Kąsnelis Visatos DXL: Tamsioji materija

Tik maždaug šeštadalis visos materijos Visatoje gali būti pamatyta. Likusi dalis yra nematoma – tamsioji – materija, su įprasta sąveikaujanti tik gravitaciškai. Praeitos savaitės naujienose randame keletą su šiuo paslaptingu dariniu susijusių tyrimų. Viename ieškoma tamsiosios materijos dalelių tarpusavio anihiliacijos signalų kamuoliniuose spiečiuose, kitame svarstoma hipotezė, jog pirmąsias Visatos žvaigždes palaikė panašus procesas. Savaitės video – vizitas į tamsiosios materijos paieškų laboratoriją. Kitose naujienose – Artemis misijų moksliniai eksperimentai, planetų formavimosi eiga dvinarėse žvaigždėse ir Visatos anizotropijos tikrinimas skaičiuojant radijo galaktikas skirtingomis kryptimis. Gero skaitymo!

***

Tau Herkulidų lietus. Šaltinis: Jianwei Lyu (Steward Obs., U. Arizona)

Nors žadėtas Tau Herkulidų lietus nepasiekė meteorų audros lygio, bet buvo stipresnis nei įprastai. Ši nuotrauka, daryta Arizonos valstijoje JAV, prie Kitt Peak observatorijos teleskopų, apima pustrečios valandos stebėjimų, per kuriuos į kadrą papuolė bent 19 Herkulidų meteorų. Apskritai vidutinis meteorų skaičius per valandą siekė 10-25.

***

Artemis misijų moksliniai eksperimentai. Per artimiausius keletą metų žmonės sugrįš į Mėnulį. Bet Artemis programa apima ne tik žmonių skrydžius. Kartu tai yra naujas Mėnulio tyrimų etapas, kur žmonės, automatinės misijos ir orbitinė infrastruktūra dirbs kartu. Praeitą savaitę NASA paskelbė apie du naujus mokslinius bandymus ir vieną infrastruktūros eksperimentą, kurie bus Artemis misijos dalis. Moksliniai eksperimentai yra geologinis ir biologinis. Geologinis eksperimentas – autonominis nusileidimo modulis ir mėnuleigis, kurie iš viso turės aštuonis instrumentus, skirtus keistų Mėnulio paviršiaus darinių, vadinamų Gruithuiseno kūgiais, tyrimams. Šie kūgiai beveik neabejotinai yra vulkaninės kilmės, susidarę į paviršių iškilus daug silikatų turinčiai magmai, panašiai į granitą. Žemėje tokių darinių formavimuisi būtini vandenynai ir tektoninių plokščių judėjimas, tad visiškai neaišku, kaip jie atsirado Mėnulyje. Mokslininkai tikisi, kad Gruithuiseno kūgių tyrimai padės geriau suprasti visą planetų formavimosi procesą. Biologinis eksperimentas bus mielių Saccharomyces cerevisiae vystymosi Mėnulyje tyrimas. Eksperimentą sudarys modulis, paremtas palydovų-kubiukų technologija (t.y. 10 centimetrų kraštinės ilgio kubiniais komponentais), kuris bus nugabentas į Mėnulį ir naudojamas kaip inkubatorius mielėms. Taip bus tiriama gravitacijos ir spinduliuotės įtaka mielių biologijai. Rezultatai padės mokslininkams geriau suprasti, kokių genetinių ir biologinių pokyčių galima tikėtis įvairiuose organizmuose, įskaitant žmones, per ilgalaikes misijas kosmose. Abu eksperimentus gamins komerciniai NASA partneriai – įvairios bendrovės, siekiančios komercializuoti kosmoso teikiamas galimybes. Planuojama, kad misijos į Mėnulį keliaus 2026 metais.

