Gravitacija, nors ir silpniausia iš keturių fundamentaliųjų sąveikų, yra pagrindinis kosmoso struktūras valdantis veiksnys. Ji pasireiškia toli gražu ne tik kaip paprasta trauka, palaikanti planetas savo orbitose. Rezonansai, perturbacijos ir potvyniniai efektai – irgi gravitacijos poveikiai. Praeitos savaitės naujienose randame keletą tokių pranešimų: analizę, kaip silpnos pašalinių žvaigždžių perturbacijos gali destabilizuoti Saulės sistemą; labai artimą žvaigždę Paukščių Tako centrinei juodajai skylei, kurią gravitacija nuolat tampo ir gniuždo; bei dvinarę žvaigždę, kuri palyginus neseniai patyrė bendro apvalkalo evoliucijos stadiją, bet galiausiai jį nusimetė. Kitose naujienose – ilgalaikis kosmoso poveikis astronautų kaulams, planai siųsti sklandytuvus į Marsą ir plaukiojančius robotukus į Europą bei naujas paaiškinimas, kaip atsirado pirmosios supermasyvios juodosios skylės.
***
Astronautų kaulai neatsistato. Mūsų kūnai nėra prisitaikę gyventi kosmoso sąlygomis. Taigi astronautai kenčia nuo įvairių sveikatos problemų, pradedant raumenų atrofija, baigiant regėjimo sutrikimais. Viena iš pagrindinių problemų yra kaulų praretėjimas – osteopenija. Naujo tyrimo išvadose teigiama, kad astronautų kaulai neatsistato ir grįžus į Žemę, ypač po ilgų misijų. Mokslininkai ištyrė 17 astronautų – 14 vyrų ir trijų moterų – šlaunikaulių tankį prieš skrydį į kosmosą, iškart grįžus iš jo ir praėjus šešiems bei 12 mėnesių po sugrįžimo. Praėjus 12 mėnesių, remiantis įvairiais matavimo metodais, kaulų tankis vidutiniškai buvo 0,9-2,1% mažesnis nei prieš skrydį. Toks tankio sumažėjimas atitinka maždaug dešimt metų natūralaus senėjimo efektą. Pastebėta reikšminga priklausomybė nuo misijos trukmės: astronautai, kosmose praleidę iki pusmečio, po metų turėjo vidutiniškai 0,4% retesnius kaulus, o praleidę ilgiau – 3,9% retesnius. Jei panaši tendencija išliktų ir dar ilgesnėms – metų ir ilgesnės trukmės – misijoms, astronautams gali grėsti negrįžtami sveikatos sutrikimai. Suprasti šiuos žmogaus organizmo pokyčius ir rasti būdų juos sumažinti labai svarbu, planuojant ilgalaikes žmonių misijas į Mėnulį ir Marsą. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Scientific Reports.
***
Šie taškeliai ir prirašytos žymos prie kai kurių iš jų kadaise buvo patikimiausias būdas registruoti astronominius duomenis. Fotografinės plokštelės, pradėtos naudoti XIX a. pabaigoje ir naudotos praktiškai visą XX amžių, buvo daug patikimesnės už fotojuostas – ilgaamžiškos ir tvirtos. Daugybė apžvalginių dangaus stebėjimų registruota būtent ant tokių stiklo plokštelių. Dabar didžiulis jų rinkinys – kone 100 tūkstančių objektų – pilnai suskaitmenintas ir paskelbtas viešai. Šie duomenys – ne tik istorinė įdomybė; jie naudingi ir šiandieniniams moksliniams tyrimams. Jie suteikia praktiškai vienintelę galimybę astronomams sekti žvaigždžių padėties bei šviesio kitimą per ilgesnius nei poros dešimtmečių laikotarpius. Visą fotografinių plokštelių archyvą rasite čia.
