Ne, gyvybės už Žemės ribų dar neradome. Nebent tokia vadintume mikroorganizmus Tarptautinėje kosminėje stotyje, bet apie jų egzistavimą žinome jau seniai. O dabar paskelbti analizės rezultatai rodo, kad šie mikroorganizmai daugiausiai atklydę nuo žmonių odos, tad astronautams pavojaus nekelia. Tikrai nežemiškos gyvybės paieškoms daug padėtų molekulių prigimties analizė – nustatymas, ar molekulės mėginyje yra biotinės, ar abiotinės kilmės. Dabar mokslininkai nustatė, kad etanas – dažna organinė molekulė – turi daugiau sunkaus anglies izotopo, jei yra gyvybinės kilmės. Kitose naujienose – galima magma negiliai po Marso paviršiumi, Haumėjos palydovų kilmė ir netikėtai mažos masės neutroninė žvaigždė. Gero skaitymo!

***

Antradienį didžiojoje Europos ir vakarinės Azijos dalyje buvo matomas dalinis Saulės užtemimas. Na, bent jau ten, kur debesys aklinai nedengė dangaus. Taigi užtemimo nuotraukų iš Lietuvos daug nerasime, bet iš kitų pasaulio vietų – yra.

***

Tarptautinės kosminės stoties bioma – nekenksminga. Tarptautinė kosminė stotis (TKS) yra išskirtinė vieta įvairiomis prasmėmis. Viena jų – tai visiškai uždara erdvė, kurioje jau daugiau nei du dešimtmečius nuolatos gyvena žmonės. Aišku, jie keičiasi, tačiau atidaryti langų ir išvėdinti stotį galimybių nėra. Tad nekeista, kad jau senokai pastebėta, jog ten auga įvairūs pelėsiai ir kitokios mikroorganizmų kolonijos. Kad ir kaip astronautai stengiasi palaikyti švarą, visų užkaborių pasiekti gali būti tiesiog neįmanoma. Bet ar tai pavojinga? Penkerių metų trukmės tyrimo rezultatai rodo, kad ne. Tyrimas susidėjo iš dviejų 14 mėnesių trukmės etapų. Kiekvieno etapo metu keletą kartų įvairiose TKS vietose buvo renkami mėginiai nuo paviršių, grąžinami į Žemę ir tiriama juose esančių ląstelių įvairovė. Aptikta įvairių bakterijų ir grybelių; gausiausiai atstovaujamos gentys buvo, atitinkamai, stafilokokai ir Malassezia. Ir vieni, ir kiti – kaip ir didžioji dalis kitų aptiktų mikroorganizmų – susiję su žmogaus oda. Laikui bėgant populiacijų balansas šiek tiek keitėsi, tačiau visada išliko praktiškai vienodas visose tirtose vietose. Kitaip tariant, TKS mikrobioma yra nusistovėjusi ir visiškai nekenksminga žmonėms. Dar vienas svarbus atradimas – per penkerius metus organizmuose nepagausėjo genų, suteikiančių atsparumą antibiotikams. Taigi naudojami valymo būdai yra tikrai saugūs ir nekelia ilgalaikės užkratų plitimo grėsmės. Šios žinios bus labai svarbios planuojant ilgalaikes žmonių misijas kosmose, pavyzdžiui skrydžius į Marsą ar tyrimų stotis Mėnulyje. Tokios vietos taip pat bus uždaros, taigi jose greičiausiai išsivystys savita mikrobioma; žinodami, kokia ji gali būti, galėsime tinkamai pasiruošti švaros palaikymui ir galimoms sveikatos problemoms. Tyrimo rezultatai publikuojami Microbiome.

