maždaug -79 laipsnių temperatūroje, tačiau Mėnulyje, kur atmosferos nėra, tam reikia gerokai didesnio šalčio, maždaug -215 laipsnių. Jau ne vieną dešimtmetį žinoma, kad kartais Mėnulio paviršiaus temperatūra nukrenta taip žemai, bet tik dabar mokslininkams pavyko nustatyti, jog kai kurių kraterių dugne ji niekada nepakyla virš šios ribos. Išanalizavę 11 metų Mėnulio temperatūros duomenis, surinktus NASA Mėnulio apžvalgos zondu (Lunar Reconnaisance Orbiter), mokslininkai aptiko pakankamai šaltus regionus keliolikoje kraterių. Bendras tokių regionų plotas siekia 204 kvadratinius kilometrus – maždaug kaip Vilniaus. Daugiausiai plotų, tinkamų anglies dvideginio ledui formuotis, yra Amundseno krateryje – net 82 kvadratiniai kilometrai. Iš turimų duomenų mokslininkai negali pasakyti, ar tose vietose anglies dvideginio ledo tikrai yra. Tačiau turint omeny, kad vandens ledo kraterių dugne randama praktiškai visur, kur tik temperatūros nukrenta pakankamai žemai, galima tikėtis atrasti ir anglies dvideginio klodų. Tai būtų labai naudinga, nes anglis – svarbus elementas įvairiausioms cheminėms reakcijoms, pavyzdžiui plieno ar raketinio kuro gamybai, taip pat biotechnologijų kūrimui, tad anglies dvideginio atsargos gerokai palengvins tyrimų stočių ir kolonijų įkūrimą palydovo paviršiuje. Anglies dvideginio išteklių išgavimas ir panaudojimas gali tapti ir svarbia tarptautinių susitarimų dėl Mėnulio kolonizavimo dalimi. Tyrimo rezultatai publikuojami Geophysical Research Letters.
***
Kaip suteikti Marsui magnetosferą? Jei norime, kad žmonija kada nors gyventų plačiau nei Žemėje, viena labiausiai tikėtinų vietų pirmai didelei kolonijai yra Marsas. Bet Raudonoji planeta toli gražu neprimena mūsiškės: jos atmosfera labai plona, vanduo sustingęs į ledą, o svarbiausia – nėra magnetosferos. Būtent pastaroji problema yra didžiausia kliūtis, kalbant apie galimą Marso teraformavimą, t.y. pavertimą tinkama žmonėms gyventi planeta. Per dešimtmečius buvo pasiūlyta keletas idėjų, kaip Marsui būtų galima suteikti magnetosferą, o naujame tyrime išnagrinėjama jų inžinerinė pusė ir pasiūlomas dar vienas, santykinai paprastesnis, metodas. Naujasis metodas remiasi idėja, sutinkama Jupiterio sistemoje bei branduolinės sintezės reaktorių bandymuose. Jupiterio palydovas Ijo turi daug ugnikalnių, iš kurių nuolat veržiasi medžiaga, taip pat ir elektringos dalelės. Jos pasklinda žiede aplink Jupiterį, maždaug sutampančiame su Ijo orbita. Plazmos toras, veikiamas Jupiterio magnetinio lauko, ima suktis labai greitai, jame indukuojama elektros srovė, o ši, savo ruožtu, kuria antrinį magnetinį lauką. Mokslininkų teigimu, kažką panašaus būtų galima sukurti orbitoje aplink Marsą, galbūt kaip elektringų dalelių šaltinį panaudojant palydovą Fobą. Fobas vieną ratą aplink Marsą apsuka vos per aštuonias valandas. Jo paviršiuje įtaisius dalelių greitintuvą ar panašų įrenginį, kuris garintų ir jonizuotų paties palydovo medžiagą, aplink Marsą būtų galima sukurti plazmos torą. Jei skirtingo krūvio dalelės būtų išmetamos skirtingomis kryptimis, tore susidarytų elektros srovė, kuri galėtų sukurti magnetinį lauką. Tyrėjų teigimu, energijos poreikis tokiam laukui sukurti yra mažiau nei 0,1% energijos, kurią žmonija sunaudoja per metus. Tokį energijos kiekį galėtų suteikti vos keli šimtai kilogramų vandenilio, termobranduoliniame reaktoriuje paversto heliu. Nors termobranduolinės sintezės technologija dar nėra išvystyta, ateityje ji gali tapti raktu į tinkamą gyventi Marsą. Tyrimo rezultatai arXiv.