***
Stochastiškas Žemės formavimasis. Kaip atsirado Žemė? Nors jau senokai žinome, kad ji kartu su kitomis planetomis gimė iš protoplanetinio dulkių ir dujų disko, daugelis proceso detalių tebelieka paslaptingos. Pavyzdžiui, kokios uolienos formavo mūsų planetą? Ilgą laiką atsakymas atrodė aiškus – chondritiniai asteroidai. Tai yra meteoroidų ir asteroidų tipas, pasižymintis chondrulėmis – apvaliais mineralų inkliuzais uoliniame kūne. Tai yra primityviausi kūnai Saulės sistemoje, tad atrodė logiška, jog iš tokių formavosi ir planetos. Bet Žemėje yra daug mažiau lakių junginių – pradedant vandeniliu ir heliu, baigiant įvairiomis molekulėmis, kurios Žemės paviršiaus sąlygomis būtų dujinės būsenos – nei chondrituose. Vienas galimas paaiškinimas būtų toks, kad besiformuojanti Žemė buvo labai karšta, todėl lakios medžiagos iš jos išgaravo. Bet tokiu atveju turėjo išgaruoti daugiau atomų ir molekulių atmainų – izotopų – su mažesniu neutronų skaičiumi branduolyje. Tačiau izotopų santykiai Žemėje puikiai atitinka chondritus. Atrodo, kad chondritų medžiaga pateko į Žemę ir negaravo lauk, tiesiog ji nebuvo vienintelis Žemės ingredientas. Naujame tyrime teigiama, kad būtent taip ir nutiko. Tyrimo autoriai sukūrė skaitmeninį modelį, kuriame sekamas uolinių planetų formavimasis, tarpusavyje jungiantis įvairioms planetesimalėms. Planetesimalės yra mažesni už planetas kūnai, kurių masės pakanka diferenciacijai – išsisluoksniavimui į branduolį, mantiją ir plutą. Jos galėjo formuotis įvairiose protoplanetinio disko vietose, o jų cheminė sudėtis priklausė nuo vietinės temperatūros. Skaitmeniniu modeliu sekdami planetesimalių susidūrimus, tyrėjai atrinko tas modelio realizacijas, kuriose susiformavo Merkurijaus, Veneros, Žemės ir Marso analogai – tinkamos masės planetos tinkamose vietose. Tada ištyrę jų cheminę sudėtį, jie nustatė, kad modeliu atkuriama tikroviška Žemės cheminė sudėtis. Tiesa, tai tik statistinis rezultatas, mat kiekvienoje realizacijoje planetos augimo istorija vis kitokia, todėl skiriasi ir galutinė sandara. Visgi labiausiai tikėtina sandara yra būtent tokia, kokią stebime realybėje. Cheminė sudėtis taip pat priklauso ir nuo medžiagos kritimo ant protoplanetinio disko spartos, nes ši lemia disko temperatūrą, taigi ir planetesimalių savybes. Tyrėjų teigimu, tikėtiniausia medžiagos kritimo sparta – kiek daugiau nei dešimtadalis Saulės masės per milijoną metų. Būtent apie milijoną metų truko ir planetesimalių formavimosi procesas. Šį modelį ateityje bus galima panaudoti ir kitų planetų cheminės sudėties tyrimams, pavyzdžiui, siekiant išsiaiškinti, kodėl Merkurijaus sandara gerokai skiriasi nuo kitų uolinių planetų. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Astronomy.