Infrastruktūros eksperimentas į kosmosą turėtų pakilti kiek anksčiau – 2024 metais. Tai bus palydovas su labai jautriu detektoriumi, skirtu užfiksuoti silpnus pozicionavimo sistemų palydovų signalus. Pozicionavimo palydovai – eksperimente bus naudojamos GPS ir Europos Galileo sistemos – skrieja orbitomis aplink Žemę ir yra skirti prietaisų padėčiai Žemėje nustatyti, bet jų signalai sklinda ir plačiau. Dar šio amžiaus pradžioje buvo atlikti pirmieji bandymai, fiksuojant palydovo padėtį erdvėje tarp žemosios Žemės orbitos ir geostacionarios orbitos 30 tūkstančių kilometrų aukštyje. Vėliau atstumas nuo Žemės, kuriuo sėkmingai pagauti pozicionavimo signalai, vis didėjo, o 2019 metais pasiektas rekordas – 187 tūkstančiai kilometrų, arba beveik pusiaukelė iki Mėnulio. Naujasis LuGRE eksperimentas sieks pagauti signalus skriedamas aplink Mėnulį ir panaudoti juos savo pozicijos nustatymui. Jei eksperimentas bus sėkmingas, ateityje tokie palydovai gali būti panaudoti sukurti naują pozicionavimo sistemą Mėnuliui ir sudaryti beprecedenčio tikslumo mėnlapius, kurių reikės žmonėms tyrinėjant ir kolonizuojant mūsų palydovą.

***

Saulės sistemos formavimosi makalynė. Saulės sistema, kaip ir kitos planetinės sistemos, formavosi iš protoplanetinio dujų ir dulkių debesies. Dulkėms jungiantis į vis didesnius darinius, susiformavo daugybė uolienų, kurios daužėsi vienos į kitas. Pakankamai didelės ir pakankamai lėtai susiduriančios uolienos jungiasi į vis didesnes, formuoja planetesimales, vėliau – planetas. Likusios uolienos tampa asteroidais. Asteroidai išlieka nepakitę praktiškai nuo susiformavimo iki šių dienų, taigi tyrinėdami juos, mokslininkai gali daug sužinoti apie planetų formavimosi sąlygas. Patogiausia, aišku, tyrinėti meteoritus – į Žemę nukritusius asteroidų gabaliukus. Dabar, juos analizuodami, mokslininkai nustatė laikotarpį, kada Saulės sistemoje vyko didžiausi uolienų tarpusavio susidūrimai. Geležiniai meteoritai yra gana didelių asteroidų liekanos; šie asteroidai vienu metu buvo pakankamai dideli, kad išsisluoksniuotų į geležies kupiną branduolį ir silikatinę mantiją, o vėliau subyrėjo. Iki šiol nebuvo aišku, kada tie subyrėjimai įvyko. Bet dabar mokslininkai pasitelkė retai naudojamą radioaktyviojo datavimo techniką, paremtą radioaktyvaus paladžio skilimu į sidarbą, ir gerokai patikslino datas. Ištyrę daugybės geležinių meteoritų sudėtį, jie nustatė, kad visi šie meteoritai dalinai išsilydė ir dengiančių mantijų neteko praėjus 7,8-11,7 milijono metų po Saulės įsižiebimo žvaigžde. Keturių milijonų metų laikotarpis, lyginant su Saulės sistemos amžiumi, yra labai trumpas. Tai reiškia, kad tuo laikotarpiu asteroidų susidūrimai vyko daug dažniau, be to, tipiniai susidūrimų greičiai buvo daug didesni, nei anksčiau, tad asteroidai dažniau subyrėdavo, o ne sukibdavo tarpusavyje. Tyrimo autoriai pasiūlė du galimus paaiškinimus. Pirmasis – didžiųjų planetų migracija. Yra žinoma, kad keturios didžiosios planetos susiformavo daug arčiau Saulės, nei yra dabar; tiesą sakant, jų galėjo būti netgi penkios. Vėlesnė planetų migracija pakeitė jų orbitas, vieną planetą galimai išsviedė lauk ir gerokai sujaukė mažesnių kūnų judėjimą, taigi galėjo padidinti ir susidūrimų dažnį. Kita galimybė – protoplanetinio disko garavimas. Diskai paprastai gyvuoja apie 10 milijonų metų, taigi apskaičiuotas susidūrimų laikotarpis kaip tik sutampa su disko gyvavimo pabaiga. Diskas pirmiau neteko dujų ir smulkiausių dulkių – jas išgarino ir išstūmė stiprėjanti Saulės šviesa. Dujos šiek tiek stabdė pro jas judančius asteroidus, todėl iki dujoms išgaruojant, tipiniai asteroidų tarpusavio greičiai, taigi ir susidūrimo greičiai, buvo mažesni, o dujoms išgaravus – išaugo. Kol kas nežinia, kuris paaiškinimas teisingesnis, bet jie duoda truputį skirtingas prognozes apie skirtingos cheminės sudėties asteroidų pasiskirstymą erdvėje, taigi gausesni duomenys padės išsiaiškinti, kaip ir kodėl prasidėjo šis kataklizmiškas periodas. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Astronomy.