***
Saturnas, kaip ir kitos planetos, atrodo nekintančios ir amžinos. Bet taip tikrai nėra – jos visos keičiasi. Štai Saturnas po kokio šimto milijonų metų neteks žiedų, o po kelių milijardų nuo jo gali pabėgti palydovas Titanas, pakeliui numušiantis Saturno sukimosi ašį į šoną. Apie Saturno ateitį pasakoja John Michael Godier:
***
Kentauro Proksimos planetos netranzituoja. Prieš penkerius metus aptikta planeta prie artimiausios Saulės kaimynės, Kentauro Proksimos. Proksima b, kaip ši planeta kol kas vadinama, yra bent 30% masyvesnė už Žemę, o jos orbitos periodas tėra 11,2 Žemės paros. Nepaisant to, ji yra savo žvaigždės gyvybinėje zonoje – regione, kur planetos paviršiuje pasiekiama tinkama temperatūra skystam vandeniui egzistuoti. Planeta aptikta radialinių greičių metodu – išmatavus jos poveikį žvaigždės judėjimui. Kitas įprastas egzoplanetų aptikimo būdas – tranzitų metodas, kai matuojamas žvaigždės pritemimas, planetai judant žvaigždės disku – tinkamas tik tada, kai planetos orbitą matome beveik iš šono, priešingu atveju tranzitai tiesiog nevyksta. Iki šiol nebuvo aišku, ar Proksima b tranzituoja – nors signalas neaptiktas, nebuvo galima atmesti tikimybės, kad jį maskuoja žvaigždės aktyvumas. Kentauro Proksima, kaip ir daugelis mažų žvaigždžių, yra daug aktyvesnė, nei Saulė, todėl jos žybsniai gali užmaskuoti daugelį pritemimų dėl planetų tranzitų. Dabar mokslininkai atliko detaliausią Kentauro Proksimos šviesio kitimo analizę ir padarė išvadą, kad Proksima b tikrai netranzituoja. Analizei panaudoti egzoplanetų paieškos zondo TESS duomenys; žvaigždė buvo fotografuojama kas dvi minutes, tris kartus po 90 dienų iš eilės. Šiuose duomenyse neaptikta jokio periodinio signalo – nei 11,2 paros, nei artimo, nei jokio kito periodo. Norėdami patikrinti rezultatų patikimumą, mokslininkai prie duomenų pridėjo dirbtinius įvairių tranzitų signalus ir pabandė juos atgaminti. Paaiškėjo, kad naudojami analizės įrankiai gali atkurti planetų, didesnių nei Marsas (maždaug 0,5 Žemės spindulio), tranzitus. Taigi Kentauro Proksima tikrai neturi tranzituojančių planetų, didesnių už Marsą, skriejančių gyvybinėje zonoje. Tai reiškia, kad ir Proksimos b savybių tyrimas bus gana sudėtingas; tranzitų stebėjimai leidžia daug sužinoti apie planetos atmosferą, o be jų to padaryti nebus įmanoma. Tyrimo rezultatai arXiv.
