Kąsnelis Visatos DLVII: Vanduo ir orbitos

Vanduo būtinas visai mums žinomai gyvybei, taigi kosmose jo irgi dažnai ieškome, bandydami suprasti, ar kur nors kitur gyvybės esama arba būta. Praeitą savaitę paskelbta apie mikroskopinius vandens inkliuzus asteroido Ryugu mėginiuose, kurie įrodo, jog jis formavosi toli nuo Saulės. Taip pat atrasti keleto užliejimų požymiai Marso Utopijos lygumoje, padedantys geriau suprasti planetos vandens istoriją. Kita tema, jungianti keletą praeitos savaitės naujienų – orbitos. Čia rasime ir asteroido Dimorphos orbitos pakeitimą NASA zondo smūgiu, ir žvaigždžių liekanų orbitų Paukščių Take analizę, ir kosminių šiukšlių orbitų žeminimą bei Hablo orbitos pakėlimą. Gero skaitymo!
***

NASA sėkmingai pamušė asteroidą. Neabejotinai didžiausia praėjusios savaitės kosminė naujiena – sėkmingas DART zondo smūgis į asteroidą. Paprastai zondo sudužimas yra arba nelaimė (taip nutiko, pavyzdžiui, ne vienam marsaeigiui), arba ilgos misijos pabaiga, siekiant užkirsti kelią galimam užteršimui Žemės biologine medžiaga (Cassini zondo atvejis), bet šįkart buvo kitaip. DART, arba Dvigubo asteroido nukreipimo bandymas (Double Asteroid Redirection Test) yra pirmasis praktinis planetos gynybos technologijos bandymas. Asteroidai – ilgalaikėje (tūkstančių-milijonų metų) perspektyvoje didžiausią pavojų Žemei kelianti grėsmė. Per pastaruosius du dešimtmečius neblogai išsiaiškinome, kurie Saulės sistemos asteroidai kelia didžiausią pavojų Žemei, t.y. gali kada nors susidurti su mūsų planeta. Šiuo metu žinome, jog per artimiausią šimtmetį tokių susidūrimų nebus, tačiau kai sužinosime apie artėjantį susidūrimą, bandyti jo išvengti reikės likus dešimtmečiams, o ne paskutinę minutę. Smūgis į asteroidą – konceptualiai paprasčiausias sprendimas, mat taip galima truputį pakeisti jo trajektoriją, o per dešimtmečius toks pokytis reikš, kad asteroidas saugiai praskris pro Žemę užuot su ja susidūręs. Asteroidas Dimorphos – DART taikinys – pavojaus Žemei nekelia, tačiau jo orbita aplink didesnįjį Didymos daug lengviau išmatuojama, nei orbita aplink Saulę. Taigi DART smūgio padarinisu išmatuoti buvo galima per keletą dienų. Misija paleista pernai lapkritį, savaitės pradžioje sėkmingai priartėjo prie Dimorphos ir į jį atsitrenkė daugiau nei 6 km/s greičiu. Prieš atlikdamas smūgį – kuris padarytas naudojantis vien autonomine navigacija – zondas darė daug asteroido nuotraukų; paskutinėje jų matyti aštriabriauniais luitais nusėtas paviršius, kaip ir tik truputį didesnių asteroidų Bennu ir Ryugu. Apjungus paskutines kelias zondo atsiųstas nuotraukas, gautas beveik visas asteroido vaizdas:

Šaltinis: NASA, Imgur vartotojas Eydeet

Sudėjus visas zondo nuotraukas, galima pagaminti ir vaizdo siužetą, kuriame matyti tiek Dimorphos, tiek šalimais esantis Didymos. Deja, daug geresnių smūgio vaizdų nepamatysime. DART zondo kamera sudužo su juo; kartu skridęs Italijos zondas LICIACube nuotraukų atsiuntė, tačiau jų kokybė nėra tokia puiki, kaip norėtųsi