***

Senos spiralinės vijos protožvaigždiniame diske. Žvaigždė formuojasi iš tarpžvaigždinių dujų debesies gabaliuko, kuris vis traukiasi ir tankėja. Traukdamasis jis sukasi vis greičiau, tad visas į žvaigždę susitraukti negali – aplink centrinį tankėjantį branduolį susidaro diskas. Po kurio laiko jame ima formuotis žvaigždės, bet pradžioje diskas maitina augančią būsimą žvaigždę. Bent jau taip vyksta prie mažų žvaigždžių, kurių formavimosi procesas gali trukti net ilgiau nei dešimt milijonų metų. Ar diskai svarbūs masyvių žvaigždžių atsiradimui, kol kas neaišku. Rasti atsakymą gali padėti naujai atrasta masyvi žvaigždė su protožvaigždiniu disku, kuriame matomos spiralinės vijos – kitos žvaigždės praskridimo pro šalį padarinys. Žvaigždė aptikta tyrinėjant Paukščių Tako centrinę dalį, ten esantį tankių dujų žiedą, vadinamą Centrine molekuline zona. Vienoje dujų sankaupoje atrasta žvaigždė, kurios masė jau dabar siekia 32 Saulės mases, o ją supa maždaug 4,7 Saulės masių diskas. Šis atradimas reikšmingas jau vien tuo, kad tai yra pirmasis protožvaigždinis diskas, aptiktas taip arti Galaktikos centro – stebėti šį regioną sudėtinga dėl daugybės dulkių telkinių Galaktikos diske. Dar įdomiau, kad diske matyti dvi aiškios spiralinės vijos, nukreiptos priešingomis kryptimis nuo žvaigždės. Vijos gali atsirasti dėl gravitacinio nestabilumo – disko dujos, veikiamos savo pačių gravitacijos, ima kauptis į telkinius, o sukimasis juos ištempia į spiralines vijas. Tačiau šios žvaigždės diskas yra pernelyg karštas, o dujos jame juda per daug greitai, kad ten galėtų atsirasti gravitaciniai nestabilumai. Taigi vienintelis galimas vijų kilmės paaiškinimas – išorinis veiksnys: pro šalį praskridusi kita žvaigždė, kurios gravitacija ištempė disko dujas. Praskridimas turėjo įvykti prieš maždaug 10 tūkstančių metų – per tiek laiko vijų forma nusistovėjo tokia, kokią matome dabar, tačiau jos dar nespėjo išnykti. Tai reiškia, kad masyvios žvaigždės ne tik praeina protožvaigždinių diskų fazes, bet ir kad tos fazės trunka bent 10 tūkstančių metų arba daugiau, ir kad bent kartais pro šalį pralekia kitos žvaigždės ir reikšmingai sujaukia diskus. Žinoma, svarbu nepamiršti, kad atradimas padaryti netipinėje Galaktikos vietoje: Centrinė molekulinė zona yra tanki, o dujos joje juda gana greitai. Kitur Paukščių Take (ar kitose galaktikose) panašūs reiškiniai gali būti retesni, nei čia. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Astronomy.

