Kąsnelis Visatos DXVIII: Senovė

Naujieji metai – tradicinis laikas pažvelgti į pasibaigusių pasiekimus ir prasidėjusių planus. Šiame Kąsnelyje rasite trumpą tokią apžvalgą, taip pat James Webb kosminio teleskopo kelionės naujienas. O dar – 41 tūkstančio metų senumo pašvaisčių modeliavimas, Ryugu asteroido medžiagos analizė, pirmykščių juodųjų skylių poveikio modelis ir dar šis tas. Kaip visada, dešimt naujienų laukia jūsų dėmesio. Gero skaitymo!

***

JWST kelionė. Prieš kiek daugiau nei savaitę pakilęs į kosmosą, James Webb kosminis teleskopas sėkmingai keliauja paskirties taško – Saulės-Žemės antrojo Lagranžo taško, arba trumpiau L2, link. Šiuo metu jis jau nuskrido apie 60% atstumo ir yra daugiau nei dvigubai toliau, nei Mėnulis. Teleskopo progresą realiu laiku galima sekti specialiame NASA puslapyje, kuriame rasite gausybę informacijos tiek apie jo judėjimą, tiek apie paleidimo etapus. Vienas iš svarbių paleidimo etapų įvyko savaitgalį – buvo atkabintas ir įtemptas ekranas, saugosiantis teleskopo prietaisus nuo Saulės šviesos ir šilumos. Proceso metu teko perkrauti vieną Saulės bateriją ir pasukti teleskopą, kad keli ekrano valdymo motorai nebūtų tiesioginiuose Saulės spinduliuose, tačiau visi šie manevrai pavyko sėkmingai. Ekraną sudaro penki folijos sluoksniai, kurie išskleidžiami vienas po kito, tad procesas dar truks keletą dienų. Taip pat penktadienį išskleista ir speciali plokštė, leidžianti kontroliuoti Saulės šviesos slėgio poveikį teleskopui; ji neleis teleskopui išdreifuoti iš numatytos orbitos.

Praeitą savaitę sulaukėme dar vienos geros žinios: įvertinę atliktus manevrus misijos inžinieriai paskelbė, kad teleskopui kuro užteks gerokai daugiau nei dešimčiai metų. Pagrindinė JWST misija numatyta penkeriems su puse, buvo tikimasi, kad pavyks ją pratęsti iki dešimties metų, o dabar atrodo, kad pavyks ir daugiau. Pagrindinis misijos trukmę ribojantis faktorius – kuras, kurio reikės nuolatinėms teleskopo trajektorijos pataisoms. Taip pat misiją gali tekti sustabdyti, susidėvėjus kuriam nors iš prietaisų, bet to irgi nesitikima per dešimtmetį.

***

2021-ųjų kosminiai pasiekimai (ir nesekmės). 2021 metai buvo gausūs kosminių skrydžių, naujų misijų ir atradimų. Detaliau juos apžvelgiu dviejuose straipsniuose „Aukštyn žvelgianti žmonija“ (I dalis čia, antra pasirodys šią savaitę), o čia, sekant Phys.org ir Space.com apžvalgas, siūlau prisiminti svarbiausius skrydžius.

Naujos misijos. Vasarį Raudonąją planetą pasiekė JAV, Kinijos ir Jungtinių arabų emyratų misijos; NASA marsaeigis Perseverance išbandė pirmąjį sraigtasparnį Marse, Kinijos marsaeigis Žurong tapo pirmuoju ne NASA prietaisu, sėkmingai nusileidusiu Marse. Spalį į ilgą kelionę išskrido asteroidų tyrimo misija Lucy, lapkritį – asteroido numušimo misija DART, gruodį – net du kosminiai teleskopai: rentgeno IXPE ir infraraudonųų JWST (žr. aukščiau). Dar sausio mėnesį buvo pratęsta Juno misija Jupiterio sistemoje; turėjusi užsibaigti pernai liepą, dabar ji tęsis bent iki 2025-ųjų rugsėjo.

Žmonių skrydžiai. Praėję metai buvo gausūs žmonių skrydžių į kosmosą. Gruodžio 11 dieną pasiektas rekordas – vienu metu kosmose buvo 19 žmonių. Iš viso pernai kosmose lankęsi 48 žmonės – 27 orbitoje, 21 suborbitiniuose skrydžiuose. Tarp jų buvo pirmoji Kinijos stoties įgula, privačių kompanijų – Virgin Galactic, Blue Origin ir SpaceX – kosmoso turizmo skrydžiai, ir netgi pirmasis filmas kosmose: Rusijos kūrėjų komanda spalį filmavo filmo scenas Tarptautinėje kosminėje stotyje.