***
Porėta Mėnulio pluta – smūgių indikatorius. Pirmus kelis šimtus milijonų metų po susiformavimo Mėnulis, kaip ir Žemė, patyrė daugybę asteroidų ir meteoritų smūgių. Laikui bėgant smūgiai tapo vis retesni, o stambūs susidūrimai išvis liovėsi. Bet pėdsakus Mėnulyje jie paliko. Vienas iš pėdsakų yra kiaurymės Mėnulio plutoje. Susidūrimo metu išlydyta pluta stingdama prisirinko įvairių dujų, kurios vėliau išgaravo lauk, tačiau paliko kiaurymes. Dabar grupė mokslininkų skaitmeniniais modeliais parodė, jog plutos porėtumas Mėnulyje yra geras smūgių istorijos indikatorius. Sumodeliavę, kaip kinta Mėnulio plutos porėtumas skirtingo dydžio smūgių metu, mokslininkai išsiaiškino, kad didelių asteroidų smūgiai plutą praretina, o mažesni – sutankina. Taip nutinka todėl, kad tik didelių smūgių metu išsilydo pakankamas plutos kiekis, kad į ją prasiskverbtų naujos dujos iš mantijos. Taigi Mėnulio pluta palydovo gyvavimo pradžioje tapo labai porėta – maždaug 20% jos tūrio sudarė kiaurymės (palyginimui pemzoje kiaurymių yra apie 60%), o vėliau kiek sutankėjo. Palyginę modelių rezultatus su duomenimis apie šiandieninę Mėnulio plutą, mokslininkai daro išvadą, kad didelių smūgių Mėnulis patyrė tiek, kiek matome ir didelių – daugiau nei 200 km skersmens – kraterių, tuo tarpu mažesnių smūgių patyrė apie du kartus daugiau, nei yra kraterių. Nors Mėnulis neturi atmosferos ir tektoninių plokščių, kurių judėjimas efektyviai sunaikintų kraterius, Saulės vėjas ir smulkių meteoritų smūgiai per milijardus metų tą irgi gali padaryti. Anksčiau buvo manoma, kad tokių pranykusių kraterių yra gerokai daugiau – maždaug dešimt kartų tiek, kiek matomų. Naujasis rezultatas rodo, kad į Mėnulį – o taip pat ir į Žemę – asteroidai negalėjo atnešti labai daug lakių medžiagų, nes tų asteroidų smūgių paprasčiausiai nebuvo tiek daug, kiek manyta iki šiol. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Geoscience.
***
Planai žmonėms sugrįžti į Mėnulį ir ten pasilikti ilgam sukasi apie ašigalius, ypač pietinį, kuriame yra daug tamsių kraterių, kupinų vandens ledo. Tačiau šie krateriai gali būti ir labai pavojingi – Saulės vėjas juos galėjo stipriai elektriškai įkrauti, taigi krateriai gali kelti pavojų tiek astronautams, tiek elektriniams prietaisams. Apie tai, ir kitus Mėnulio pavojus, pasakoja Astrum:
***
Sklandytuvas Marse? Pernai sėkmingai išbandytas pirmasis sraigtasparnis Marse atvėrė visiškai naują būdą tyrinėti dangaus kūnus. Daugybė mokslininkų ir inžinierių skuba pasinaudoti galimybe sukurti skraidantį aparatą kitų planetų tyrimams. Štai dabar pristatyta idėja, kaip Marso tyrimus galėtų papildyti sklandytuvas. Sklandytuvas turi didelį privalumą prieš lėktuvą ar sraigtasparnį: variklio nebuvimas leidžia sutaupyti daug masės. Tyrėjų teigimu, sklandytuvas galėtų pasinaudoti šiltomis kylančiomis oro srovėmis bei skirtingo greičio oro masių frontais, kad išsilaikytų ore ilgą laiką. Skaičiavimai rodo, kad tai turėtų būti įmanoma ir vienas skrydis galėtų trukti nuo kelių valandų iki kelių dienų. Prototipinis sklandytuvas turi maždaug 3,3m pločio sparnus; jo masė tėra penki kilogramai, bet į juos telpa ne tik pačiam skrydžiui reikalingi įrenginiai, bet ir įvairūs sensoriai. Sklandytuvas galėtų būti gabenamas palydove-kubiuke (CubeSat) arba greta marsaeigio ir paleidžiamas tiesiai į atmosferą. Jis galėtų būti išlankstomas arba pripučiamas – abu variantai leistų didelį prietaisą gabenti mažoje talpoje. Sklandytuvo teikiama nauda, tyrėjų teigimu, būtų didžiulė. Šiuo metu turime labai mažai informacijos apie apatinius kelis Marso atmosferos kilometrus, mat palydovai daugiau tyrinėja viršutinius jos sluoksnius, o marsaeigiai – planetos paviršių. Sklandytuvo surinkta informacija padėtų suprasti medžiagos ir energijos apykaitą tarp Marso paviršiaus ir atmosferos, oro masių judėjimą aplink paviršiaus kliūtis ir kitus įdomius reiškinius. Tyrimo rezultatai publikuojami Aerospace.