***

Planetų formavimasis dvinarėse. Planetos formuojasi iš protoplanetinio dulkių ir dujų disko. Jei žvaigždė disko centre yra vieniša, formavimosi eiga gana aiški: diske auga dulkių sankaupos, jos po truputį virsta planetesimalėmis, o vėliau – planetomis. Bet jei žvaigždė yra dvinarė, situacija gali gerokai pasikeisti. Tą atskleidžia naujo tyrimo rezultatai, kuriuose nagrinėjamos protoplanetinio disko dvinarėje sistemoje savybės. NGC 1333-IRAS2A, nutolusi maždaug 300 parsekų, yra labai jauna dvinarė žvaigždė. Naujame tyrime pristatomi pirmą kartą gauti išskirti abiejų jos komponenčių ir aplinkinių struktūrų vaizdai. Iš abiejų žvaigždžių lekia čiurkšlės, bet jų kryptys beveik statmenos viena kitai; be to, panašu, kad čiurkšlės išmetamos ne vienu metu. Lygindami stebėjimus su skaitmeniniais modeliais mokslininkai nustatė, kad medžiaga iš diskų į žvaigždes krenta ne daugmaž tolygiai, kaip pavienėse žvaigždėse, o epizodiškai – maždaug po keliasdešimt ar šimtą metų kas tūkstantį metų – ir ne vienu metu į abi. Tokie epizodiniai medžiagos įkritimai sukelia žvaigždžių žybsnius, kurie įkaitina ir beveik išgarina likusį diską. Išgarintas ledas paskleidžia lakias medžiagas, kurios išsisklaido aplinkoje ir nebegali patekti į besiformuojančias planetas. Iš kitos pusės, daugiau energijos gali leisti vykti įvairioms endoterminėms reakcijoms. Taigi cheminių junginių įvairovė dvinarių žvaigždžių protoplanetiniuose diskuose turėtų gerokai skirtis nuo vienišų žvaigždžių. Tai gali reikšmingai paveikti ir ten augančių planetų savybes bei jų tinkamumą gyvybei. Tad šis atradimas svarbus bandant suprasti, kiek Paukščių Take gali būti gyvybei tinkamų planetų ir apskritai kokia turėtų būti planetų įvairovė. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature.

***

Daugybė naujų kintančiųjų žvaigždžių. Daugumos žvaigždžių šviesis nuolat keičiasi. Kai kurių – labai nežymiai ir lėtai; tarp jų yra ir mūsų Saulė. Kitų – palyginus stipriai ir greitai, dienų ar mėnesių periodais. Pastarosios žvaigždės labai domina astronomus, nes kintamumas priklauso nuo žvaigždžių gelmėse vykstančių procesų. Praeitą savaitę mokslininkai paskelbė naują kintančių žvaigždžių katalogą su net 116 tūkstančių įrašų – daugiau, nei bet kada anksčiau atrasta vienu kartu. Katalogas sudarytas daugiausiai remiantis apžvalgos ASAS-SN duomenimis. Ši apžvalga, vykdoma nuo 2013 metų, skirta supernovų paieškai. Teleskopai reguliariai – vidutiniškai dažniau nei kartą per parą – fotografuoja dangų, o algoritmai ieško netikėtai atsiradusių naujų šviesos šaltinių. Bet saugomi ir kiti duomenys, o juose galima sekti žvaigždžių šviesio pokyčius per laikotarpius nuo savaičių iki keleto metų. Mokslininkai tokių kintančių šaltinių paiešką patikėjo mašininio mokymosi algoritmams, kurie sudaro daugiau nei pusantro milijono kandidatų. Ne visi jie yra tikros kintančios žvaigždės – kai kurie buvo tiesiog blogi duomenys ar kitokie trumpalaikiai objektai. Galutinį atrinkimą mokslininkams padaryti padėjo entuziastai mėgėjai piliečių mokslo projekte Citizen ASAS-SN. Taip surasta maždaug 400 tūkstančių kintančiųjų žvaigždžių, tarp kurių 116 tūkstančių buvo anksčiau nežinotos. Iš jų 111 tūkstančių kinta periodiškai, o 5000 – nereguliariai. Toks kintamumas ypatingai įdomus, nes gali rodyti artėjančius radikalius žvaigždės pokyčius, pavyzdžiui supernovos sprogimą. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Lėčiausiai besisukantis pulsaras. Kone visos neutroninės žvaigždės – masyvių žvaigždžių liekanos, kuriose maždaug dvi Saulės masės medžiagos suspaustos į vos keliolikos kilometrų skersmens rutulį – labai greitai sukasi aplink savo ašį. Jų spinduliuotė sklinda daugiausiai išilgai magnetinio lauko ašies, kuri nesutampa su sukimosi ašimi. Taigi spinduliuotė sklinda vis kita kryptimi, panašiai kaip švyturio signalas. Tokie objektai vadinami pulsarais. Žinomų pulsarų sukimosi periodai siekia nuo keleto milisekundžių iki keliolikos sekundžių. Bet dabar atrastas pulsaras, kurio periodas yra beveik 76 sekundės. Objektas, pažymėtas katalogo numeriu PSR J0901-4046, nuo mūsų nutolęs apie 400 parsekų. Jį aptikti padėjo ilgos trukmės dangaus stebėjimai radijo bangų ruože. Apskritai objektas šviečia vos pusę procento savo periodo – tai reiškia, kad spinduliuotė iš jo sklinda labai siauru pluoštu, arba tas pluoštas vos užkabina Žemę. Kitos objekto savybės rodo jį esant panašų į magnetarą – ypatingai stiprų magnetinį lauką turinčią neutroninę žvaigždę. Magnetarų sukimosi periodai taip pat yra trumpesni nei PSR J0901-4046. Teoriniai modeliai rodo, kad neutroninei žvaigždei sukantis vis lėčiau, jos radijo spinduliuotė silpnėja, kol galiausiai pranyksta. PSR J0901-4046 neatitinka šių prognozių, tad astronomams neabejotinai bus labai įdomu išsiaiškinti, kuo jis skiriasi nuo kitų pulsarų ir magnetarų. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Astronomy