Nepaisant to, šios nuotraukos labai svarbios siekiant suprasti, kaip vyko smūgis, kiek medžiagos pažiro iš asteroido ir kiek pakito jo trajektorija. Dėl šios priežasties į smūgio vietą buvo nukreipti ir kiti teleskopai – tiek antžeminiai, tokie kaip Les Makes observatorija Reuniono saloje Indijos vandenyne bei kosmoso milžinai Hablas ir James Webb. Nuotraukose gerai matyti asteroidų poros paryškėjimas ir dulkių debesis, išlekiantis iš Dimorphos. James Webb nuotraukos netgi leidžia įvertinti, kuriomis kryptimis lekia dulkės. Stebėjimai tęsiasi ir toliau, o per savaitę-dvi turėtų paaiškėti, kiek iš tiesų pasikeitė Dimorphos orbita. Ankstesni skaičiavimai leido prognozuoti, kad beveik 12 valandų trukmės orbita turėtų sutrumpėti iki 10 minučių, bet tiksliai kol kas nežinome. Tai yra vienas iš misijos tikslų – patobulinti tokias prognozes, kad ateityje, kai iš tiesų reikės ginti Žemę nuo asteroido, galėtume būti užtikrinti misijos sėkme.

Smūgis masyviu zondu – toli gražu ne vienintelis būdas pašalinti asteroido keliamą pavojų. Du kiti daug svarstomi planai yra gana ekstremalūs, lyginant su DART principu. Pirmasis – ekstremaliai galingas: susprogdinti asteroidą branduoliniu užtaisu. Antrasis – ekstremaliai švelnus: nusiųsti zondą prie asteroido, kuris per dešimtmečius pakreiptų jo orbitą vien per gravitacinę sąveiką. Apie abu metodus rašoma trumpame pažintiniame straipsnyje Phys.org.

***

Kosminių šiukšlių deorbitavimas burėmis. Kosminės šiukšlės – raketų pakopos, nebeveikiantys palydovai ir įvairios nuolaužos – kelia vis didesnę grėsmę veiklai Žemės orbitoje. Tad nenuostabu, kad vystomos ir technologijos, galinčios padėti šią problemą išspręsti. Viena jų – didžiulės burės, kurias išskleidęs kosminis prietaisas galėtų nukristi žemyn net ir iš šimtų kilometrų aukščiau. Mat ten vis dar egzistuoja Žemės atmosfera, nors ir labai menka, tad burės sukeltų šiokią tokią pasipriešinimo jėgą, kuri lėtintų prietaiso orbitą. Būtent tokią technologiją neseniai išbandė Kinijos mokslininkai. Liepos mėnesį paleista Čang Ženg 2 (Ilgasis žygis 2) raketa netrukus išskleidė 25 kvadratinių metrų ploto burę ir netrukus nukrito į Žemę. Burė pagaminta iš labai plonos medžiagos, gerokai plonesnės už žmogaus plaukus, tad beveik nepridėjo svorio prie raketos masės ir netrukdė jai atlikti savo misijos.

Jau netolimoje ateityje ši ar panašios technologijos, skirtos nebeveikiančių ar nereikalingų palydovų deorbitavimui, turėtų tapti įprastu kosminių skrydžių elementu. JAV Federalinė ryšių komisija (FCC) paskelbė naują nurodymą, pagal kurį visos privačios kompanijos privalės per penkerius metus deorbituoti palydovus po jų darbo pabaigos. Seniau terminas buvo 25 metai – per tiek laiko daugelis žemai skrendančių palydovų nukrisdavo ir sudegdavo orbitoje patys savaime. Visgi dabar, pradėjus plisti palydovinio interneto tinklams, toks reikalavimas pasirodė esąs nebepakankamas. Taigi nuo šiol visi nauji palydovai privalės turėti technologijas, kurios leistų juos deorbituoti daug greičiau. Tiesa, FCC suteikė dvejų metų pereinamąjį laikotarpį technologijoms įdiegti, kad nesustabdytų artimiausioje ateityje numatomų palydovų paleidimų. Žinoma, FCC reikalavimai galioja tik JAV kompanijoms (ir, galbūt, palydovams, leidžiamiems iš JAV kosmodromų), o kosmoso rinka yra gerokai platesnė. Visgi praeityje JAV pėdomis netrukdavo pasekti ir kitos šalys, išskyrus ideologines varžoves. Šiuo metu matome, kad ir pagrindinė varžovė Kinija rimtai vysto kosminių šiukšlių valymo technologijas, taigi atrodo akivaizdu, kad problemą visos kosminės valstybės pripažįsta.