***
Plaukiantys robotukai mėnulių tyrimams? Jupiterio palydovas Europa, Saturno Enceladas bei dar bent keli kūnai Saulės sistemoje turi ledu dengtus vandenynus. Štai Europoje, manoma, skysto vandens yra maždaug dvigubai daugiau, nei Žemėje. Tokioje aplinkoje gali būti ir gyvybės, tačiau ją nuo mūsų skiria dešimčių kilometrų ledo sluoksnis. Kaip ištirti popaviršinius vandenynus? Ne vienerius metus mokslininkai svarsto galimybes prasigręžti pro ledo plutą ir nusiųsti į vandenyną kokį nors zondą. Bet toks planas turi įvairių problemų. Net tarus, kad prasigręžti pro dešimtis kilometrų ledo pavyks, lieka klausimas, kaip zondas galės komunikuoti su palydovu orbitoje ar paviršiuje, iš kur gaus energijos judėjimui ir panašiai. Vieno naujoviško plano autoriai siekia išspręsti bent dalį šių problemų. SWIM (Sensing With Independent Micro-swimmers, lietuviškai būtų „Jutimas su nepriklausomais mikro-plaukikais“) projekto idėja – tyrinėti poledinį vandenyną ne vienu dideliu zondu, o spiečiumi mažų. Šiuo metu bandomi prototipai yra maždaug 12 centimetrų ilgio pleišto formos prietaisai, galintys autonomiškai plaukioti, justi aplinkos savybes, tokias kaip temperatūra ar cheminė sudėtis, ir komunikuoti su centrine stotimi. Centrinė stotis būtų cilindrinė talpa, kuri gręžtųsi kiaurai ledą ir už savęs paliktų ryšių kabelį. Pasiekusi vandenyną ji liktų prilipusi prie ledo ir paleistų spiečių – kelias dešimtis – mažyčių zondų į visas puses. Nors kiekvienas zondas greičiausiai negalėtų nutolti daugiau nei kelios dešimtys metrų nuo centrinės stoties, jie leistų susidaryti vaizdą apie vandenyno savybių variacijas tiek laike, tiek erdvėje. Be to, zondų spiečius leistų sumažinti riziką: sugedus vienam, kiti galėtų toliau sėkmingai veikti, taip pat būtų galima ištirti didesnę aplinką, nei vienu, kad ir galingesniu, aparatu. Galiausiai, zondai neturėtų būti karšti, priešingai nei talpa, kurioje jie gręžtųsi pro ledą, taigi galima būtų tyrinėti vandenyną natūralesnėmis sąlygomis. Birželio pabaigoje paskelbta, jog NASA skiria 600 tūkstančių dolerių šio prototipo vystymui. Tai nereiškia, kad jis tikrai taps realybe; juo labiau, kad SWIM nepriskirtas jokiai planuojamai kosmoso tyrimų misijai. Visgi po dešimties ar daugiau metų mažyčiai plaukiojantys robotukai gali tapti kurio nors mėnulio tyrimų programos dalimi ir suteikti pirmąsias žinias apie tai, kas iš tiesų vyksta giliai po ledu. Daugiau informacijos rasite NASA pranešime.