***

Tamsioji materija kamuoliniuose spiečiuose. Tamsioji materija sudaro daugiau nei 80% visos materijos Visatoje, bet kol kas jos tiesiogiai aptikti nepavyko. Vieninteliai įrodymai, kad ji egzistuoja, kol kas yra netiesioginiai – gravitacinis poveikis galaktikoms, jų spiečiams ar pro šalį sklindančiai šviesai. Kitas galimas tamsiosios materijos signalas yra dalelių anihiliacijos spinduliuotė. Tamsiąją materiją greičiausiai sudaro kokios nors dar nežinomos elementariosios dalelės, kurios nesąveikauja elektromagnetiškai. Jei jos sąveikauja tarpusavyje branduoline silpnąja ar stipriąja sąveika, jos gali susidūrusios tarpusavyje anihiliuoti ir pavirsti dviem kitokiomis dalelėmis, pavyzdžiui elektrono ir pozitrono pora. Elektronas ir pozitronas ilgai negyvena – taip pat anihiliuoja tarpusavyje ir paskleidžia gama fotonus. Tokio anihiliacijos signalo ilgą laiką ieškoma Paukščių Tako centre, bet iš principo jis gali egzistuoti ir kitur – kai kuriuose kamuoliniuose žvaigždžių spiečiuose. Bent du spiečiai Paukščių Take – Kentauro Omega ir Tukano 47 – galimai yra nykštukinių galaktikų liekanos, taigi juose turėtų būti reikšmingas tamsiosios materijos kiekis. Naujo tyrimo autoriai šiuose spiečiuose ieškojo elektronų-pozitronų anihiliacijos signalų. Nei viename objekte tokio signalo neaptikta, bet ir toks rezultatas yra svarbus. Spiečius nuo mūsų skiria daug mažesnis atstumas, nei Galaktikos centrą, todėl juose galima aptikti daug silpnesnį signalą. Faktas, kad jo neužfiksuota, leidžia apriboti maksimalią įmanoma tamsiosios materijos dalelės masę, jų koncentraciją spiečiuose ir dalelių tarpusavio sąveikos skerspjūvio plotą. Šios ribos susijusios tarpusavyje (pvz. jei dalelės masė mažesnė, mažesnis ir leidžiamas skerspjūvio plotas, nes mažesnių dalelių turi būti daugiau), tačiau žinodami maksimalų galimą tamsiosios materijos tankį iš kitų stebėjimų, mokslininkai įvertino, jog leistinas skerspjūvio plotas yra mažesnis, nei ankstesni, kitais tyrimais paremti, įverčiai. Taigi šis rezultatas dar labiau apriboja galimų tamsiosios materijos teorinių modelių įvairovę. Tyrimo rezultatai arXiv