***

Padėkite išvalyti erdvėlaivių orą. Uždarose gyvenamosiose sistemose, tokiose, kaip Tarptautinė kosminė stotis ar planuojami erdvėlaiviai, skrisiantys į Marsą, labai svarbu palaikyti oro kokybę. Keletą metų trunkančiai misijai deguonies balionų gabentis neįmanoma, taigi oras turi cirkuliuoti. Vadinasi, jį reikia ir valyti – pašalinti susikaupusį anglies dvideginį ir išgauti iš jo deguonį, kuris vėliau tiekiamas į gyvenamąsias patalpas. Tarptautinės kosminės stoties oro filtravimo sistemos pagrindas yra Sabatier reaktorius, kuriame anglies dvideginis maišomas su vandeniliu ir kaitinamas. Taip gaminamas metanas ir vanduo – dvi naudingos medžiagos. Vandenį vėliau galima elektrolizuoti ir pagaminti deguonį. Visgi ateityje NASA nori naudoti kitokią, geresnę, sistemą, kurioje deguonį būtų galima išgauti tiesiogiai, per vieną reakciją. Tam tinka Bosch reaktorius, kuriame anglies dvideginio ir vandenilio mišinys elektrolizuojami. Reaktoriaus produktai – deguonis, vanduo ir anglies nuosėdos, kitaip sakant, grafitas. Reaktorius turi akivaizdų privalumą, kad iškart išskiria deguonį, be to, nereikia jo atskyrinėti nuo metano dujų. Iš kitos pusės, grafito dalelės kelia didelį pavojų. Tipiniai jų dydžiai siekia vos kelis mikrometrus. Jei tokios dalelės pasklistų patalpų ore, greitai pažeistų astronautų plaučius ir užterštų įvairiausią įrangą. Taigi dabar NASA, kartu su sutelktinio užduočių sprendimo platforma HeroX, paskelbė atvirą kvietimą sukurti grafito filtravimo sistemą, tinkamą Bosch reaktoriui. Gaminamas grafito kiekis tikrai nemažas – keturių žmonių įgula per parą iškvėpuoja apie kilogramą anglies. Taigi ir filtravimo sistema turėtų būti ypatingai efektyvi. Iššūkio sąlygose nurodoma, kad sistema turėtų būti integruota į reaktoriaus sistemą, t.y. veikti kartu su veikiančiu reaktoriumi ir nekenkti jo efektyvumui. Grafitą būtų galima išfiltruoti arba iš bendro reakcijos produktų mišinio, arba iš dujų mišinio, pirma atskyrus vandenį. Dalelių skersmuo varijuoja nuo maždaug vieno iki 500 mikrometrų, tad filtras turi vienodai gerai veikti įvairaus dydžio taršai; bet, žinoma, turi praleisti tiek vandens, tiek deguonies molekules. Iššūkis nemenkas, bet puikus ir potencialus atlygis. Už patį dizainą siūlomas 20 tūkstančių dolerių pagrindinis prizas, tačiau atsivertų galimybės dalyvauti toliau vystant sistemas, pritaikant jas Mėnulio ar Marso bazėms, ilgoms kosminėms kelionėms ir kitur. Greičiausiai ir Žemėje atsirastų kur taikyti tokius filtrus; Tarptautinėje kosminėje stotyje išbandytos filtravimo sistemos jau naudojamos įvairiems pramoniniams tikslams. Daugiau apie iššūkį skaitykite HeroX tinklalapyje.