***
Kas galėtų suardyti Saulės sistemą? Neskaitant planetų migracijos netrukus po susiformavimo, Saulės sistema visą gyvenimą buvo labai stabili. Planetos sukasi savo orbitose ir neišlekia iš jų ar apskritai iš sistemos. Jei joks pašalinis veiksnys nesutrikdys šio balanso, stabilumas greičiausiai išliks iki pat Saulei tampant baltąja nykštuke, po daugiau nei penkių milijardų metų. Kiek tikėtini tie pašaliniai veiksniai? Praktiškai vienintelė įmanoma reikšminga perturbacija yra artimas kitos žvaigždės praskridimas. Naujame tyrime mokslininkai išnagrinėjo tokį scenarijų. Pirmiausia jie apskaičiavo minimalų pokytį, reikalingą Saulės sistemai destabilizuoti. Pasirodo, jei Neptūno orbitos spindulys pasikeistų vos 0,1%, tikimybė visų planetų orbitoms tapti nestabilioms per penkis milijardus metų išaugtų maždaug dešimt kartų. Paėmę šį kriterijų kaip minimalų, reikalingą nestabilumui, tyrėjai skaitmeniniais modeliais įvertino įvairių tikėtinų žvaigždžių praskridimų efektus. Taip jie nustatė, kad vidutinis laiko tarpas iki kokiai nors vienai žvaigždei praskrendant pakankamai arti, kad patrauktų Neptūną per 0,1% dabartinio orbitos spindulio, yra 100 milijardų metų. Kitaip tariant, tikimybė, jog viena praskrendanti žvaigždė pakenks Saulės sistemai, yra nykstamai maža. Tačiau daugelio žvaigždžių praskridimai gali turėti bendrą destabilizuojantį efektą. Tikėtinas laiko tarpas iki kol šis efektas viršys kritinę ribą yra apie milijardą metų. Tad apskritai tikimybės, jog iki Saulei mirštant planetų orbitos bus destabilizuotos, atmesti negalima. Taip pat tyrėjai išnagrinėjo analogiškus efektus kitokiose aplinkose – padrikajame žvaigždžių spiečiuje, kamuoliniame spiečiuje, Paukščių Tako baldže ir pačiame Galaktikos centre. Kaip ir galima tikėtis, tankesnėje aplinkoje destabilizuojantis praskridimas nutinka greičiau: Paukščių Tako centre – per milijoną metų, kamuoliniame spiečiuje – per 10 milijonų. Tai reiškia, kad tokiose vietose greičiausiai niekada nerasime planetinių sistemų, panašių į Saulės, nes tokios sistemos paprasčiausiai ilgai neišgyvena. Tyrimo rezultatai arXiv.
***
Smėlio debesys rudosiose nykštukėse. Žemėje debesis sudaro vandens lašeliai. Jupiteryje – amoniakas, Veneroje – sieros junginiai. Kai kuriose egzoplanetose aptinkama egzotiškų debesų požymių. Vienas iš pavyzdžių – silikatų debesys, kitaip tariant, smėlio grūdeliai. Dabar nustatyta, jog tokie debesys tikrai egzistuoja ir rudosiose nykštukėse. Rudosios nykštukės yra tarpiniai objektai tarp planetų ir žvaigždžių. Jie formuojasi kaip žvaigždės, bet neturi pakankamai masės, kad pradėtų branduolių sintezės reakcijas, teikiančias žvaigždėms energiją. Skirtingos masės – nuo 13 iki 80 Jupiterio, arba nuo 0,013 iki 0,08 Saulės masės – nykštukių paviršiaus temperatūra irgi skiriasi, nuo kelių šimtų iki kelių tūkstančių laipsnių. Jau seniau keletą kartų nykštukių spektre buvo pastebėti silikatų granulių pėdsakai, tačiau nei vienas atradimas nebuvo statistiškai reikšmingas. Naujojo tyrimo autoriai surinko daugiau nei šimto rudųjų nykštukių spektro duomenis. Išrikiavę juos pagal nykštukės temperatūrą, jie pastebėjo, kad silikatų debesų pėdsakai matomi tik 1000-1700 Celsijaus laipsnių ruože. Būtent tokį ruožą prognozuoja ir teoriniai skaičiavimai: karštesnėje aplinkoje silikatai lieka garų būsenoje ir neformuoja debesų, o žemesnėje sustingsta į kietą būseną ir nukrenta giliau, nei įmanoma juos pamatyti. Jungtinis rezultatas yra pakankamai stiprus, kad būtų galima daryti tvirtą išvadą, jog smėlio debesys rudosiose nykštukėse tikrai egzistuoja. Šios žinios padės geriau suprasti šių paslaptingų objektų savybes ir vystymąsi laikui bėgant. Tyrimo rezultatai arXiv.