Kosminių šiukšlių keliamas pavojus, tam tikra prasme, yra seniai žinomos bendruomenių tragedijos (angl. Tragedy of the commons) forma. Kosmosas yra bendrasis žmonijos gėris, kaip ir vandenynai ar atogrąžų miškai, todėl visi naudojasi jų teikiamomis galimybėmis, bet niekas nesiima saugoti ateities kartoms. Vienas būdų spręsti šią problemą – paskelbti kai kurias vietas nacionaliniais parkais ar kitokiomis saugomomis teritorijomis; tada valstybės įsipareigoja saugoti tų vietų būklę ir jų teikiamą bendrąjį gėrį. Neseniai iškeltas pasiūlymas panašiai formaliai apsaugoti ir Žemės orbitą. Žinoma, kadangi Žemės orbita nepriklauso nei vienai valstybei, tokiai idėjai turėtų pritarti jei ne visos Jungtinių tautų narės, tai bent tos, kurios gali skraidyti į kosmosą. Apsaugoti kosmosą gali būti panašiai sudėtinga, kaip ir vandenynus, Pietų Amerikos atogrąžų miškus ar klimatą, tačiau, idėjos autorių teigimu, verta, kad neužsidarytume Žemėje visiems laikams. Plačiau su idėja susipažinti galite arXiv straipsnyje.

***

Hablą pavyks iškelti aukštyn? Tik paleistas į kosmosą 1989 metais, kosminis teleskopas Hablas skriejo 600 kilometrų aukštyje. Laikui bėgant, jo orbita leidosi vis žemiau dėl atmosferos pasipriešinimo (žr. naujieną aukščiau). Aptarnavimo misijos ją kiek pakoreguodavo, bet paskutinė įvyko dar 2009 metais. Šiuo metu teleskopas skrieja 530 km virš Žemės ir, jei nieko nebus padaryta, maždaug per dešimtmetį nukris ir sudegs atmosferoje. Kurį laiką toks ir buvo NASA planas, bet dabar paskelbta apie svarstomą alternatyvą. NASA, SpaceX ir milijardieriaus Jaredo Isaacmano vadovaujama privati kosmoso programa Polaris pranešė rengiantys galimybių studiją, kaip Hablo orbitą būtų galima pakelti iki pradinės. Isaacmanas vadovavo pernai vykusiai Inspiration4 misijai, kurios metu SpaceX Crew Dragon kapsulė į kosmosą keletui dienų iškėlė keturių civilių – ne astronautų – įgulą. Polaris programos tikslas yra pasitelkti tokias galimybes įvairiems kosmoso tyrimų projektams, kuriais negali ar nenori užsiimti valstybinės kosmoso agentūros. Viena iš tokių misijų galėtų būti Hablo orbitos pakėlimas ir gal netgi teleskopo aptarnavimas. Nors ir veikiantis dvigubai ilgiau nei planuota 15 metų misijos trukmė, Hablas vis dar teikia gausybę duomenų apie Visatą ir galėtų sėkmingai tarnauti dar 15-20 metų – būtent tiek gyvenimo laiko jam pridėtų siūloma korekcija. Pasak studijos kūrėjų, misija NASAi praktiškai nieko nekainuotų – visus kaštus padengtų SpaceX ir Polaris. NASA taip pat teigia, kad netrukus išplatins kvietimą panašias galimybių studijas parengti ir kitoms kompanijoms. Viena jų galėtų būti Northrop Grumman – jie jau išbandė palydovo orbitos pakeitimo manevrą, taigi turi reikalingos patirties tokiam atsakingam veiksmui atlikti. Kad ir kokia kompanija galiausiai imsis projekto, reikia tikėtis, kad jis bus sėkmingas ir galėsime Hablu džiaugtis dar ne vieną dešimtmetį.