***

Didžiausias meteoroido smūgis Marse. Praeitų metų antroje pusėje į Marsą nukrito bent du meteoroidai, išmušę daugiau nei 130 metrų skersmens kraterius ir sukėlę didžiausius registruotus drebėjimus planetoje. Tokią išvadą mokslininkai padarė apjungę InSight zondo duomenis apie vibracijas su Marso paviršiaus nuotraukomis. Intrigą sukūrė būtent InSight duomenys apie palyginus galingus drebėjimus, viršijančius keturių balų stiprumą. Žemėje tokie drebėjimai būtų juntami, tačiau žalos nesukeltų, o Marse jie galingesni už bet ką, išmatuota anksčiau. Be to, šie drebėjimai pasižymėjo ne tik giluminėmis, bet ir paviršinėmis seisminėmis bangomis – tai pirmas kartas, kai paviršinės bangos užfiksuotos už Žemės ribų. Jų egzistavimas leido spręsti, kad drebėjimai prasidėjo labai arti Marso paviršiaus. Vedami nuojautos, kad drebėjimus sukėlė meteoritų smūgiai, mokslininkai pasitelkė Marso apžvalgos zondo (Mars Reconnaisance Orbiter), vieno iš NASA orbitinių zondų, daromas nuotraukas. Jose jie aptiko du naujus kraterius, kurių atsiradimo laikas atitinko InSight užfiksuotų drebėjimų laiką. Pirmasis smūgis įvyko pernai rugsėjo 18 dieną Tarsidės lygumoje, už beveik 7500 km nuo InSight, ir paliko visą šūsnį kraterių, iš kurių didžiausias – 130 metrų skersmens. Antrasis smūgis per Kūčias Amazonės lygumoje, už daugiau nei 3000 km, išmušė vieną didžiulį, 150 metrų skersmens, kraterį. Aplink jį pastebėti vandens ledo luitai – tai arčiausiai Marso pusiaujo aptiktas ledo klodas. Faktas, kad vandens ledo yra taip toli nuo Marso ašigalių, bet negiliai po paviršiumi, nuteikia optimistiškai: tyrimų stotis ar žmonių kolonijas bus galima įrengti didesnėje Marso dalyje, nei manyta iki šiol. InSight duomenys taip pat leidžia nagrinėti Marso plutos savybes tarp smūgių vietų ir zondo. Seisminių bangų greitis priklauso nuo uolienų tankio, o jų dažnis – nuo gylio, taigi matuodami skirtingo dažnio bangų atėjimo laiką mokslininkai galėjo įvertinti uolienų tankio priklausomybę nuo gylio. Paaiškėjo, kad plutą sudarančios uolienos viršutiniuose 30 kilometrų beveik vienodos ir yra tankesnės, nei pluta tiesiai po zondu. Tankesnės jos gali būti dėl dviejų priežasčių – kitokios cheminės sudėties arba mažesnio porėtumo. Gali būti, kad tokios plutos savybės būdingos didelei daliai šiaurinio Marso pusrutulio. Seniai žinoma, kad jis gerokai skiriasi nuo pietinio: šiaurėje daugiau vulkaninės kilmės uolienų, jos yra jaunesnės ir žemesnės, nei pietuose. Naujieji duomenys patys neduos atsakymo, kokios priežastys lėmė tokį skirtumą, tačiau padės lengviau atsirinkti tarp įvairių modelių. Tyrimo rezultatai publikuojami dviejuose straipsniuose Science: apie smūgius ir apie struktūros analizę. Greta jų publikuotas komentaras.

***

Marse yra magmos? Įprastai manoma, jog Marsas seniai sustingęs, tad skystų uolienų jame gali būti nebent labai arti centro. Bet nauja InSight zondo duomenų analizė rodo ką kita – viename regione magmos telkinį nuo paviršiaus galimai skiria vos 30-50 kilometrų. Nuo 2019 metų InSight užfiksavo daugiau nei 1300 drebėjimų Marse. Išnagrinėję jų savybes, mokslininkai pastebėjo, kad didelė dalis drebėjimų kyla Cerberio grioviuose (angl. Cerberus Fossae). Taip vadinamos kelios ilgos gilios vagos netoli pusiaujo esančiame Cerberio regione. Manoma, kad jos susiformavo skečiantis planetos plutai. Seisminių bangų spektras rodo, kad jos sklinda iš minkšto, gal net skysto, regiono – magmos telkinio. Telkinio gylis yra apie 30-50 kilometrų po paviršiumi. Įdomu, kad palydovinėse regiono nuotraukose matyti tamsių, greičiausiai vulkaninės kilmės, dulkių, kurių pasiskirstymo neįmanoma paaiškinti vien vėjo poveikiu. Tai rodo, kad ugnikalnių išsiveržimų šiame regione galėjo būti per pastaruosius 50 tūkstančių metų – geologiniais mastais tai visai nedaug. Aukšto dažnio bangos iš šio regiono prasideda arčiau paviršiaus, greičiausiai tektoniniuose lūžiuose, kurie atitinka griovių kraštus. Cerberio grioviai, panašu, yra unikali vietovė visame Marse, kurios tyrimai padės suprasti, kaip Raudonoji planeta pakito iš aktyvios ir tinkamos gyvybei į šiandieninę sausą ir beveik visai nebeaktyvią. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Astronomy.