***

Blausi pasklidusi struktūra kvazare. Galaktika 3C 273 yra gerai žinoma ir seniai tyrinėjama aktyvi galaktika, turinti milžinišką čiurkšlę ir labai ryškų aktyvų branduolį – į centrinę juodąją skylę krentančias dujas. Naujame tyrime nagrinėjama, kaip tų dujų skleidžiama energija pasiskirsto galaktikoje. Atlikę labai detalius stebėjimus milimetrinių bangų teleskopu ALMA, mokslininkai gavo labai aukšto kontrasto galaktikos vaizdą, kuriame greta ryškios čiurkšlės pavyko įžiūrėti ir platesnį, pasklidusį spinduliuotės regioną. Šią spinduliuotę skleidžia jonizuotos dujos, o spinduliuotės spektras rodo, kad jonizaciją greičiausiai sukelia būtent centrinis spinduliuotės šaltinis – aktyvus branduolys. Jonizuotų dujų regiono dydis ir šviesis rodo, kad jį sukurti reikia maždaug 7% aktyvaus branduolio spinduliuojamos energijos – gana didelės dalies, nes paprastai manoma, jog galaktikos dujos sugeria ne daugiau nei porą procentų branduolio spinduliuotės. Taip pat įdomu, kad nepaisant stiprios jonizacijos, tankių molekulinių dujų kiekis šioje galaktikoje nenusileidžia panašioms, tačiau neaktyvioms. Kitaip tariant, didelės dujų masės jonizacija reikšmingai nesumažina molekulinių dujų, iš kurių formuojasi žvaigždės, kiekio. Teoriniai modeliai prognozuoja, kad aktyvūs branduoliai yra labai svarbus veiksnys, reguliuojantis žvaigždžių formavimąsi galaktikose, tad šis rezultatas atrodo gana netikėtas. Tiesa, galbūt molekulinių dujų sumažės ateityje, o mes stebime tik pačią proceso pradžią. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astrophysical Journal.

***

Kosmologijos tikrinimas skaičiuojant galaktikas. Viena pagrindinių šiandieninės kosmologijos prielaidų yra Visatos izotropiškumas – vienodumas visomis kryptimis. Aišku, žiūrint iš Žemės, skirtingomis kryptimis matyti labai skirtingi dalykai – pavyzdžiui, Paukščių Tako centras ar kaimyninė Andromedos galaktika – bet didžiausiais masteliais netolygumai turėtų pranykti. Didžiausias ir tolimiausias darinys, kurį galime stebėti, yra kosminė foninė spinduliuotė, sklindanti visoje Visatoje nuo, galima sakyti, jos kūdikystės. Ji atsirado rekombinacijos metu, kai Visata atvėso tiek, jog elektronai ir protonai sukibo į neutralaus vandenilio atomus ir nustojo sąveikauti su spinduliuote. Stebėdami foninę spinduliuotę, matome įvairių netolygumų joje, iš kurių pagrindinis yra dipolis – spinduliuotės intensyvumas ir temperatūra viena kryptimi didesni, nei priešinga. Standartinis paaiškinimas yra toks, kad dipolis atsiranda dėl Žemės ir Saulės judėjimo didelio masto Visatos atžvilgiu, kitaip tariant, dėl Doplerio efekto. Panašiai, kaip artėjančio policijos automobilio sirenų garsas atrodo aukštesnio dažnio, nei tolstančio, taip ir artėjančios spinduliuotės dažnis atrodo aukštesnis. Jei toks paaiškinimas teisingas, analogišką dipolį turėtume matyti ir stebėdami tolimas galaktikas: ta kryptimi, kuria ryškesnė foninė spinduliuotė, galaktikų irgi turėtų būti daugiau. Iki šiol bandymai nustatyti galaktikų dipolio vertę daryti regimųjų spindulių diapazone. Jie davė rezultatus, neatitinkančius foninės spinduliuotės duomenų: dipolis atrodė nukreiptas panašia kryptimi, tačiau gerokai stipresnis (tarsi Žemė judėtų daug didesniu greičiu). Dabar analogiškas tyrimas atliktas naudojant radijo bangų duomenis. Mokslininkai suskaičiavo užgalaktinių radijo šaltinių, ryškesnių už tam tikrą ribą, skaičių ir vidutinį tokių šaltinių spinduliuotės intensyvumą įvairiomis kryptimis. Abiem atvejais išryškėjo aiškus dipolio signalas, kurį gali sukelti Žemės judėjimas 330-400 km/s greičiu. Foninės spinduliuotės dipolį paaiškina 370 km/s greitis. Visų trijų dipolių kryptys taip pat sutampa paklaidų ribose. Toks rezultatas leidžia spręsti, kad ankstesnis regimųjų duomenų neatitikimas rodo kažkokią galaktikų anomaliją (arba tiesiog buvo klaidingas), o ne fundamentalią kosmologijos problemą. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astrophysical Journal Letters.