Nesekmės ir nelaimės. Kai kurie skrydžiai baigėsi ir nesekmėmis – iš viso pernai tokių buvo 11 iš 146 skrydžių apskritai. Didžioji dalis nesėkmių buvo įvairūs raketų bandymai: Kinijos kompanijos iSpace raketa sprogo net du kartus, JAV karinių oro pajėgų hipergarsinės raketos bandymas irgi nepavyko, orbitos nepasiekė kompanijų Rocket Lab, Firefly Aerospace ir Astra bandomosios raketos. Vienintelė problema ne bandymų metu buvo Indijos geosinchroninių palydovų paleidimo raketos trečiosios pakopos gedimas rugpjūčio mėnesį.

Daugėjant objektų kosmose, dažnėja ir artimi prasilenkimai, aštrėja kosminių šiukšlių problema. Ji pernai pasireiškė keletą kartų: kai Rusija lapkritį raketa susprogdino vieną savo palydovą ir pažėrė daugybę nuolaužų į orbitą, dėl kurių iškilo pavojus net Tarptautinei kosminei stočiai, ir pačioje metų pabaigoje, kai SpaceX Starlink palydovai vos nesusidūrė su Kinijos kosmine stotimi Tiangong.

***

2022-ųjų prognozės. Prasidėję metai, žinoma, irgi bus kupini įvairiausių kosminių atradimų, nuo laboratorinių eksperimentų Žemėje iki tolimiausių Visatos kampelių tyrimų. Kai kuriuos svarbius numatomus įvykius galima apžvelgti jau dabar.

Privačių kompanijų skrydžiai. Kovo mėnesį SpaceX žada pirmąjį orbitinį Starship erdvėlaivio skrydį. Jei skrydis bus sėkmingas, per šiuos metus numatoma dar apie dešimt bandymų, o tikros misijos prasidės kitąmet – tarp jų planuojami skrydžiai į Mėnulį ir Marsą. Taip pat bandymus vykdys ir Boeing, kurios Starliner pirmą kartą skrido 2019-aisiais. Šiemet gegužę planuojamas dar vienas bandymas be įgulos, o po jo galbūt ir bandomasis skrydis su įgula. United Launch Alliance planuoja išbandyti naujos kartos raketą Vulcan Centaur, kuri pakeis ilgametes Delta IV ir Atlas V. Kompanija Blue Origin metų pabaigoje planuoja išbandyti pirmąją orbitinę raketą New Glenn. Kompanija Sierra Nevada Corporation kažkada šiemet turėtų pradėti reguliarius atsargų papildymo skrydžius į Tarptautinę kosminę stotį su Šatlą primenančiu erdvėlaiviu Dream Chaser.

Žmonių skrydžiai į kosmosą. Neskaitant galimo Boeing Starliner skrydžio, šiemet bus dar keletas įdomių žmonių kelionių į kosmosą. Jau vasario pabaigoje kompanija Axiom Space į Tarptautinę kosminę stotį nugabens keturių turistų grupę. Skrydis bus vykdomas naudojant SpaceX Crew Dragon kapsulę, tačiau visu administravimu rūpinasi būtent Axiom Space; tai bus pirmasis visiškai privatus žmonių skrydis į TKS. NASA jau suteikė leidimą ir antrai misijai, šių metų rudenį. Maždaug savaitę lankydamiesi stotyje astronautai ne tik atostogaus, bet ir atliks įvairių eksperimentų bei dalyvaus mokslo populiarinimo projektuose. Tuo tarpu Indija planuoja paleisti pirmuosius savo astronautus. Šių metų antroje pusėje planuojamos dvi bandomosios misijos be įgulos, o metų gale arba kitų metų pradžioje – ir pirmasis žmonių pakilimas į kosmosą.