***

Prieš kelis mėnesius NASA paskelbė, kad spalį baigs teleskopo SOFIA darbą. SOFIA – išskirtinis teleskopas, įrengtas lėktuve. Apie SOFIA ir jos atradimus pasakoja Astrium:

***

Saulės dėmių magnetizmo evoliucija. Saulės dėmės atsiranda vietose, kur Saulės magnetinis laukas sustiprėja ir „neišleidžia“ medžiagos bei spinduliuotės. Todėl jos yra tamsesnės už aplinkinius regionus. Jau seniai pastebėta, kad dėmės šviesumas ir magnetinio lauko stiprumas glaudžiai susiję, tačiau iki šiol tokia analizė daryta tik „stabilioms“ dėmėms, t.y. tokioms, kurių dydis nekinta bent keletą dienų. Dabar pirmą kartą analizė padaryta ir nykstančioms dėmėms. Stebėjimai vykdyti du kartus, 2016-2017 metais, maždaug po keturias paras kiekvieną kartą. Pasirinktos dešimt dėmių – penkios stabilios ir penkios nykstančios; pastarųjų plotas ir magnetinio lauko srautas per stebėjimų laikotarpį sumažėjo maždaug dvigubai. Ryšys tarp dėmės šviesio ir magnetinio lauko stiprumo atrastas joms visoms, bet nykstančių dėmių ryšiai šiek tiek skyrėsi nuo stabiliųjų. Pavyzdžiui, nykstančių dėmių sąryšis buvo daug padrikesnis, nei stabilių – skirtingose dėmės vietose magnetinio lauko stiprumas, esant vienodam šviesiui, varijavo daug labiau. Tai ypač galiojo tamsiausioms dėmių vietoms. Nykstanti dėmė dažnai pasidalina į dvi – tarp jų susiformuoja vadinamasis šviesos tiltas. Po jo formavimosi magnetinio lauko savybės skirtingose tilto pusėse gerokai išsiskyrė, kitaip tariant, ryšys tarp magnetinio lauko ir šviesio vienoje dėmės pusėje tapo nepriklausomas nuo kitos. Centrinėje – šešėlio – dalyje nykstančioje dėmėje vidutinis šviesis buvo didesnis, nei analogišką magnetinį lauką turinčioje stabilioje; tuo tarpu išorinės – pusšešėlio – dalies šviesis buvo vienodas. Apskritai nykstančiose dėmėse pokyčiai prasidėdavo šešėlio zonoje ir tik vėliau pereidavo į pusšešėlį. Tai rodo, kad dėmės nyksta „iš vidaus į išorę“, net jei to akivaizdžiai nesimato, nagrinėjant vien jų šviesumo pokyčius. Šis atradimas padės geriau prognozuoti Saulės aktyvumą ir kosminius orus, kurie svarbūs ir Žemės kosminei aplinkai. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astrophysical Journal.