***

Tamsiąja materija varomos žvaigždės? Žvaigždėms energiją teikia termobranduolinės reakcijos jų centrinėse dalyse. Bent jau įprastoms. Grupė mokslininkų teigia, kad ankstyvojoje Visatoje galėjo būti žvaigždžių, kurių energijos šaltinis – tamsiosios materijos dalelių tarpusavio anihiliacija. Tamsioji materija gerai žinoma kaip „su niekuo nesąveikaujanti materija“, bet tai yra tik viena iš galimų jos formų. Kol kas neradę elementariųjų dalelių, kurios galėtų paaiškinti tamsiosios materijos prigimtį, mokslininkai svarsto toli gražu ne vieną teorinį šios paslaptingos substancijos kilmės modelį. Vienas iš tų modelių vadinamas tarpusavyje sąveikaujančia tamsiąja materija (angl. Self-Interacting Dark Matter, SIDM). Pagal šį modelį, arti viena kitos atsidūrusios tamsiosios materijos dalelės susiduria, sunaikina viena kitą ir pavirsta fotonais. Aplink esanti įprasta medžiaga gali sugerti fotonus ir įkaisti. Šiandieninėje Visatoje tokie reiškiniai galbūt vyksta galaktikų centruose, iš kur sklinda iki galo nepaaiškintas gama spindulių srautas. Tačiau tas srautas labai silpnas ir reikšmingos įtakos galaktikos ar jos žvaigždžių evoliucijai nedaro. Pirmykštėje Visatoje situacija galėjo būti visai kitokia. Tyrimo autorių teigimu, pirmieji medžiagos – tamsiosios ir įprastos – telkiniai pasiekdavo pakankamą tankį, kad SIDM anihiliacija imtų reikšmingai kaitinti dujas. Kaitinti tiek, kad bent kurį laiką išlaikydavo jas nesusispaudusias iki tankių, reikalingų termobranduolinėms reakcijoms prasidėti. Kitaip tariant, pirmosios žvaigždės energiją gaudavo ne iš termobranduolinių reakcijų, o iš tamsiosios materijos anihiliacijos. Tokios žvaigždės galėjo būti daug masyvesnės, ryškesnės ir didesnio skersmens, nei įprastos. Jos galėjo susiformuoti praėjus 100-150 milijonų metų po Didžiojo sprogimo ir egzistuoti kelis ar keliasdešimt milijonų metų. Tyrėjų nuomone, James Webb kosminis teleskopas galėtų aptikti šias žvaigždes, jei jos iš tiesų egzistavo; tai leistų patikrinti šį tamsiosios materijos modelį ir galbūt gerokai praplėstų mūsų supratimą apie egzotiškus reiškinius Visatos jaunystėje. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Kaip jau minėjau poroje šios savaitės pranešimų, tamsiosios materijos kol kas aptikti nepavyko. Bet bandymai vykdomi. Apie juos pasakoja Veritasium:

***

Štai tokios naujienos iš vasaros pradžios. Kaip įprastai, laukiu jūsų klausimų ir komentarų.

Laiqualasse

3 komentarai

  1. Ar teisingai supratau, jog birželio meteorų lietūs nuo šiol kartosis kiekvienais metais? Nes praeitą kąsnelį perskaičiau diena per vėlai ir neteko stebėti.

Leave a Reply

El. pašto adresas nebus skelbiamas.