***
Planetų litosferos storis. Uolinės planetos kietas paviršius vadinamas litosfera. Ją sudaro pluta ir viršutinė mantijos dalis, kurios neišlydo gelmių šiluma. Kai kurių planetų, pavyzdžiui Žemės, litosfera suskilusi į tektonines plokštes, kitų – pavyzdžiui Marso ar Veneros – vientisa. Nevienodas ir planetų litosferos storis: pavyzdžiui, Marse jis siekia apie 500 kilometrų, Žemėje – apie 100 kilometrų, o Veneros žemumose – vos kelias dešimtis kilometrų. Naujame tyrime mokslininkai bando išsiaiškinti, nuo ko priklauso planetos litosferos storis. Remdamiesi žiniomis apie Saulės sistemos planetas, tyrėjai sukūrė skaitmeninį modelį, kuriuo galima apskaičiuoti litosferos storį priklausomai nuo įvairių planetos ir žvaigždės parametrų. Bendros tendencijos nestebina: kuo planetos paviršius karštesnis, tuo jos litosfera plonesnė. Karštesnės yra didesnės ir jaunesnės planetos, skriejančios arčiau savo žvaigždžių. Taigi mažos ir senos planetos turi labai storą litosferą, o jaunos didelės – ploną. Kai kurie parametrų rinkiniai davė išskirtinai plonas, vos kelių kilometrų storio, litosferas; mokslininkai tokius atvejus pavadino „kiaušinio lukšto planetomis“. Šie rezultatai padės geriau įvertinti, kurios planetos tinkamos gyvybei. Per stora litosfera greičiausiai neleis susiformuoti tektoninėms plokštėms, kurių judėjimas palaiko stabilų klimatą bei skatina įvairių cheminių elementų apykaitą tarp atmosferos, litosferos ir mantijos, taip sukurdamas tinkamas sąlygas gyvybei vystytis. Tuo tarpu per plona litosfera negali suformuoti kalnų, o jos medžiagų apykaita su atmosfera bei mantija irgi sulėtėja. Kalnų nebuvimas gali būti pirmas tiesiogiai pastebimas kiaušinio lukšto planetų požymis. Tyrimo autoriai nustatė, kad trys šiuo metu žinomos planetos – visos masyvesnės už Žemę – turėtų būti būtent tokios. Ateities stebėjimai leis įvertinti jų paviršiaus netolygumus, taip patikrinant šio modelio teisingumą. Tyrimo rezultatai publikuojami JGR Planets.
***
Žvaigždės formuojasi molekulinių dujų debesyse. Debesys iš pradžių fragmentuoja į vis mažesnius ir tankesnius gumulus, kol galiausiai jų centrai tampa žvaigždėmis. Aplink tokią gimstančią žvaigždę esantis kiautas nepraleidžia nei jos, nei toliau esančių žvaigždžių šviesos, todėl atrodo kaip tamsus debesis. Šioje Hubble nuotraukoje matome du tokius debesėlius Gulbės žvaigždyne, nufotografuotus Hubble teleskopu. Beje, būtent Hubble nuotraukose tokie debesėliai pirmą kartą ir atrasti – tai padaryta 1995 metais bene geriausiai žinomoje teleskopo nuotraukoje – Kūrinijos stulpuose.
***
Juodoji skylė Galaktikos palydovėje. Paukščių Take turėtų būti apie šimtą milijonų žvaigždinių juodųjų skylių – jos taip vadinamos dėl savo masių, kurios panašios į žvaigždžių mases. Bet žinome jų tik kelias dešimtis, mat dažniausiai aptikti juodąsias skyles įmanoma tik dvinarėse sistemose. Ir tai – tik tada, kai žvaigždė-kompanionė yra taip arti juodosios skylės, jog pastaroji ima siurbti jos medžiagą ir aplink save suformuoja akrecinį diską. Pora juodųjų skylių aptiktos ir kitu būdu – nagrinėjant žvaigždės-kompanionės judėjimą ir pastebint, kad ji sukasi aplink bendrą masės centrą su masyvia tamsia partnere. Dabar šis metodas pirmą kartą pritaikytas už Paukščių Tako ribų – Didžiajame Magelano debesyje (LMC). LMC yra didžiausia Paukščių Tako palydovinė galaktika, matoma plika akimi pietų pusrutulio danguje. Joje formuojasi nemažai žvaigždžių, o atradimas padarytas nagrinėjant 100 milijonų metų amžiaus žvaigždžių spiečių NGC 1850. Jame atrasta žvaigždė, kurios judėjimo greitis periodiškai kinta maždaug 300 kilometrų per sekundę intervale. Toks greitis daug didesnis, nei reikėtų pabėgti ne tik iš spiečiaus, bet ir iš paties LMC, vadinasi žvaigždę „prilaiko“ stipri gravitacija. Stebint tos pačios žvaigždės šviesį pastebėta, kad jis nuolat truputį kinta, tokiu pačiu periodu, kaip ir greitis. Tyrimo autoriai pokyčius interpretuoja kaip žvaigždės formos išsikreipimo požymį. Turėdami ir greičio, ir šviesio kitimo informaciją, mokslininkai nustatė, kad sistemos orbita pasvirusi maždaug 38 laipsnių kampu į dangaus plokštumą, o nematomos kompanionės masė siekia apie 11 Saulės masių. Šis atradimas – ne tik pirmoji „dinamiškai“ identifikuota juodoji skylė ne mūsų Galaktikoje, bet ir pirmas kartas, kai juodoji skylė aptinkama santykinai jauname žvaigždžių spiečiuje. Atradus daugiau juodųjų skylių, bus galima susidaryti daug geresnį vaizdą apie tai, kokios buvo pradinės žvaigždžių masės šiame spiečiuje, taip pat kokios masės juodąsias skyles jos paliko po savęs. Tyrimo rezultatai arXiv.