***

Daugybės potvynių požymiai Marse. Praeityje Marse buvo daug vandens – ežerai, upės ir vandenynai, lijo lietūs. Ar vandens telkiniai buvo nuolatiniai ir ilgalaikiai, ar trumpalaikiai, atsirandantys ir išnykstantys? Gali būti, kad toks periodinis vandens atsiradimas ir išnykimas buvo būdingas laikotarpiui, kai bendras vandens kiekis Marso paviršiuje mažėjo. Dabar pateikti galimi tokio vandens nepastovumo įrodymai. Jie gauti analizuojant Kinijos marsaeigio Žurong radaro duomenis. Marsaeigis važinėja pietinėje Utopijos lygumos dalyje. Tai yra milžiniško kraterio dugnas, kurį laikui bėgant užklojo tiek vulkaninės, tiek nuosėdinės uolienos. Žurong turi radarą, kuriuo gali skenuoti iki 70 metrų gylio uolienas ir nustatyti jų struktūrą bei sluoksnių ribas. Visi radaro duomenys leido mokslininkams sudaryti daugiau nei kilometro ilgio uolienų profilį, atitinkantį marsaeigio judėjimo trajektoriją beveik tiksliai iš šiaurės į pietus. Mažiau nei dešimt iš tų 70 metrų yra regolitas – paviršinės dulkės, suspaustos į kietą pagrindą. Giliau driekiasi du sluoksniai, kurių kiekviename netaisyklingos dalelės smulkėja iš apačios į viršų. Tokią struktūrą geriausiai paaiškina du atskiri potvyniai, užlieję lygumą praeityje. Pirmasis turėjo įvykti prieš maždaug keturis milijardus metų, antrasis – kiek vėliau, bet ne vėliau, kaip prieš tris milijardus. Šiuo metu visos uolienos greičiausiai seniai išdžiūvusios, tačiau tyrėjai negali atmesti galimybės, jog kai kurie matomi atspindžiai žymi skysto vandens telkinius giliai po paviršiumi, arba kad skysto vandens gali būti likę giliau, nei siekia radaras. Šis atradimas padės geriau suprasti Marso istoriją ir kaip planetoje kito gyvybei tinkamos sąlygos. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature.

***

Vanduo asteroido Ryugu mėginyje. Asteroidai kartais vadinami laiko kapsulėmis, nes juose yra uolienų, visiškai nepakitusių nuo Saulės sistemos atsiradimo prieš keturis su puse milijardo metų. Asteroidų mėginių analizė – puikus būdas išsiaiškinti, kaip gi Saulės sistema formavosi. Dabar paskelbta pirma tokia analizė, skirta asteroidui Ryugu. Jį tyrinėjo Japonijos zondas Hayabusa2 ir prieš porą metų grąžino į Žemę indą su paviršiaus mėginiais. Naujojo tyrimo autoriai išnagrinėjo 17 mėginių, kurių skersmuo siekia nuo vieno iki aštuonių milimetrų. Iš viso ištirta kiek daugiau nei penki gramai akmenukų. Juose aptikti pirotito (geležies sulfido) kristalai su gazuoto vandens inkliuzais. Vanduo, o ypač jame ištirpęs anglies dvideginis rodo, kad asteroidas – tiksliau, jo motininis kūnas, nuo kurio Ryugu vėliau atskilo – formavosi toli nuo Saulės. Tik ten vanduo ir anglies dvideginis galėjo sustingti į ledą ir tapti mažų kietų kūnų dalimi. Vandenyje dar rasta įvairių druskų ir organinių junginių. Darant prielaidą, kad Ryugu atspindi tipinę asteroidų sandarą, galima teigti, jog į Žemę vandenį atnešę asteroidai kartu praturtino mūsų planetą ir organiniais junginiais, kurie galėjo duoti pradžią gyvybei. Taip pat mėginiuose beveik nerasta darinių, kurių formavimuisi reikalingos aukštos temperatūros, pavyzdžiui chondrulių (mažų kietų rutuliukų) ar kalcio ir aliuminio gausių inkliuzų. Iš kitos pusės, didelė dalis mineralų yra filosilikatai ir karbonatai. Abu junginių tipai formuojasi žemos temperatūros šarminėje drėgnoje terpėje, kur vandens mažiau nei uolienų. Dar junginiuose aptikta olivino, pirokseno, amorfinių silikatų, kalcito ir fosfido. Remdamiesi visų mineralų savybėmis, tyrėjai daro išvadą, kad asteroido motininis kūnas susiformavo praėjus maždaug dviem milijonams metų po Saulės sistemos formavimosi pradžios, taigi panašiu metu ar net kiek anksčiau, nei planetos. Iš tokių uolienų galėjo formuotis ir uolinės planetų dalys. Tyrimo rezultatai publikuojami Science.