Mėnulio misijos. Susidomėjimas Mėnuliu ir dėmesys jam pastaraisiais metais vis auga. Šiemet planuojami net penki skrydžiai į mūsų palydovą ar jo link. Metų pradžioje SpaceX pakels Mėnulio nusileidimo modulį Nova-C, pagamintą kompanijos Houston Intuitive Machines. Jame bus įdiegta visa šūsnis mokslinių instrumentų, tarp kurių penki kurti NASA, o kiti – įvairių kitų kompanijų ir agentūrų. Tarp jų bus ir mažytis mėnuleigis, kurtas britų kompanijos Spacebit – tai pirmasis britų bandymas nusileisti Mėnulyje. Kovą arba balandį turėtume sulaukti ir pirmosios Artemis projekto misijos – naujosios NASA raketos Space Launch System skrydžio aplink Mėnulį. ULA Vulcan Centaur raketa (žr. aukščiau) taip pat gabens krovinį į Mėnulį – ten bus ir pirmasis Japonijos mėnuleigis Yaoki. Metų viduryje į Mėnulį išskris Luna 25 – pirmoji Rusijos misija į Mėnulį nuo Sovietų sąjungos žlugimo (tiksliau – nuo 1976-ųjų). Metus pabaigs dar vienas Houston Intuitive Machines projektas – bendra su NASA misija nuskraidinti į Mėnulio pietų ašigalį grąžtą, skirtą ledui gręžti ir ištekliams išgauti. Tai bus vienas iš technologijų bandymų, reikalingų sėkmingam ilgalaikiam žmonių lankymuisi Mėnulyje užtikrinti.

Kitos kosminės misijos. Europos kosmoso agentūra gegužę paleis misiją JUICE, skirtą Jupiterio palydovų tyrimams. Rugsėjį išskris kita ESA misija – ExoMars 2022, kurios pagrindinis komponentas yra marsaeigis Rosalind Franklin. Ši misija turėjo skristi per praeitą skrydžių į Marsą „langą“ 2020-ųjų vasarą, bet buvo atidėta dėl koronaviruso pandemijos. Liepą išskris NASA misija į metalinį asteroidą Psichę. Rugsėjį pasibaigs DART misija – erdvėlaivis atsitrenks į mažytį asteroidą Dimorfą ir taip bandys pakeisti jo orbitą aplink didesnį kompanioną Didimą.

Astronominiai reiškiniai. Šiomis dienomis net plika akimi matoma kometa Leonard A1 šiandien pasiekė perihelį – artimiausią Saulei orbitos tašką. Deja, kometa matoma tik pietesnėse platumose. Balandžio pabaigoje ir gegužės pradžioje bus matoma kometa C/2021 O3 PanSTARRS – Tauro ir Persėjo žvaigždynuose ji turėtų pasiekti penktą ryškį, teoriškai įžiūrimą plika akimi. Visgi abiejų kometų pasiekiamas ryškumas toli gražu neprilygs 2020-ųjų vasarą matytai kometai NEOWISE. Dar šiemet Žemėje bus matomi du daliniai Saulės užtemimai – balandžio 30 ir spalio 25 dienomis; pastarasis bus gerai matomas ir Lietuvoje. Taip pat bus du pilni Mėnulio užtemimai – gegužės 16 ir lapkričio 8 dienomis. Pirmasis jų šiek tiek matysis ir Lietuvoje, antrojo, deja, čia neišvysime. Gruodžio 8 dieną matysime, kaip pilnas Mėnulis uždengia Marsą; reiškinys bus matomas visoje Europoje, taigi ir Lietuvoje. Apskritai metų pabaigoje Marsas bus opozicijoje – priešingoje dangaus pusėje, nei Saulė – taigi bus labai palankus metas stebėti šią planetą.