***
Bendras dvinarės žvaigždės apvalkalas. Vienišos žvaigždės evoliucija priklauso beveik vien tik nuo jos masės; dar šiek tiek įtakos turi cheminė sudėtis. Tuo tarpu dvinarių žvaigždžių evoliucija – gerokai sudėtingesnė. Vienas svarbus jos etapas – vadinamoji bendrojo apvalkalo stadija (angl. common envelope phase), kurios metu vienos žvaigždės išoriniai sluoksniai apgaubia kompanionę. Taip nutinka, jei žvaigždės iš pradžių sukosi gana glaudžia (mažesnio nei vieno astronominio vieneto nuotolio) orbita ir masyvesnioji žvaigždė išsipūtė į milžinę. Teoriniai modeliai rodo, kad tokiu atveju žvaigždės turėtų suartėti viena prie kitos; trintis ir greitėjantis sukimasis įkaitina apvalkalą, kuris galiausiai nusimetamas. Žvaigždė-milžinė tada tampa mažytė, tačiau labai karšta, ir netrukus pavirsta į baltąją nykštukę. Bendrojo apvalkalo fazė turėtų trukti labai trumpai, palyginus su žvaigždžių gyvavimo trukme – vos kelis tūkstančius metų. Taigi nekeista, kad jos kol kas nepavyko užfiksuoti, nors apvalkalo išmetimo padarinių – mažų karštų žvaigždžių su labai artimomis kompanionėmis – yra atrasta ne viena. Dabar pirmą kartą aptikta tokia sistema, kurioje dar matyti palyginus neseniai nusimesto bendro apvalkalo pėdsakai. Dvinarė žvaigždė, žinoma katalogo numeriu J192054.50-200135.5, kuris nurodo ir objekto koordinates danguje, susideda iš baltosios nykštukės ir labai karštos mažos žvaigždės. Jų orbitos periodas tesiekia tris valandas, 29 minutes ir 42 sekundes, o per šešerius stebėjimų metus sutrumpėjo 0,1 sekundės. Tai reiškia, kad medžiaga iš žvaigždės krenta ant nykštukės, o proceso kuriama trintis artina kompaniones vieną prie kitos. Karštosios žvaigždės temperatūra yra apie 54 tūkstančius laipsnių – daugiau, nei įprastų karščiausių žvaigždžių. Jos masė tesiekia pusę Saulės masės; įprastai karščiausios žvaigždės būna bent 20 kartų masyvesnės už mūsiškę. Taigi akivaizdu, kad karštoji žvaigždė yra keista. Tą keistumą paaiškina apvalkalo netekimas – čia matome apnuogintą žvaigždės branduolį. Aplink sistemą aptikta medžiagos, kuri tolsta maždaug 200 km/s greičiu; ją kaitina žvaigždžių spinduliuotė. Remdamiesi medžiagos savybėmis ir dvinarių žvaigždžių evoliucijos modeliais mokslininkai apskaičiavo, kad medžiaga iš sistemos išmesta prieš maždaug 20 tūkstančių metų – taip pat trumpo laiko tarpo, lyginant su žvaigždžių gyvavimo trukme. Tolesni šios sistemos stebėjimai padės patobulinti dvinarių žvaigždžių evoliucijos modelius ir suprasti, kaip jos perduoda masę ir energiją viena kitai. Tyrimo rezultatai publikuojami MNRAS.
***
Trumpiausios orbitos žvaigždė Galaktikos centre. Paukščių Tako centre yra keturių milijonų Saulės masių juodoji skylė, vadinama Šaulio A*. Vienas iš įrodymų apie jos egzistavimą ir masę – daugybės žvaigždžių pačiame Galaktikos centre orbitos. Jos sukasi įvairiomis kryptimis ir įvairiose plokštumose, bet visos – aplink tą patį tašką. Laikui bėgant šio vadinamojo S-spiečiaus žvaigždžių atrandama vis daugiau. Kai kurios iš jų būna ir rekordininkės. Štai dabar aptikta S4716 – žvaigždė su trumpiausiu orbitos periodu. Vieną ratą, nors tiksliau – labai ištęstą elipsę, – aplink Šaulio A* ji apsuka per ketverius metus. Prie juodosios skylės ji priartėja vos 100 astronominių vienetų atstumu – tik šimtą kartų didesniu, nei skiria Žemę nuo Saulės. Didžiausias atstumas – apie septynis kartus didesnis. Tokia ištęsta ir artima juodajai skylei orbita lemia, kad S4716 kiekvienos orbitos metu yra stipriai gniuždoma ir tampoma. Teoriniai modeliai rodo, kad tokios žvaigždės – „skvyzarai“ (angl. squeezars, lietuviškai gal galėtų būti „gniužalai“) – turėtų švytėti gerokai ryškiau, nei paprastos tokios pat masės žvaigždės, ypač tada, kai yra labiausiai suspaudžiamos arčiausiai juodosios skylės. Šiuo atveju tokio efekto neaptikta – visų stebėjimų metu per maždaug du dešimtmečius S4716 šviesis išliko beveik vienodas ir jokių periodinių pokyčių nepastebėta. Tolesni šios ir gretimų žvaigždžių stebėjimai padės suprasti tiek žvaigždžių evoliuciją ekstremaliomis sąlygomis, tiek juodosios skylės ir jos artimiausios aplinkos savybes. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astrophysical Journal.