***

Dvi labai tankios egzoplanetos. Pagal sandarą egzoplanetos dažnai skirstomos į tris grupes. Didžiausios yra jupiteriai ir superjupiteriai – dujinės milžinės. Kiek mažesnės – neptūnai ir superneptūnai – ledinės milžinės. Dar mažesnės, uolinės planetos yra žemės ir superžemės. O kaip vadinti dar mažesnes? Super-merkurijais! Jų kol kas žinome vos aštuonis, mat kuo mažesnė planeta, tuo ją sunkiau aptikti. Dvi iš aštuonių tokių mažų planetų aptiktos visai neseniai, apie jas paskelbta tik praeitą savaitę. Planetos atrastos tyrinėjant sistemą HD 23472, kurioje jau anksčiau žinojome esant bent dvi superžemes. Naujojo tyrimo autoriai rado dar tris planetas – dar vieną superžemę ir du super-merkurijus. Visos planetos skrieja labai arti mažos žvaigždės, jų metai trunka nuo keturių iki 30 Žemės parų. Super-merkurijai yra arčiausiai žvaigždės, o jų masės nesiekia vienos Žemės masės. Tuo tarpu abiejų planetų tankiai – 7,5 karto didesni nei vandens, arba beveik pusantro karto didesni, nei mūsų Žemės. Tai reiškia, kad šių planetų sudėtyje yra santykinai daugiau geležies, nei Žemėje – lygiai kaip ir Merkurijuje. Apskritai planetų tankis mažėja, tolstant nuo žvaigždės. Tokia tendencija leidžia spręsti, kad planetos susiformavo ta pačia tvarka nuo žvaigždės, kaip sukasi ir dabar. Kol kas neturime aiškaus atsakymo, kaip vyko formavimosi procesas, bet tolesnė sistemos analizė bei skaitmeniniai modeliai turėtų padėti atsakyti į šį klausimą. Atsakymai padės suprasti ir Saulės sistemos formavimosi detales, pavyzdžiui, kodėl Merkurijus turi tokį didelį metalinį branduolį ir palyginus mažą uolinę mantiją. Ar tai bendra tendencija planetoms, besiformuojančioms labai arti žvaigždės? O gal kiekvienas merkurijus – kataklizmų padarinys? Tyrimo rezultatai publikuojami Astronomy & Astrophysics.