***
Aukso kilmė. Auksas, kaip ir daugelis kitų cheminių elementų, sunkesnių už geležį, formuojasi neutronų pagavimo procesais. Lengvesnių elementų branduoliai pagauna neutronų, tampa nestabilūs, neutronai juose skyla į protonus, elektronus ir neutrinus, ir taip susidaro sunkesni elementai. Tokie procesai vyksta raudonosiose milžinėse, taip pat supernovų sprogimuose ir gama spindulių žybsniuose. Dar viena vieta, kur jie galėtų vykti, yra akreciniai diskai prie žvaigždinės masės juodųjų skylių. Naujame tyrime apskaičiuota, kokioms sąlygoms esant neutronų pagavimas akreciniame diske yra efektyviausias. Žvaigždinė juodoji skylė – t.y. tokia, kurios masė kelis ar keliasdešimt kartų viršija Saulės masę – akrecinį diską gali užsiauginti rydama medžiagą iš kompanionės dvinarėje sistemoje. Bet čia nagrinėjami kitokie, trumpalaikiai, akreciniai diskai, atsirandantys po besisukančios žvaigždės sprogimo arba neutroninių žvaigždžių susiliejimo. Dalis medžiagos, nepatekusios iškart į juodąją skylę, nepabėga ir į tarpžvaigždinę erdvę, o lieka šalia ir ima kristi atgal. Jos kuriam laikui suformuoja akrecinį diską, kuriame vyksta labai energingi procesai, tarp jų – ir neutronų pagavimas bei naujų cheminių elementų formavimasis. Dalis disko medžiagos visgi išlekia tolyn, o ne įkrenta į juodąją skylę, taigi naujai susiformavę cheminiai elementai turi progą pasklisti plačiai ir praturtinti tarpžvaigždinę medžiagą. Analizei mokslininkai pasitelkė detalius skaitmeninius modelius, kuriuose įtraukiama ir disko dinamika – medžiagos judėjimas – ir termobranduolinės reakcijos, ir neutrinų pernešama energija. Paaiškėjo, kad kuo diskas masyvesnis, tuo sparčiau jame vyksta neutronų pagavimo reakcijos ir vėlesni skilimai. Tačiau tuo pačiu didesnė masė reiškia ir dažnesnį neutrinų susidūrimą su atomų branduoliais, o tai skatina atvirkščią procesą, kurio metu protonai virsta neutronai ir branduoliai dalijasi į mažesnius. Antrasis procesas augant masei spartėja greičiau, todėl sunkiųjų cheminių elementų formavimasis efektyviausias tada, kai diskas nėra pernelyg masyvus – maždaug 0,01-0,1 Saulės masės. Tokie masyvūs diskai visgi egzistuoja trumpai – vos kelias dešimtis sekundžių po juodąją skylę suformavusio įvykio. Bet net ir per tokį trumpą laiko tarpą nemaža disko masės dalis gali virsti sunkiais cheminiais elementais ir pabėgti į aplinką. Modelio rezultatai taip pat duoda prognozių apie šių procesų spinduliuotę – jas bus galima patikrinti ateities stebėjimais. Taip pat spinduliuotė leis nustatyti, kokie procesai vyksta trumpaamžiame akreciniame diske. Tyrimo rezultatai publikuojami MNRAS.
***
Naujas metodas sekti žvaigždėdarą. Dauguma galaktikų žvaigždes formuoja ne visą laiką tolygiai, o su įvairiais sustiprėjimais. Kai kurios galaktikos identifikuojamos kaip neseniai patyrusios žvaigždėdaros žybsnį; tiesa, „neseniai“ čia gali reikšti ir kelis šimtus milijonų metų. Galaktikų žvaigždėdaros istorija įprastai atkuriama remiantis sumine jų žvaigždžių spinduliuote. Skirtingo amžiaus žvaigždės šviečia skirtingai, todėl iš galaktikos spektro galima nustatyti, kokio amžiaus žvaigždžių joje yra. Deja, šis metodas yra gana grubus – duoda tik apytikrę informaciją apie žvaigždėdaros žybsnių trukmę, laiką ir intensyvumą. Dabar pasiūlytas naujas būdas įvertinti žvaigždėdaros žybsnių savybes: analizuoti žvaigždžių spiečius. Spiečius yra žvaigždžių grupė, susiformavusi praktiškai tuo pačiu metu. Šimtų, tūkstančių ar dar didesnio skaičiaus žvaigždžių sankaupą nuo aplinkinės galaktikos atskirti daug lengviau, nei pavienę žvaigždę, taigi galima nustatyti ir spiečiaus savybes, tarp jų ir amžių. Pasitelkę žinias apie artimas galaktikas, kurių žvaigždėdaros istoriją galima nustatyti gana tiksliai, mokslininkai nustatė, kaip siejasi žvaigždėdaros žybsnio intensyvumas ir didžiausio jo metu suformuoto spiečiaus masė. Šias žinias jie pritaikė vienai neseniai žybsnį patyrusiai galaktikai katalogo numeriu SDSS 623-52051-207, arba tiesiog S12. Išnagrinėję detalių stebėjimų duomenis, jie nustatė, kad galaktikoje nėra jaunesnių spiečių, nei 70 milijonų metų, taigi žvaigždėdaros žybsnis baigėsi bent prieš tiek laiko. Pagrindinis žybsnis buvo maždaug prieš 120 milijonų metų, jo metu susiformavę masyviausi spiečiai siekia kelias dešimtis milijonų Saulės masių – daugybę kartų daugiau, nei Paukščių Tako spiečiai ar netgi šiuo metu besijungiančios ir žybsnį patiriančios Antenų galaktikų poros. Apskaičiuotas žybsnio intensyvumas – apie 500 Saulės masių per metus, kone didžiausia žvaigždėdaros sparta aplinkinėje Visatoje (prieš 10 milijardų metų buvo galaktikų, kurios pasiekdavo tūkstančių Saulės masių per metus žvaigždėdaros spartą, bet nuo tų laikų vidutinė žvaigždėdara Visatoje sulėtėjo apie dešimt kartų). Likusį laiką per pastarąjį milijardą metų S12 žvaigždes formavo 3-5 Saulės masių per metus sparta, nedaug sparčiau, nei Paukščių Takas. Prieš 1-3 milijardus metų joje nutiko dar vienas žybsnis, kurio metu pasiekta 20-30 Saulės masių per metus žvaigždėdaros sparta, panašiai kaip šiandien Antenose. Šis tyrimas yra daugiau metodo pristatymas ir demonstracija, kokių rezultatų galima juo pasiekti. Ateityje taikant šį metodą kitoms galaktikoms tikimasi reikšmingai pagerinti supratimą apie galaktikų žvaigždėdaros istorijas. Tyrimo rezultatai arXiv.
***
Štai tokios naujienos iš praėjusios savaitės. Kaip įprastai, laukiu jūsų klausimų ir komentarų.
Laiqualasse