***
Pirmų juodųjų skylių atsiradimas. Praėjus vos 700 milijonų metų po Didžiojo sprogimo Visatoje jau buvo supermasyvių juodųjų skylių, kurių masė daugiau nei milijardą kartų viršija Saulės. Nors 700 milijonų metų – neįsivaizduojamai ilgas laiko tarpas žmogui, juodosioms skylėms užaugti iki tokių masių per tiek laiko gana sudėtinga. Kol kas nėra vieningo atsakymo, iš kur jos atsirado ir kaip užaugo tokios didelės taip sparčiai. Dauguma mokslininkų linksta prie atsakymo, kad supermasyvios juodosios skylės jau gimė dešimčių ar šimtų tūkstančių Saulės masių, praėjus 100-200 milijonų metų po Didžiojo sprogimo. Tokioms likusių 500-600 milijonų metų turėjo pakakti padidinti savo masę dešimt-šimtą tūkstančių kartų. Bet kaip susiformavo tos pirmykštės juodųjų skylių „sėklos“? Dauguma modelių remiasi prielaidomis apie išskirtines sąlygas – stiprią aplinkinių jaunų žvaigždžių spinduliuotę, kuri neleidžia dujoms atvėsti ir subyrėti į žvaigždes, arba specifinę magnetinių laukų konfigūraciją. Bet dabar pateiktas kitoks paaiškinimas, kuriam šios prielaidos visai nereikalingos. Naudodami skaitmeninį modelį, mokslininkai sekė masyvios galaktikos formavimąsi per pirmą milijardą metų po Didžiojo sprogimo. Pirmosios galaktikos užuomazgos atsirado Visatos amžiui esant maždaug 80 milijonų metų. Nuo tada galaktika augo praktiškai vien rydama šaltas dujas, kurios krito masyviais srautais. Šiais laikais tokių srautų jau seniai nebėra, bet pirmykštėje Visatoje jie buvo gana dažni. Naujojo modelio rezultatai parodė, kad keli srautai, vienu metu krentantys į augančią galaktiką, susidūrę tiek sujaukia dujas, kad jos nustoja fragmentuoti ir neformuoja žvaigždžių. Tačiau kai galaktikos centre susikaupia pakankamas dujų kiekis, kad įveiktų turbulenciją, jos ima sparčiai trauktis ir greitai suformuoja kelių dešimčių tūkstančių Saulės masių juodąją skylę. Šiam procesui nereikalingas nei ypatingas spinduliuotės srautas, nei magnetiniai laukai, nei kitos išskirtinės sąlygos. Vienintelis reikalavimas – keleto masyvių srautų egzistavimas vienu metu, ko ir taip reikia, kad vis galaktika išaugtų pakankamai masyvi per milijardą metų. Taigi šis rezultatas ir paaiškina, iš kur galėjo atsirasti pirmųjų supermasyvių juodųjų skylių pirmtakai, ir vienareikšmiškai susieja šias juodąsias skyles su masyviausiomis pirmykštėmis galaktikomis. Artimiausiu metu modelio prognozes bus galima patikrinti remiantis James Webb kosminio teleskopo ir kitų naujų teleskopų duomenimis. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature.
***
Štai tokios naujienos iš praėjusios savaitės. Kaip įprastai, laukiu jūsų klausimų ir komentarų.
Laiqualasse