***

Pašvaistės prieš 41000 metų. Šiandieninė Žemės magnetosfera dieninėje planetos pusėje tęsiasi maždaug 6-10 planetos spindulių, kur susiduria su Saulės vėju ir atstumia jį nuo planetos. Prieš 40-42 tūkstančius metų magnetosfera buvo gerokai susilpnėjusi – magnetinio lauko stiprumas kurį laiką išvis buvo nukritęs iki 4% šiandieninio, o dieninėje pusėje magnetosfera praktiškai visai išnykdavo. Šis periodas vadinamas Lašampo įvykiu arba Lašampo magnetine ekskursija, pagal Lašampo (Laschamps) lavos lygumą Prancūzijoje, kur pirmą kartą uolienose aptikti įvykio pėdsakai. Kodėl jis nutiko, tiksliai nežinoma, tačiau neabejotina, kad toks magnetinio lauko pokytis galėjo turėti reikšmingos įtakos visai biosferai. Naujame tyrime nagrinėjama, kaip galėjo pasikeisti kosmoso orai Žemės aplinkoje. Tyrimo autoriai apjungė Saulės vėjo, Žemės magnetinio lauko ir pašvaisčių formavimosi skaitmeninius modelius ir įvertino, kaip galėjo atrodyti pašvaistės Lašampo įvykio metu. Pasirodė, kad Žemės magnetinio lauko ašis tuo metu pasisuko beveik statmenai sukimosi ašiai; pašvaistės tada irgi buvo matomos aplink pusiaują, o ne arti ašigalių. Magnetiniam laukui atsistatyti daugmaž į pradinę konfigūraciją – tiek geometrija, tiek stiprumu – reikėjo maždaug 1300 metų. Ar galėjo tokie pokyčiai turėti įtakos žmonijos vystymuisi? Šio tyrimo rezultatai atsakymo nepateikia, tačiau įdomu, kad apskaičiuoti tikėtiniausi pašvaisčių regionai sutampa su Ispanija ir Indonezija, kur randama daug žmonių veiklos pėdsakų iš to paties laikmečio. Kol kas galime tik spėlioti, ar pašvaisčių padažnėjimas šiuose regionuose paveikė žmonių kultūrų atsiradimą ir vystymąsi. Tyrimo rezultatai pristatyti gruodžio viduryje vykusiame Amerikos geofizikų draugijos susitikime, taip pat juos rasite ESSOAr.

***

Senovinė Ryugu medžiaga. Prieš metus Japonijos zondas Hayabusa2 į Žemę pargabeno asteroido Ryugu medžiagos mėginių. Dabar pristatyta pirmoji jų analizė, rodanti, kad mėginiuose yra ir evoliucijos paveiktų, ir pirmykščių medžiagos granulių. Ryugu priklauso anglinių, arba C tipo, asteroidų klasei, kurie greičiausiai susiformavo pačioje Saulės sistemos pradžioje, todėl juose turėtų būti pirmykščių mineralų. Iš kitos pusės, asteroido paviršių nuolat veikia Saulės spinduliuotė, į jį pataiko tarpplanetinės dulkės bei Saulės vėjas, praeityje jis galėjo patirti susidūrimų, taigi dalis medžiagos, ypač paviršinės, gali nebebūti pirmykštė. Naujajame tyrime pristatoma spektroskopinė medžiagos analizė, atlikta infraraudonųjų spindulių ruože. Ji parodė, kad daugiausiai asteroido granules sudaro hidroksilo junginių turintys bei organiniai junginiai, tačiau taip pat yra lokalių karbonatų ir azoto hidrido turinčių molekulių. Pastarieji junginiai yra labai lakūs, kitaip tariant, lengvai išgaruotų nuo bet kokio išorinio poveikio. Jų egzistavimas rodo, kad bent kai kurios granulės sudarytos iš pirmykštės, nepakitusios asteroido medžiagos. Tikslus jų amžius nežinomas – tai bus nustatyta vėliau – tačiau jau dabar aišku, kad tai yra seniausia Žemės laboratorijose esanti Saulės sistemos medžiaga. Pirminė granulių analizė taip pat parodė, kad jų vidutinis tankis yra tik ~20% didesnis už vandens tankį; tai reiškia, kad net ir mažos granulės – didžiausios iš jų nesiekia centimetro – turi daug kiaurymių, kurios sumažina vidutinį uolienos tankį. Tipinė granulių išvaizda ir infraraudonųjų spindulių atspindžio spektras atitinka viso asteroido savybes, taigi mėginys greičiausiai yra reprezentatyvus viso asteroido sandarai. Tyrimo rezultatai publikuojami dviejuose straipsniuose Nature Astronomy.

***

Marso šiaurės lyguma ir krateris. Šaltinis: ESA/Roscosmos/CaSSIS

Ši nuotrauka daryta dar prieš pusmetį – pernai liepą. Joje matome dalį Šiaurinės dykros (Vastitas Borealis) – didžiulės Marso žemumos, apimančios šiaurės ašigalio regioną. Baltai rausvas skritulys pakraštyje – krateris, kurio dugne esama atviro vandens ledo. Šiauriniuose kraterių šlaituose, kuriuos Saulė apšviečia mažiau, nei pietinius, toks vaizdas pasitaiko neretai. Nuotrauką darė ESA/Rusijos zondas ExoMars Trace Gas Orbiter, skirtas Marso atmosferos tyrimams.