***

Žvaigždžių liekanų išsidėstymas Galaktikoje. Visos žvaigždės miršta. Mažesnės, tokios kaip Saulė, palieka baltąsias nykštukes, o bent aštuonis kartus masyvesnės sprogsta supernovomis, kurių palikimas – neutroninės žvaigždės ir juodosios skylės. Žvaigždės Paukščių Take daugiausiai telkiasi palyginus ploname, 400 parsekų storio ir daugiau nei 30 kiloparsekų skersmens diske, taip pat keleto kiloparsekų spindulio centriniame telkinyje; diske galime išskirti spiralines vijas, ypač žiūrėdami į jaunas žvaigždes. O kaip išsidėstę supernovų palikti kompaktiški objektai? Pasirodo, gerokai kitaip. Apskaičiavę tikėtiną šių objektų judėjimą per visą Paukščių Tako gyvenimą, mokslininkai priėjo išvadą, jog jie sudaro vientisą beveik rutulio formos figūrą su nežymia storo disko užuomina. Yra dvi pagrindinės priežastys, kodėl liekanų pasiskirstymas – tyrėjų pramintas Galaktiniu anapiliu (angl. Galactic underworld) – taip skiriasi nuo žvaigždžių. Pirmoji – žvaigždės, ypač masyvios, gyvena trumpiau, nei Galaktika, o liekanos išlieka visą laiką, taigi jų pasiskirstymas atspindi Galaktikos formos pokyčius nuo pat jos atsiradimo. Antroji, svarbesnė priežastis yra greičio postūmiai, kuriuos neutroninės žvaigždės ir juodosios skylės gauna supernovos sprogimo metu. Sprogimai nėra visiškai simetriški, todėl liekanos išsviedžiamos šimtų kilometrų per sekundę greičiu. Kartais to pakanka netgi pabėgti iš Galaktikos, bet jei ir ne, toks greičio padidėjimas pašalina objektą iš disko. Juodosios skylės yra masyvesnės, tad jų įgijami greičiai mažesni. Taigi jos turėtų telktis arčiau Galaktikos centro, nei neutroninės žvaigždės. Apskritai Galaktinio anapilio populiacija sudaro apie 1% Paukščių Tako masės, tad nėra labai reikšminga visos Galaktikos judėjimui. Visgi kiti kompaktiškų objektų požymiai, pavyzdžiui gravitacinio mikrolęšiavimo įvykiai, turėtų būti vis dažniau pastebimi. Ateityje tai leis patikrinti jų pasiskirstymo prognozes ir geriau suprasti visos Galaktikos raidos istoriją. Tyrimo rezultatai publikuojami MNRAS.

***

Pulsaras PSR J0002+6216 ir supernovos liekana CTB 1. Šaltinis:  F. Schinzel et al. (NRAO, NSF), Canadian Galactic Plane Survey (DRAO), NASA (IRAS); montažas: Jayanne English (U. Manitoba)

Supernovos nėra sferiški sprogimai, tad jų palikti kompaktiški objektai išmetami dideliu greičiu į šalį. Čia matome tokį pavyzdį – pulsarą, išlėkusį iš supernovos, kurios liekana yra burbulas dešinėje nuotraukos pusėje. Pulsaras PSR J0002+6216 – mažytis taškelis, už kurio liekanos link driekiasi karštų dujų juosta. Pulsaras skrieja daugiau nei 1000 kilometrų per sekundę greičiu ir, laikui bėgant, paliks netgi Paukščių Taką.