***

1994 metų liepą į Jupiterį nukrito kometos Shoemaker-Levy nuolaužos. Tai buvo didžiausias kosminis kataklizmas, kokį žmonija yra mačiusi. Jis privertė mokslininkus pripažinti, kad katastrofiški asteroidų ar kometų smūgiai gali nutikti ir šiandien; dėl to pradėtos pavojingų asteroidų paieškos programos ir jų nukreipimo technologijų vystymas. Įvykis įkvėpė net du Holivudo filmus, kuriuose Žemę tenka gelbėti nuo asteroido – „Armagedoną“ ir „Gilų sukrėtimą“. Apie patį smūgį pasakoja Astrum:

***

Haumėjos palydovų kilmė. Haumėja yra viena iš nykštukinių planetų Saulės sistemos pakraštyje, Kuiperio žiede. Kol kas apie šį kūną žinome labai nedaug, bet turimi duomenys rodo, kad jis tikrai išskirtinis. Pavyzdžiui, Haumėja aplink savo ašį apsisuka greičiau, nei bet kuri kita planeta ar nykštukinė planeta – vos per keturias valandas. Be to, ji labai ištįsusi, kaip regbio kamuolys. Galiausiai, aplink ją skrieja bent keletas mažyčių ledinių palydovų. Naujame tyrime pateikiami visų šių savybių paaiškinimai, paremti savita Haumėjos evoliucija pačioje jaunystėje. Negalėdami nusiųsti zondo į Haumėją, tyrimo autoriai pasitelkė du skaitmeninius modelius. Pirmasis padėjo apskaičiuoti tikėtiną šiandieninę Haumėjos struktūrą, remiantis žinoma informacija, o antrasis – įvertinti jos evoliuciją praeityje. Gautasis scenarijus susideda iš dviejų etapų. Pirmasis – Haumėjos formavimasis, susiduriant dviem kūnams, arba vienam kiek mažesniam atsitrenkiant į kitą. Smūgio būta pakankamai stipraus, kad įsuktų Haumėją iki praktiškai maksimalaus įmanomo greičio, tačiau ne tokio, kad visiškai suardytų nykštukinę planetą. Ledas, sudarantis didžiąją dalį Haumėjos masės, smūgio metu bent dalinai ištirpo, uolienos sukrito į centrą, tad visas kūnas ėmė suktis dar greičiau. Dalis ledo/vandens mišinio atitrūko nuo Haumėjos ir išlėkė į šalis; taip sukimasis kiek sulėtėjo. Vėliau vyko lėtesnis procesas – radioaktyvios uolienos palaikė Haumėjos gelmes skystas, tad kelis šimtus milijonų metų nykštukinė planeta turėjo popaviršinį vandenyną. Tokia struktūra, labai greitai besisukanti aplink savo ašį, išsitempė dėl išcentrinės jėgos. Ir ne tik išsitempė: dalis paviršinio ledo ir toliau atitrūkinėjo nuo nykštukinės planetos paviršiaus. Bet šie ledo luitai nebeturėjo pakankamo greičio, kad visiškai pabėgtų nuo Haumėjos gravitacijos, todėl liko skrieti aplink ją. Jei šie rezultatai atitinka realybę, Haumėja yra tolimiausias nuo Saulės skysto vandens turėjęs kūnas. Tyrimo rezultatai publikuojami The Planetary Science Journal.