***

Žieduotas Saulės sistemos formavimasis. Visos jaunos žvaigždės turi protoplanetinius diskus. Kai kuriuose diskuose matomi tarpai, atsirandantys dėl netolygaus dulkių judėjimo. Dulkėms migruoti artyn arba tolyn nuo žvaigždės neleidžia staigūs dujų slėgio pokyčiai, kylantys tose vietose, kur tam tikri dažnai diskuose pasitaikantys elementai ar junginiai pereina iš ledo į dujų būseną. Ar gali būti, kad tokie tarpai lėmė ir Saulės sistemos planetų formavimąsi? Naujame tyrime bandoma į šį klausimą atsakyti remiantis skaitmeniniais modeliais. Modelyje nagrinėjama disko aplink jauną Saulę evoliucija, įtraukiant silikatų, vandens ir anglies monoksido fazinius virsmus. Jie įvyksta, atitinkamai, 1400, 170 ir 30 kelvinų temperatūroje. Modelis parodė, kad šie virsmai sutelkia dulkes ir dalį dujų į tris žiedus. Vidinis žiedas susidaro maždaug ties vienu astronominiu vienetu (AU) nuo Saulės. Jame susitelkusios dulkės gali lipti į vis stambesnius junginius – planetesimales – daug efektyviau, nei tolygiame diske, ir suformuoti maždaug Marso dydžio kūnus. Pastarųjų susidūrimai suformuoja uolines planetas. Modelyje pavyko atkurti jų formavimąsi ir netgi subtilius Veneros, Žemės ir Marso cheminės sudėties skirtumus. Vidurinis iš trijų žiedų formavosi tarp 3-4 ir 10-20 AU nuo Saulės – ten, kur dabar yra didžiosios planetos. Jo masė pakankamai didelė, kad paaiškintų spartų šių planetų augimą, tuo tarpu iš tolygaus disko jos formuotųsi lėčiau, nei reikia, norint paaiškinti kitas Saulės sistemos savybes. Išorinis žiedas, tarp 20-45 AU, greičiausiai neformavo planetų. Visgi jo savybės atitinka kitų stebėjimų išvadas, jog Saulės sistemos jaunystėje už dabartinės Urano orbitos egzistavo planetesimalių diskas. Dalis šio disko vėliau tapo Kuiperio žiedu. Taip pat modelis paaiškina ir faktą, kad asteroidus bei meteoritus galima suskirstyti į kelias aiškias grupes – jie formavosi skirtinguose žieduose, todėl turi skirtingas savybes be tolygaus perėjimo tarp jų. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Astronomy.

***

Šiuo metu žmonijos energijos poreikis yra daug mažesnis, nei Saulės energija, pasiekianti Žemę. Bet ateityje gali būti ir kitaip – nuolat augantys poreikiai viršys tai, ką Saulė mums gali suteikti. Nebent išsiplėstume ir imtume Saulės energiją kaupti kosmose. Galbūt uždengsime nemažą dalį Saulės (stebint iš kitų žvaigždžių)? Tokia struktūra vadinama Daisono sfera. Jų ieškoma daugiau nei pusšimtį metų, nuo pat SETI projektų pradžios. Kaip vyksta šios paieškos ir kaip joms sekasi, pasakoja PBS Space Time:

***

Egzoplanetos magnetosfera. Pirmą kartą aptikta egzoplanetos magnetosfera. Tiksliau sakant, aptikta vandenilio bei jonizuotos anglies uodega, besidriekianti už planetos, kaip ir turėtų būti, žvaigždės vėjui sąveikaujant su magnetiniu lauku. Atradimas padarytas stebint gana netolimos planetos HAT-P-11b tranzitus. Planetos masė kiek didesnė nei Neptūno, taigi ji daugiausiai sudaryta iš dujų. Šešių tranzitų metu planetos spektre užfiksuoti anglies jonų pėdsakai, taip pat aptikta iš jų sudaryta uodega, bėganti nuo planetos maždaug 40 km/s greičiu ir nusidriekusi apie vieną AU, nors planeta nuo žvaigždės nutolusi vos 0,05 AU. Iš šių duomenų apskaičiuotas tikėtinas planetos magnetinio lauko stiprumas siekia 1-5 gausus, arba 2-10 kartų daugiau, nei Žemės. HAT-P-11B toli gražu nėra tinkama gyvybei (bent jau žemiškai) planeta, bet apskritai magnetinis laukas greičiausiai yra svarbus veiksnys, lemiantis planetos gyvybingumą. Saulės sistemoje nuolatinį magnetinį lauką tarp uolinių planetų turi tik Žemė, todėl ieškant gyvybei tinkamų egzoplanetų, irgi svarbu nustatyti, ar jos turi magnetinį lauką. Šis atradimas – pirmas žingsnis tokios analizės link. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Astronomy