***

Didžiausias galaktikų atstumų katalogas. Regimojoje Visatos dalyje, pagal naujausius skaičiavimus, yra apie du trilijonus galaktikų. Turime turbūt milijonų jų nuotraukas – kai kurios nagrinėtos iš visų pusių, kitos laukia savo dienos dūlėdamos archyvuose. Tačiau žinoti galaktikos padėtį dangaus skliaute – tik viena, mažiau svarbi, informacijos apie ją dalis. Nustatyti atstumą iki galaktikos labai svarbu, kad suprastume jos padėtį Visatos kontekste. Bet ir padaryti tą dažnai sudėtinga, mat liniuotės iki jos nenutiesi. Dabar pristatytas didžiausias galaktikų atstumų katalogas, kuriame – kone 56 tūkstančiai įrašų. Katalogas yra ketvirtasis ilgamečio projekto Cosmicflows leidinys. Atstumai iki galaktikų jame matuojami naudojant aštuonis metodus. Du pagrindiniai susiję su žinomais sąryšiais tarp galaktikos dydžio ir kitų jos savybių, pavyzdžiui tipinio žvaigždžių judėjimo greičio. Išmatavę šiuos dydžius galime apskaičiuoti dydį, o palyginę jį su regimuoju dydžiu dangaus skliaute, nustatome atstumą. Kiti metodai apima supernovų sprogimus ir jų liekanų plitimo greitį bei galaktikų paviršinio šviesio svyravimus. Svarbu, kad nei vienas iš metodų tiesiogiai nesiremia Hablo dėsniu, t.y. ryšiu tarp atstumo iki galaktikos ir jos judėjimo greičio. Todėl žinodami atstumus iki daugelio galaktikų, galime įvertinti Hablo parametrą – santykį tarp greičio ir atstumo. Tyrėjų teigimu, jų duomenys gerai dera su gana aukšta Hablo parametro verte – 75 km/s vienam megaparsekui. Ši vertė panaši į gaunamą matuojant vien atstumus iki sprogstančių supernovų, tačiau reikšmingai didesnė, nei gaunama iš pirmykštės Visatos netolygumų matavimo. Žinodami Hablo parametro vertę ir atėmę jos duodamą greitį iš išmatuoto galaktikų judėjimo greičio, randame jų savuosius greičius, kitaip tariant, greičius aplinkinių galaktikų atžvilgiu. Nors šiame tyrime galaktikų greičių laukas nebuvo analizuotas, šie duomenys bus neabejotinai svarbūs siekiant geriau suprasti, kaip formavosi ir tebesiformuoja didžiausios struktūros Visatoje. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Seniausia galaktika su kamuoliniais spiečiais. Visos žvaigždės formuojasi grupėmis. Dauguma grupių palyginus greitai išsibarsto, bet kai kurios gali išgyventi milijardus metų – jas vadiname spiečiais. Paukščių Take išskiriami padrikieji ir kamuoliniai spiečiai, kurių esminis skirtumas yra formavimosi laikas, taigi ir amžius: kamuoliniai spiečiai yra daug senesni. Kartu jie ir masyvesni, nes tik masyvūs spiečiai gali išgyventi dešimt milijardų metų. Kamuoliniuose spiečiuose randamos vienos seniausių Paukščių Tako žvaigždžių; jų tyrimai padeda suprasti, kaip apskritai susiformavo mūsų Galaktika. Dabar paskelbta apie aptiktą tolimiausią galaktiką su kamuoliniais spiečiais. Kaip ir galima tikėtis, atradimui panaudoti James Webb teleskopo duomenys. Tyrinėdami spiečiaus SMACS J0723.3-7327 nuotrauką, astronomai joje aptiko galaktiką, nusagstytą šviesiais taškeliais. Pavadinta „Bengališka ugnele“ (angl. Sparkler), galaktika pasirodė esanti ne spiečiaus dalis, o gerokai tolimesnė. Spiečiaus gravitacija jos šviesą iškreipė ir suformavo tris atvaizdus, kurių kiekvienas gerokai ryškesnis, nei galaktikos vaizdas būtų be spiečiaus įtakos. Šviesūs taškeliai matomi visuose atvaizduose, taigi tikrai yra tos galaktikos dalys. Naujojo tyrimo autoriai atliko detalius taškelių stebėjimus ir nustatė, kad jie yra tikrai maži – erdviškai neišskirti net didžiausiame galaktikos atvaizde – bei, panašu, kupini senų žvaigždžių, o naujų neformuoja. Visos savybės puikiai atitinka kamuolinius žvaigždžių spiečius. Tyrėjai įvertino, kad spiečiai susiformavo maždaug keturi milijardai metų prieš stebimą laikotarpį. Pačios „Bengališkosios ugnelės“ šviesa iki mūsų keliauja daugiau nei devynis milijardus metų, taigi ją matome tokią, kokia ji buvo Visatai esant kiek daugiau nei 4,5 milijardo metų. Vadinasi, stebimi spiečiai susiformavo praėjus pusei milijardo metų po Didžiojo sprogimo. Tai beveik neabejotinai yra objektai, seniausiai iš visų žinomų sustoję formuoti žvaigždes. Tolesnė jų analizė padės daug geriau suprasti tiek spiečių formavimąsi, tiek apskritai pirmųjų žvaigždžių atsiradimą Visatoje. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astrophysical Journal Letters.

***

Štai tokios naujienos iš praėjusios savaitės. Kaip įprastai, laukiu jūsų klausimų ir komentarų.

Laiqualasse

Leave a Reply

El. pašto adresas nebus skelbiamas.