***

Gimstančios žvaigždės dažnai išspjauna čiurkšles – siaurus medžiagos srautus, kurie gali prasiskverbti pro žvaigždę gaubiančias tankias dulkes ir įkaitinti aplinkinę medžiagą. Tinkamai parinkus kompoziciją ir išryškinus spalvas čiurkšlių sąveika su debesimis gali atrodyti kaip koks Renesanso paveikslas. Taip yra ir čia – Herbig-Haro objektas HH 24 Oriono molekuliniame debesyje.

***

Sunkiai išsiskiriančių planetų signalų aptikimas. Egzoplanetas beveik visada aptinkame netiesiogiai – pagal jų poveikį savo žvaigždėms. Du pagrindiniai poveikio būdai yra gravitacinis – planetos gravitacija verčia žvaigždę judėti ratu aplink masės centrą – ir tranzitai – planeta praslenka tarp mūsų ir žvaigždės, pritemdydama pastarosios diską. Pirmasis metodas leidžia apskaičiuoti planetos masę, antrasis – jos spindulį. Yra ir sudėtingesnių metodų; pavyzdžiui, turėdami vien informaciją apie tranzitus planetinėje sistemoje, kurioje yra ne viena planeta, galime nustatyti ir planetų mases, nagrinėdami, kaip kinta laiko tarpai tarp tranzitų. Planetų gravitacija veikia viena kitą, todėl jų tranzitai pasikartoja ne idealiai periodiškai – šie tranzito laiko svyravimai (angl. Transit timing variations, TTV) priklauso nuo planetų masių. Žinoma, aptikti ir išmatuoti TTV daug sunkiau, nei tiesiog tranzitus arba žvaigždės greičio svyravimus, tad ir planetų analizė šiuo metodu ne tokia dažnai. Visgi TTV turi du privalumus, lyginant su žvaigždės greičio matavimais: TTV galima matuoti daugybei žvaigždžių vienu metu, tiesiog stebint jų visų šviesį; be to, TTV galima matuoti daug blausesnėms žvaigždėms, nei reikia greičio matavimams. 2009-2014 metais veikęs Keplerio teleskopas stebėjo daugiau nei 100 tūkstančių žvaigždžių ir aptiko tūkstančių planetų tranzitus. Kai kurių tranzitų duomenys pakankamai aiškūs, kad būtų galima fiksuoti TTV, bet ne visų. Naujame tyrime nagrinėjama, ką galima išgauti iš tokių prastos kokybės duomenų. Tyrimo autoriai rėmėsi faktu, kad jei TTV būtų labai stiprūs, jie būtų matomi ir prastos kokybės duomenyse. Taigi faktas, kad TTV nėra matomi, leidžia apriboti planetų orbitų perturbacijų dydį, o kartu ir jų masę. Išnagrinėję 79 planetų sistemas, kuriose iš viso žinomos 175 planetos, tyrėjai apskaičiavo galimą maksimalią planetų masę remdamiesi vien Keplerio surinktais duomenimis. 53 planetoms gautos maksimalios masės vertės gerokai apriboja galimą planetų sandarą. Kai kurių planetų masė buvo nustatyta ir matuojant žvaigždžių greičius; visais šiais atvejais apskaičiuota masė dera su naujaisiais rezultatais. Ateityje analogišką metodą bus galima pritaikyti ir kitiems planetų tranzitų duomenų rinkiniams, pavyzdžiui TESS teleskopo surinktai informacijai. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astrophysical Journal.

***

Izotopinė analizė atskiria biotines molekules. Vienas iš esminių gyvybės požymių – metabolizmas: reakcijos, kurių metu suvartojamas koks nors maistas ir išskiriamos kokios nors atliekos. Žinoma, negyvybinės cheminės reakcijos irgi naudoja reagentus ir kuria produktus, bet biotinės kilmės molekulės skiriasi nuo abiotinių. Skirtumai pasireiškia, pavyzdžiui, per izotopų – atomų atmainų su skirtingu neutronų skaičiumi branduolyje – gausą. Bet iki šiol gausa paremta analizė buvo labai sudėtinga ir nepatikima. Dabar mokslininkai pristatė naują metodą, kurį naudojant analizė tampa daug paprastesnė ir aiškesnė, bent jau kalbant apie vieną dažniausių organinės kilmės molekulių, etaną. Metodas remiasi anglies atomų poromis; etano molekulėje būtent du anglies atomai ir yra. Anglis turi du pagrindinius stabilius izotopus – anglį-12 ir anglį-13 (skaičius nurodo protonų ir neutronų skaičių sumą). Taigi etano molekulėje gali būti arba du anglies-12 atomai, arba du anglies-13, arba po vieną kiekvieno. Išnagrinėję įvairius etano mėginius, mokslininkai pastebėjo, kad be gyvybės įsikišimo sintetintas etanas gerokai rečiau turi anglies-13 poras, nei gamtinės dujos. Gamtinės dujos susidaro yrant senoviniams mikroorganizmams, taigi yra biotinės kilmės medžiaga. Tikėtina, kad anglies-13 porų gausa atspindi tų mikroorganizmų sudėtį. Įdomu, kad mikroorganizmų išskiriamas etanas turi dar aukštesnę anglies-13 porų gausą, nei gamtinės dujos. Taigi tendencija atrodo aiški: ten, kur yra gyvybės, tikėtina rasti etano su gausia anglies-13 porų dalimi. Gali būti, kad tendencija galioja ir kitoms, sudėtingesnėms, molekulėms, bet tą ištirti reikės daugiau laiko. Bet kuriuo atveju, šis atradimas padės nuodugniau tirti grunto mėginius iš Mėnulio ar planetų, taip pat interpretuoti aukštos raiškos planetų spektrų duomenis. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Communications.

***

Supernovų pavojus aplinkinei gyvybei. Supernovos sprogimas yra vienas energingiausių reiškinių Visatoje. Įvairiausia spinduliuotė bei energingų dalelių srautas paleidžiami į visas puses dešimčių tūkstančių kilometrų per sekundę greičiu. Savaime suprantama, jokia gyvybė sprogstančios žvaigždės sistemoje tokio įvykio neišgyventų. Bet pavojus čia nesibaigia – supernovos sprogimas gali sunaikinti gyvybę ir aplinkinėse planetinėse sistemose. Tai jokia naujiena; dar prieš kelis dešimtmečius mokslininkai apskaičiavo, kad 10-20 parsekų atstumu supernovos gama spinduliuotė gali išgarinti planetų atmosferas ir kitaip pažeisti, o gal ir visai sunaikinti, gyvybę. Gama spinduliai atsklinda kartu su regimaisiais, taigi tuo pat metu, kai supernova apskritai pamatoma. Taip pat pavojų kelia ir supernovos liekana – dujų burbulas, plintantis lėčiau, bet išliekantis tūkstančius metų. O dabar grupė mokslininkų apskaičiavo, kad kai kurių supernovų skleidžiama rentgeno spinduliuotė gali būti pavojinga dar didesniu – iki 50 parsekų – atstumu. Rentgeno spinduliuotę kuria jaunos supernovos liekanos sąveika su aplinkine medžiaga, žvaigždės nusimesta per dešimtmečius ar šimtmečius iki sprogimo. Šios dujos daug tankesnės už tipinę tarpžvaigždinę medžiagą, todėl stabdyti supernovos liekaną pradeda gana greitai – praėjus mėnesiams ar metams po sprogimo. Rentgeno spinduliai, pasiekę Žemę, gali sukurti daug įvairių azoto junginių, kurie suardo ozono sluoksnį ir kitaip kenkia gyvybei. Ištyrę 31 supernovą, kurių rentgeno spinduliuotės duomenys surinkti per pastaruosius kelis dešimtmečius, mokslininkai nustatė, jog pavojingiausios iš jų gali pakenkti į Žemę panašioms planetoms net 60 parsekų atstumu. Pavojingiausia supernovų rūšis yra vadinamosios IIn tipo supernovos – jos pasižymi siauromis vandenilio spektro linijomis. Greičiausiai šios linijos kyla būtent sąveikos su aplinkine medžiaga metu, taigi nenuostabu, kad jos koreliuoja su stipria rentgeno spinduliuote. Šiuo metu labai retai supernovos ilgai stebimos rentgeno spindulių ruože, taigi duomenų apie sąveikų įvairovę turime nedaug. Tyrimo autoriai ragina užpildyti šią spragą, kad geriau suprastume supernovų poveikį aplinkinei gyvybei. Žemei jokia supernova bent artimiausiu metu negresia, net ir praplėtus „pražūtingą atstumą“ iki 60 parsekų. Visgi geresnis supratimas apie supernovų poveikį aplinkinėms planetinėms sistemoms padės tiksliau apsibrėžti vadinamąją galaktinę gyvybinę zoną – regioną galaktikoje, kuriame esančiose planetose galėtų egzistuoti gyvybė. Tai leis lengviau atsirinkti, kur kreipti resursus gyvybės paieškoms Visatoje. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Retųjų žemių metalai kilonovose. Neutroninių žvaigždžių susijungimai yra aršūs ir energingi procesai, kurių metu dalis žvaigždžių medžiagos išmetama į šalis. Ne tik išmetama, bet ir pakinta – milžiniškos energijos leidžia įvairiems atomų branduoliams pagauti daugybę neutronų, o tada, radioaktyvaus skilimo dėka, formuoti vis sunkesnius cheminius elementus. Kai kurie sunkūs cheminiai elementai Visatoje greičiausiai egzistuoja vien tik dėl kilonovų; apskritai jose formuojasi visi cheminiai elementai nuo 41-ojo niobio. Tačiau kol kas nei vienoje kilonovoje nepavyko aiškiai identifikuoti jokių retųjų žemių elementų, dar vadinamų lantanidais. Dabar pirmą kartą tai padaryta – kilonovos GW170817 spektre aptikti aiškūs lantano ir cerio pėdsakai. GW170817 garsi tuo, kad buvo pirmasis įvykis, stebėtas tiek gravitacinių bangų detektoriais, tiek įprastais teleskopais. Dabar mokslininkai išnagrinėjo jos infraraudonosios spinduliuotės spektrą bei jo kitimą laikui bėgant. Palyginę duomenis su skaitmeninių modelių, atkuriančių įvairių cheminių elementų spektrus, rezultatais, tyrėjai nustatė, kad kilonovos išmestoje medžiagoje bent dvi dalys milijone yra lantano jonai, o 10-1000 dalių milijone – cerio jonai. Tiek vieniems, tiek kitiems jonams iki neutralumo trūksta dviejų elektronų – juos lengviausia nuo šių elementų atplėšti. Anksčiau šios kilonovos spektre aptikti stroncio jonai, tačiau šis elementas daug lengvesnis už lantaną ir cerį. Įdomu, kad pagal teorinius skaičiavimus, kilonovos nėra pagrindinis nei vieno iš šių trijų elementų šaltinis – jų daugiau pagaminti turėtų raudonosios milžinės. Naujasis rezultatas padės tuos modelius patobulinti, o ateityje tyrėjai tikisi pritaikyti panašią analizę ir kitų lantanidų paieškai kilonovų spektre. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astrophysical Journal.

***

Keistai maža neutroninė žvaigždė. Žvaigždės mirtis gali baigtis vienu iš keturių scenarijų. Mažos žvaigždės, iki aštuonių Saulės masių, po savęs palieka baltąją nykštukę – maždaug Žemės dydžio kūną, kurio masė neviršija 1,4 Saulės masių. Jei pradinė žvaigždės masė buvo 8-10 Saulės masių, įvyksta supernovos sprogimas, po kurio lieka neutroninė žvaigždė. 10 Saulės masių ir masyvesnės žvaigždės po supernovos sprogimo palieka juodąją skylę, tačiau kai kuriuose masės intervaluose, priklausomai nuo cheminės sudėties, sprogimas žvaigždę gali suardyti visiškai ir nepalikti jokio kompaktiško objekto. Mažiausios žinomos juodosios skylės yra maždaug 2,6 karto masyvesnės už Saulę. Įprastai manoma, kad neutroninių žvaigždžių masės turėtų užpildyti tarpą tarp baltųjų nykštukių ir juodųjų skylių. Ir tikrai, iki šiol aptiktos neutroninės žvaigždės už Saulę masyvesnės nuo maždaug 1,5 iki maždaug 2,2 karto. Bet dabar paskelbta apie neutroninę žvaigždę, kurios masė tėra vos 0,77 Saulės masės. Neutroninės žvaigždės yra mažytės, vos keliolikos kilometrų skersmens, o stebime jas daugiausiai rentgeno spindulių ruože. Nustatyti neutroninės žvaigždės masę patikimai galima dviem atvejais: kai ji yra dvinarėje sistemoje arba kai ji yra pulsaras. Naujojo tyrimo taikinys, HESS J1731-347, nėra nei viena, nei kita, bet tyrėjai pritaikė kitokį metodą. Jie pasinaudojo faktu, kad objektas matomas supernovos liekanos ūke, o šį ūką apšviečia netoliese esanti jauna žvaigždė. Gaia teleskopo duomenys leido patikimai nustatyti atstumą iki tos žvaigždės, taigi atstumas iki HESS J1731-347 turėtų būti panašus. Žinodami atstumą ir išmatavę rentgeno spindulių srautą, pasiekiantį mus, mokslininkai galėjo nustatyti objekto rentgeno šviesį, o kartu – ir masę. Masė pasirodė esanti tarp 0,6 ir 0,9 Saulės masės – gerokai mažesnė, nei maksimali galima baltosios nykštukės masė. Ką tai reiškia? Galimi keli paaiškinimai. Pirmasis – padaryta klaida skaičiavimuose, panaudotas metodas netinkamas, ar kas nors panašaus, ir iš tiesų objekto masė yra gerokai didesnė. Antrasis – mūsų supratimui apie neutroninių žvaigždžių formavimąsi trūksta kažkokių kertinių elementų, kurie padėtų paaiškinti tokios mažos žvaigždės egzistavimą. Trečiasis – HESS J1731-347 iš tiesų yra ne neutroninė žvaigždė, o egzotiškesnis objektas, vadinamas keistąja žvaigžde. „Keistoji“ ji ne todėl, kad kuo nors nesuprantama, o todėl, kad jos sudėtyje yra keistųjų kvarkų. Taip vadinama viena iš šešių kvarkų rūšių, daug retesnė už dvi pagrindines – kylančiuosius ir krentančiuosius. Iš pastarųjų susideda protonai ir neutronai. Keistieji kvarkai turėtų būti bent keliasdešimt kartų masyvesni už kitus du tipus, todėl jų turinti žvaigždė galėtų būti ypatingai kompaktiška. Didelis tankis leistų jai išsilaikyti net ir esant mažesnės masės, nei neutroninės žvaigždės. Bet kuriuo atveju, atsakymą į klausimą, koks tai objektas iš tiesų, gauti padės detalesni ir ilgesni sistemos stebėjimai. Jei paaiškėtų, kad HESS J1731-347 yra neutroninė žvaigždė, tai ne tik priverstų permąstyti jų formavimosi modelius, bet ir leistų gerokai pagerinti supratimą apie medžiagos savybes ekstremaliomis sąlygomis. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Astronomy.

***

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

Laiqualasse