***

Trijų kūnų judėjimas statistiškai. Trijų kūnų problema, arba uždaviniu, vadinamas klausimas, kaip judės trijų kūnų sistema, kur kiekvieną kūną veikia kitų dviejų gravitacija. Analogišką dviejų kūnų uždavinį išspręsti visiškai paprasta, tuo tarpu trims kūnams sprendiniai egzistuoja tik kai kuriais idealizuotais atvejais. Bendru atveju sistema vystosi chaotiškai – mažytis pradinių sąlygų (objektų padėčių, masių ar greičių) pokytis gali vesti prie visiškai skirtingo rezultato. Pavyzdžiui, jei trys kūnai yra dvinarė žvaigždė ir prie jos artėjanti trečia, sąveikos rezultatas gali būti bet kurios vienos žvaigždės išmetimas, stabilios trinarės sistemos susiformavimas arba vienos iš žvaigždžių išmetimas į pailgą, bet vis dar pririštą orbitą, tad po kurio laiko ji grįžta ir sąveika pasikartoja. Naujame tyrime šios galimybės nagrinėjamos statistiškai. Tyrėjai sąveiką suskirstė į etapus: viename etape sistemą galima padalinti į dvinarę ir prie jos artėjančią trečią žvaigždę, kitame visos trys žvaigždės sąveikauja vienodai stipriai ir prasideda chaosas. Toliau pirmasis etapas nagrinėjamas skaitmeniniu modeliu, kuriame deterministiškai sekamas žvaigždžių judėjimas, o antrasis pakeičiamas atsitiktiniu pasekmių generatoriumi. Tokia kombinacija leidžia įvertinti galimas visos sąveikos pasekmes bei jų priklausomybę nuo suminės sistemos energijos ir judesio kiekio momento. Gauti rezultatai gerai atitinka daug detalesnių skaitmeninių modelių išvadas. Tad nors šis modelis negali prognozuoti konkrečios pavienės sąveikos rezultato, jis leidžia daug greičiau, nei įprasti modeliai, įvertinti skirtingų baigčių tikėtinumą. Modelį galima nesunkiai praplėsti, įtraukiant žvaigždžių potvyninę sąveiką ar kitokias deformacijas. Tai leis įvertinti, kaip trijų kūnų sąveikos baigtys priklauso nuo tų kūnų tipų – neutroninės žvaigždės, juodosios skylės, įprastos žvaigždės ir planetos greičiausiai sąveikauja skirtingai. Tyrimo rezultatai publikuojami Physical Review X

***

Virpesiai magnetaro išsiveržimo metu. Magnetarais vadinamos neutroninės žvaigždės, kurių magnetinis laukas yra išskirtinai stiprus – paprastai trilijonus kartų stipresnis, nei Žemės. Tokių objektų žinoma vos kelios dešimtys. Astronomams jie labai įdomūs būtent dėl magnetinio lauko, mat juose vykstantys procesai padeda suprasti ekstremalių reiškinių savybes. Kartais magnetaruose nutinka išsiveržimai, kurių metu jų šviesis išauga milijardus kartų, bet tik sekundės daliai. Jau kurį laiką žinoma, kad išsiveržimo metu spinduliuotė nėra visai tolygi, o svyruoja. Svyravimai būna daugmaž periodiški, kelių šimtų hercų dažnio. Visgi iki šiol šie virpesiai aptikti tik išsiveržimo pabaigoje, kai šviesis jau blėsta. Dabar pirmą kartą užfiksuoti virpesiai išsiveržimo maksimumo metu. Plataus spektro ir stebėjimo lauko detektorius ASIM, įmontuotas Tarptautinėje kosminėje stotyje ir skirtas atmosferos viršuje vykstantiems energingiems reiškiniams stebėti, 2020-ųjų balandį užfiksavo žybsnį, kuris truko apie dešimtadalį sekundės. Didžiausio šviesio metu, kuris truko kiek daugiau nei dvi milisekundes, užfiksuoti periodiški spinduliuotės intensyvumo ir spektro svyravimai, kurių dažnis siekė apie 4300 hercų. Kartu šis žybsnis buvo tolimiausias magnetaro išsiveržimas – jis nutiko Skulptoriaus galaktikų grupėje, maždaug už 4 megaparsekų nuo mūsų. Virpesius turėtų sukelti vadinamoji Alfveno banga, sklindanti magnetaro magnetiniame lauke, o detali informacija apie virpesius padės geriau suprasti šios bangos savybes. Tai, savo ruožtu, padės suprasti, kaip elgiasi ypatingai tanki medžiaga, veikiama ypatingai stipraus magnetinio lauko. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature

***

Pirmykščių juodųjų skylių poveikis. Iš kur atsirado supermasyvios juodosios skylės galaktikų centruose? Iš ko sudaryta tamsioji materija, kurios Visatoje yra apie penkis kartus daugiau, nei įprastos, barioninės? Į abu klausimus gali atsakyti pirmykštės juodosios skylės – dariniai, susiformavę per pirmąsias sekundės dalis po Didžiojo sprogimo. Apie galimą jų egzistavimą kalbama ne vieną dešimtmetį, bet kol kas vienareikšmiški egzistavimo įrodymai neaptikti. Kita vertus, kol kas nepavyko ir vienareikšmiškai paneigti jų egzistavimo galimybės; įvairūs stebėjimai tik apriboja, kokios masės ir kiek tokių juodųjų skylių galėtų būti Visatoje. Pavyzdžiui, yra žinoma, kad jei visos pirmykštės juodosios skylės būtų vienodos masės, jos negalėtų paaiškinti tamsiosios materijos, nes tokią jų koncentraciją tikrai pastebėtume; iš kitos pusės, įvairių masių juodųjų skylių populiacija galėtų iki šiol likti neaptikta. Naujame tyrime nagrinėjama, kaip vystytųsi įvairios masės pirmykščių juodųjų skylių populiacija ir kokius pastebimus pėdsakus paliktų Visatoje. Padarę prielaidą, kad pirmykščių juodųjų skylių masių įvairovė apima platų intervalą nuo mažesnių už Žemės iki kelių milijonų Saulės masių, tyrėjai išnagrinėjo, kaip jos judėtų viena kitos atžvilgiu, rytų aplinkines dujas ir paveiktų galaktikų evoliuciją. Paaiškėjo, kad kai kurios juodosios skylės gali tapti pirmųjų žvaigždžių formavimosi branduoliais, taigi žvaigždėdara tokioje visatoje prasidėtų kiek anksčiau. Maždaug 150 milijonų metų po Didžiojo sprogimo Visatą nušviestų medžiagos kritimas į pirmykštes juodąsias skyles, tačiau vėliau šis procesas greitai sulėtėtų dėl tų pačių žvaigždžių formavimosi bei įvairių grįžtamojo ryšio procesų. Masyvios pirmykštės juodosios skylės sukristų į galaktikų centrus, kur duotų pradžią supermasyvioms juodosioms skylėms, tuo tarpu mažiausios liktų skrajoti galaktikų pakraščiuose ir tarpgalaktinėje erdvėje ir galėtų atlikti tamsiosios materijos vaidmenį. Vienas modelis, paaiškinantis kelis esminius Visatos komponentus, atrodo labai naudingas; iš kitos pusės, jis remiasi prielaidomis apie pirmykščių juodųjų skylių formavimosi galimybes, kurios toli gražu nėra detaliai išnagrinėtos ir patvirtintos. James Webb kosminis teleskopo duomenys leis patikrinti šį modelį. Infraraudonųjų spindulių ruože turėtų būti matomi pirmųjų juodųjų skylių augimo – medžiagos akrecijos – požymiai. Žinodami, kiek ir kokių juodųjų skylių Visatoje buvo praėjus 100-500 milijonų metų po Didžiojo sprogimo galėsime daug tvirčiau pasakyti ir kaip jos apskritai atsirado. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Štai tokios naujienos iš praėjusių metų pabaigos. Kaip visada, laukiu jūsų klausimų ir komentarų.

Laiqualasse

5 komentarai

Leave a Reply

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *