Neabejotinai ryškiausia praeitos savaitės kosminė naujiena – sėkminga Artemis I misijos pradžia. Apie ją rašiau atskirai, tad Kąsnelyje naujienos kitos. O tarp jų rasime kelias, susijusias su apsisaugojimu. Pavyzdžiui, nuo žalingos kosminės spinduliuotės apsaugoti gali gilus miegas; bent jau žiurkėms tai veikia, bet gal veiks ir astronautams. Mėnulyje ir Marse pirmiesiems kolonistams apsisaugoti greičiausiai padės gyvenimas urvuose, bet tam reikia urvus ištirti – šios srities pradmenys padedami tik dabar. Kitokia apsauga yra asteroidų, keliančių grėsmę Žemei, nukreipimas – net du tyrimai kalba apie šio proceso detales. Kitose naujienose – Paukščių Tako halo forma, Andromedos galaktikos augimo istorija ir Fobo griovių prigimtis. Gero skaitymo!

***

Miegas apsaugo nuo žalingos spinduliuotės. Vienas pagrindinių pavojų astronautams, ypač už žemosios Žemės orbitos – žalinga spinduliuotė. Energingos dalelės, vadinamos kosminiais spinduliais, taip pat Saulės vėjas prasiskverbia pro erdvėlaivių korpusus ir gali pažeisti žmogaus organizmą. Skiriama daug dėmesio ir lėšų bandymams išspręsti šią problemą – geresniam erdvėlaivių ekranavimui. Gali būti, kad egzistuoja ir sąlyginai paprastesnis, biologinis, sprendimas – astronautus panardinti į žiemos miegą. Tokią išvadą mokslininkai padarė atlikę bandymus su žiurkėmis. Žiemos miegą žiurkėms galima sukelti suleidus adenozino 5’-monofosfato monohidrato ir sumažinus aplinkos temperatūrą iki 16 laipsnių. Tokia procedūra pritaikyta žiurkėms, prieš pat ją apšvitinus jas energingais anglies jonais. Palyginus su kontroline grupe, žiemos miegas padidino žiurkių išgyvenimą po spinduliuotės dozės, aštuonis kartus viršijančios tą, kuri žmonėms sukelia spindulinę ligą. Detalesnė vidaus organų analizė parodė, kad smegenyse, plaučiuose ir kepenyse atsiranda mažiau pažeistų ar mirštančių ląstelių. Tiriant atskiras ląstelių kultūras nustatyta, kad ir akies tinklainės ląstelės pažeidžiamos mažiau, kai joms sukeliamas žiemos miegas. Nors žmonės žiemos miegu nemiega, o bandymai sukelti jį dirbtinai yra tik eksperimentinėje stadijoje, šis tyrimas suteikia vilties, kad tokiu būdu gali pavykti apsaugoti astronautus nuo didžiausių pavojų ilgų kosminių misijų metu. Juo labiau, kad ilgo skrydžio metu greičiausiai darbo nebus daug, taigi lėtas metabolizmas ir ilgas miegas gali būti naudinga ir kitais atžvilgiais: sunaudojama mažiau deguonies ir maisto, mažiau psichologinių problemų dėl gyvenimo uždaroje erdvėje. Tyrimo rezultatai publikuojami Scientific Reports.

***

Asteroidų numušimo galimybės. NASA DART bandymas sėkmingai pakeitė asteroido Dimorphos orbitą aplink didesnįjį Didymos. Kada nors ateityje – nors ir negreit – panašios misijos prireiks apginti Žemei nuo artėjančio pavojingo asteroido. Dviejuose naujuose tyrimuose nagrinėjamos tokio proceso detalės.

DART trenkėsi beveik tiksliai į Dimorphos centrą. Bet ar tai – geriausias sprendimas? Pasirodo, ne. Grupė mokslininkų sumodeliavo, kaip turėtų pasikeisti asteroido orbita priklausomai nuo smūgio vietos, krypties ir asteroido formos. Gauti rezultatai šiek tiek priklauso nuo asteroido formos. Daugmaž sferinius asteroidus, tokius kaip Bennu, smūgiuoti reikėtų į tą pusę nuo centro, į kurią jie juda zondo atžvilgiu. Jei susidūrimas vyksta kaktomuša, aišku, geriausia smūgiuoti tiesiai į centrą, bet kuo didesnis kampas tarp zondo ir asteroido greičio vektorių, tuo efektyviausio smūgio vieta pasislenka labiau į šoną. Pailgiems asteroidams, tokiems kaip Itokawa, rezultatas labiausiai priklauso nuo asteroido pasisukimo. Visada geriausia taikyti į tą asteroido vietą, kuri yra arčiausiai zondo. Aišku, planuojant misiją gali būti sudėtinga prognozuoti, kaip asteroidas bus pasisukęs smūgio metu, tačiau šį uždavinį realiu laiku galėtų spręsti paties zondo kompiuteriai. Tyrimo autorių teigimu, pasirinkus optimalią smūgio vietą, efektas – matuojamas kaip minimalaus atstumo tarp asteroido ir Žemės padidėjimas – gali išaugti net iki 50%. Tyrimo rezultatai publikuojami Journal of Guidance, Control and Dynamics.

Planuojant Žemės gynybą nuo asteroidų įprastai tikimasi, kad pavojingas asteroidas bus aptiktas likus dešimtmečiams iki smūgio, tad orbitą pakeisti užteks labai nežymiai, kad susidūrimo būtų išvengta. Bet galimas ir baisesnis scenarijus – keliasdešimties metrų skersmens asteroidas aptinkamas tik tada, kai iki susidūrimo su Žeme likę mažiau nei metai. Toks asteroidas nesukeltų globalios katastrofos, tačiau galėtų sunaikinti miestą. Ar įmanoma būtų išvengti tokios baigties? Grupė mokslininkų svarsto inžinerinius sprendimus. Praktiškai vienintelis tikėtinas būdas pakeisti asteroido trajektoriją yra toks pat, kaip ir DART misijos – smogti asteroidui pakankamai stipriai ir tiksliai, kad jis pralėktų šalia Žemės. Tam reikia ne tik didelio erdvėlaivio; jis turi skristi pakankamai greitai ir pataikyti pakankamai tiksliai. DART į Dimorphos trenkėsi 6,6 km/s greičiu; panašaus, arba didesnio, greičio reikėtų ir tokiam „paskutinės vilties“ smūgiui. Savaime suprantama, jo nebūtų įmanoma valdyti iš Žemės, tad mokslininkai išnagrinėjo dvi galimas autonominio valdymo sistemas. Pirmoji, įprastai naudojama ir svarstoma panašių misijų kontekste, vadinama proporcine navigacija. Jos esmė – zondo greitis ir kryptis koreguojami nuolatos, vis atnaujinant tiek jo, tiek asteroido padėtis. Antroji, mažiau paplitusi, sistema remiasi skrydžio trajektorijos prognozėmis. Kompiuteryje nuolat modeliuojamas skrydis ir korekcijos daromos tik tada, kai prognozė ima rodyti, jog susidūrimas (ar kitokio tikslo pasiekimas) nebeįvyks. Tyrėjų teigimu, antroji sistema būtų daug naudingesnė: ji ir patikimesnė, ir naudoja mažiau kuro, taigi leistų į asteroidą atsitrenkti išlaikius didesnę zondo masę. Remdamiesi skaitmeniniais modeliais jie daro išvadą, kad antrosios sistemos valdomas zondas galėtų pataikyti į asteroidą maždaug metro tikslumu; įskaitant kitus veiksnius, nepriklausančius nuo valdymo sistemos, tikslumas suprastėja iki maždaug 40 metrų. Tokio dydžio asteroidai jau yra pavojingi, bet dar ne katastrofiški. Tyrėjų teigimu, sukurti sistemą, kuri galėtų patikimai pamušti asteroidą jau netoli Žemės, tikrai įmanoma; lieka klausimas, kiek pavyks pakeisti jo trajektoriją ir ar to užteks planeti išgelbėti. Tyrimo rezultatai publikuojami Acta Astronautica.

***

Debesys Marse – labai žemiški. Marso atmosfera gerokai skiriasi nuo žemiškosios: ji daug retesnė, sausesnė ir susideda beveik vien iš anglies dvideginio. Nepaisant to, debesys prie Marso poliarinių ledo kepurių savo forma labai primena debesis Žemės tropikuose. Mokslininkai tą nustatė tyrinėdami nuotraukas, darytas 2019 metais arti šiaurės ašigalio. Tuo metu šiauriniame pusrutulyje buvo pavasaris, ir traukiantis ledo kepurei kilo dulkių audros. Dulkių debesys, kylantys į viršų, judėjo į vakarus pučiant rytų-pietryčių vėjams. Pajudėję virš ledo kepurės, jie imdavo leistis, taip susiformavo periodiškai kintantis debesų raštas. Globaliai kai kurie debesys suformuodavo 1000-2000 km ilgio spirales; jų kilmė beveik neabejotinai yra Koriolio jėgos, kurios sukelia ciklonus ir Žemėje. Spiralės susideda iš mažesnių, 5-30 km ilgio šiek tiek pailgų granulių; analogiški dariniai matomi ir Žemės ciklonuose. Žemėje tokios struktūros dažniausiai randamos arti tropikų, tad gali pasirodyti keista, kad kažką panašaus matome ir visiškai sausame bei šaltame Marse. Tačiau fizikinė jų prigimtis – vienoda: abiejose planetose reiškinius sukelia konvekcija. Žemėje į viršų kyla vandens garai, Marse – įšilusios dulkės. Aukštai atvėsę jie leidžiasi, taip atsiranda netolygumai, kurie pasidalina į ląsteles. Beje, kiti tyrimai rodo, kad panašios konvekcinės ląstelės egzistuoja ir Veneros atmosferoje. Taigi atmosferinė konvekcija tikrai yra universalus reiškinys, nepriklausantis nei nuo atmosferos sudėties, nei nuo drėgmės, nei nuo temperatūros. Tą žinodami mokslininkai galės geriau prognozuoti orus tiek Saulės sistemos kūnuose, tiek egzoplanetose, o laboratoriniais eksperimentais nustatę konvekciją veikiančius reiškinius – išsiaiškinti įvairias kitų planetų paslaptis. Tyrimo rezultatai publikuojami Icarus.

***

Marso vandenyną sunešė meteoritai? Jaunystėje Marse buvo daug vandens; gali būti, kad netgi visą planetą kurį laiką dengė vandenynas. Iš kur atsirado šis vanduo? Kai kurie mokslininkai teigia, kad vandens molekulių buvo uolienose, iš kurių formavosi planeta; laikui bėgant, vandens garai skverbėsi lauk ir susikondensavo paviršiuje. Bet toks scenarijus atrodo mažai tikėtinas, turint omeny, kad Marsas formavosi arčiau Saulės, nei vadinamoji „sniego linija“ – riba, už kurios vandens garai protoplanetiniame diske sustingsta į ledą. Alternatyvus scenarijus – vandenį į Marsą atnešė meteoritai iš išorinių Saulės sistemos dalių, panašiai kaip ir į Žemę. Dabar pateikti įrodymai, gerokai sustiprinantys šią hipotezę. Įrodymai remiasi chromo izotopų gausa iš Marso atlėkusiuose meteorituose. Chromas turi keletą izotopų – atmainų su skirtingu neutronų skaičiumi branduolyje – kurios planetos formavimosi metu gerai susimaišo tarpusavyje. Asteroiduose, kurie formuodamiesi neįkaito tiek, kad diferencijuotų į branduolį, mantiją ir plutą, chromo izotopų gausos gali būti labai įvairios. Į Marsą pataikęs asteroidas pakeičia chromo izotopų gausų santykį aplinkinėje plutoje. Tas pat turėjo nutikti ir Žemėje, tačiau tektoninių plokščių judėjimas vėl viską seniausiai sumaišė. Tuo tarpu Marse, kur tektoninių plokščių nėra, netolygumai išlieka iki šių dienų. Vėlesni smūgiai išmušė iš Marso plutos meteoroidus; kai kurie jų nukrito Žemėje, o tarp jų turėtų būti ir meteoritų su skirtingais chromo izotopų santykiais. Būtent tą ir atrado mokslininkai, ištyrę 31 iš Marso atlėkusį meteoritą. Aptiktos anomalijos – tiek per dideli, tiek per maži chromo-54 (24 protonai, 30 neutronų) kiekiai, lyginant su chromu-52 (24 protonai, 28 neutronai) – leido įvertinti, kiek tokių meteoritų galėjo iš viso nukristi į Marsą. Yra žinoma, kad chromas daugiausiai randamas meteorituose, priklausančiuose anglinių chondritų klasei; taip pat šiuose meteorituose apie 10% masės sudaro vanduo. Taigi mokslininkai įvertino, kiek vandens į Marsą galėjo atnešti meteoritai. Gautas skaičius tikrai nemažas – vandens pakaktų visą Marso paviršių padengti 300 metrų storio vandenynu. Taigi panašu, kad meteoritai tikrai galėjo atnešti visą vandenį, kuris Marse buvo planetos jaunystėje. Tyrimo rezultatai publikuojami Science Advances.

***

Nežemiškų urvų tyrimai. Saulės sistemoje, už Žemės ribų, esama daugybės urvų. Vien Mėnulyje priskaičiuojama keli šimtai galimų urvų angų, Marse – virš tūkstančio, o Saturno palydove Titane – daugiau nei du tūkstančiai. Pridėjus Cererą, Enceladą, Europą, Tritoną, Plutoną ir Charoną, skaičius viršija 3500. Dažnai apie šiuos urvus, ypač Mėnulyje ir Marse, kalbama kaip apie puikią vietą įrengti pirmosioms žmonių kolonijoms, taip pat užsimenama, kad Marse urvuose labiau tikėtina rasti gyvybės pėdsakų, nei paviršiuje. Bet sistemingų planų tirti nežemiškus urvus kol kas nėra. Dviejų naujų publikacijų autoriai siekia pakeisti situaciją. Viename straipsnyje apžvelgiama turima informacija apie urvus – tiksliau, galimus urvus, nes kol kas nei viena kiaurymė paviršiuje, pastebėta iš orbitos, nebuvo pakankamai ištirta, kad vienareikšmiškai galėtume tvirtinti ten esant urvą. Turimi duomenys leidžia teigti, kad už Žemės ribų veikia šeši galimi urvų formavimosi procesai: vulkaninis (įskaitant tiek magmos, tiek vandens vulkanus), skilimo (tektoniniai ir asteroidų smūgių procesai), tirpimo, garavimo, maišymosi ir nuošliaužų. Deja, praktiškai tuo žinios ir baigiasi, o norint gauti jų daugiau, vien orbitinių stebėjimų nepakaks – reikia dedikuotų misijų, kurios galėtų panirti į urvus. Apie tai kalbama antrojoje publikacijoje. Apklausę dešimtis geologų, robotikos inžinierių ir kitų specialistų, mokslininkai identifikavo 53 svarbiausius klausimus, į kuriuos reikėtų atsakyti plečiant žinias apie nežemiškus urvus. Klausimai aprėpia labai įvairias sritis, nuo tyrimams reikalingų prietaisų iki galimybės urvuose aptikti gyvybę. Apskritai urvai mokslininkams įdomiausi ne dėl gyvybės paieškų – aišku, aptikti gyvybę būtų nuostabu, bet mažai tikėtina, tad verčiau koncentruotis į kitus klausimus. Tokius kaip dangaus kūnų struktūros analizė, nagrinėjant jų dalis, apsaugotas nuo Saulės vėjo ar meteoritų smūgių. Žinoma, tyrimų perspektyvos labai priklauso nuo finansavimo. Tyrimo autoriai teigia, kad dabartinės inžinerinės žinios leistų parengti misiją į Mėnulio ar Marso urvus per 5-10 metų, jei tik atsirastų, kas ją finansuoja. Belieka tikėtis, kad šios publikacijos paskatins kosmoso agentūras skirti daugiau dėmesio planetų gelmėms. Tyrimo rezultatai publikuojami dviejuose straipsniuose JGR Planets: urvų apžvalga, svarbiausi klausimai ir tyrimų perspektyvos.

***

Fobas po truputį byra. Marso palydovo Fobo paviršių vagoja lygiagretūs pailgi grioviai. Jie atrodo tarsi vagos, išbrėžtos smėlyje. Jų prigimtis – neaiški, nors atsakyti į klausimą bandoma pusšimtį metų nuo tada, kai juos nufotografavo Viking zondai. Pagrindinė hipotezė teigia, kad vagos susijusios su Marso gravitacija, kuri nuolat tampo ir gniuždo palydovą. Ir tikrai – Fobas skrieja vos 6000 kilometrų aukštyje virš Marso paviršiaus ir artėja prie planetos po porą centimetrų per metus; manoma, kad per keliasdešimt milijonų metų jis priartės tiek, kad Marso gravitacija suplėšys jį į gabalus. Jau ir šiuo metu Marso gravitacija, skirtingai veikianti skirtingas Fobo dalis – tai vadinama potvynine jėga – galėtų perplėšti paviršiaus uolienas ir sukurti vagas. Tačiau visi stebėjimai rodo, kad Fobo paviršiaus konsistencija yra maždaug tokia, kaip smėlio. Vagos tokioje minkštoje medžiagoje tiesiog nesiformuoja, visas kūnas galėtų deformuotis paslankiai. Naujame tyrime pateikiamas truputį papildytas scenarijus, kuriame vagos formuojasi lengvai. Pagal šį scenarijų, birus smėlis sudaro tik apie 50 metrų viršutinį Fobo sluoksnį; giliau prasideda truputį tvirtesnė medžiaga, konsistencija primenanti šlapią smėlį (nors tikrai neteigiama, kad ten yra vandens, juo labiau skysto, tiesiog mechaninės medžiagos savybės panašios). Tyrėjai sumodeliavo tokią dviejų sluoksnių paviršiaus struktūrą įvairiose Fobo vietose, apskaičiavo veikiančias potvynines jėgas ir medžiagos deformaciją. Pasirodė, kad gilesniame sluoksnyje ima formuotis pailgi įtrūkimai, į kuriuos subėga smiltys iš viršutinio sluoksnio. Joms byrant, viršuje formuojasi platus ir seklus griovys, labai primenantis stebimas vagas. Taip pat stebėjimus gerai atitinka ir gauti atstumai tarp griovių bei griovių pločiai. Pagrindiniai modelio rezultatai yra būtent tokios dvisluoksnės paviršiaus struktūros identifikavimas. Šiuo metu nežinome, ar struktūra tikrai tokia, bet tą patikrinti galės Japonijos zondas MMX (Martian Moons Explorer), kuris po keleto metų turėtų išskristi Marso link. Tyrimo rezultatai publikuojami The Planetary Science Journal.

***

Planetos auga labai anksti. Įprastinė planetų formavimosi teorija teigia, kad planetos ima augti tada, kai žvaigždė jau įsižiebia, ir užtrunka keletą ar keliolika milijonų metų. Bet pastaruoju metu randama įrodymų, jog uolienos Saulės sistemoje egzistavo dar Saulei nepradėjus termobranduolinių reakcijų. Tai reikštų, kad planetų augimas prasideda dar augant pačiai žvaigždei. Dabar tokio scenarijaus įrodymų pateikta stebint žvaigždžių liekanas – baltąsias nykštukes. Baltoji nykštukė yra maždaug Žemės dydžio, bet Saulės masės objektas, likęs mirus į Saulę panašiai žvaigždei. Nykštukės daugiausiai susideda iš anglies ir deguonies, o kitų cheminių elementų jų paviršiuje nematyti. Išimtis – vadinamosios „užterštos“ nykštukės. Jų paviršiuje matomi įvairūs cheminiai elementai, ten patekę, kai į nykštukę įkrito koks nors uolinis kūnas. Tie kūnai dažniausiai yra asteroidai, ne didesni nei keli šimtai kilometrų, mat didesni, planetų dydžio ir masės kūnai, susiduria ir nukrenta į nykštukes tik ypatingai retais atvejais. Taigi dažniausiai „užterštų“ baltųjų nykštukių stebėjimai parodo jų sistemose esančių asteroidų, ar jų gabalų, cheminės sudėties įvairovę. Ištyrę daugiau nei 200 užterštų baltųjų nykštukių spektrus, tyrėjai rado devynias, kurių spektre kalcio ir geležies santykis aiškiai žemas bei vieną, kurioje jis aiškiai didelis, lyginant su šiuo santykiu Saulės sistemoje. Šie cheminiai elementai svarbūs tuo, kad kalcis yra pagrindinis planetų mantijų ingredientas, o geležis – branduolių. Kitaip tariant, šiuos duomenis galima interpretuoti taip: devyniose nykštukėse aptikta įrodymų, jog jos neseniai prarijo asteroido branduolio medžiagą, o viena – asteroido mantijos. Tai reiškia, kad tose sistemose asteroidai yra sluoksniuoti – turi aiškiai išreikštą mantiją ir branduolį. Tam, kad uolinis dangaus kūnas išsisluoksniuotų, jį sudarančios uolienos turi išsilydyti. Planetoms tai nutinka formavimosi metu: gravitacija ir naujų formuojančių uolienų smūgiai išlydo visas uolienas ir leidžia formuotis sluoksniams. Tačiau asteroidai, priešingai nei planetos, nėra pakankamai masyvūs tokiam procesui įvykti. Vadinasi, jų sluoksniavimąsi sukelia kažkas kito. Tyrimo autorių teigimu, tikėtiniausias veiksnys yra radioaktyvaus aliuminio skilimo energija, kurios pakaktų išlydyti medžiagai. Radioaktyvus aliuminis susidaro supernovų sprogimų metu, o sprogimų liekanos dažnai sukrečia aplinkines dujas ir paskatina jas formuoti naujas žvaigždes. Tačiau radioaktyvus aliuminis ilgai negyvena – pusė jo kiekio suskyla per 2,7 milijono metų. Taigi galime daryti išvadą, kad bent jau kai kuriose baltųjų nykštukių sistemose kadaise dešimčių-šimtų kilometrų dydžio uolienos susiformavo per mažiau nei tris milijonus metų nuo tada, kai sistema pradėjo rastis. Toks laiko tarpas yra trumpesnis, nei reikia susiformuoti ir įsižiebti žvaigždei, taigi uolienos formavosi ne po žvaigždės atsiradimo, o kartu su ja. Žinoma, šis atradimas remiasi keliomis prielaidomis – apie asteroidus lydantį veiksnį, baltosios nykštukės taršos prigimtį ir taip toliau. Bet faktas, kad tokie skirtumai aptikti keliose sistemose, daro išvadą tvirtesnę. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Astronomy.

***

Ūkai būna patys įvairiausi – apvalūs, pailgi, netvarkingi, šviesūs, tamsūs, margi, vientisi, ir taip toliau. Čia – vienas iš unikalesnių savo išvaizda, man primenantis kokią nors lėlę-kojinę su mėlyna akimi, juoda burna ir ilgu kūnu. Iš tiesų čia yra dviejų ūkų junginys: pailgas rudas draiskalas vadinamas Barnardo 175, o mėlynas darinys jo gale – Vilko irštvos ūku. Tamsūs dariniai yra tarpžvaigždinių dulkių sankaupos, kurios nepraleidžia tolimesnių žvaigždžių šviesos. Tuo tarpu Vilko irštvoje švyti viena mėlyna žvaigždė, kurios atsispindėjusi šviesa taip pat nudažo ir aplinkines dulkes. Paprastai žvaigždės formuojasi dulkių ir tankių dujų debesyse, bet ši žvaigždė greičiausiai užklydo atsitiktinai, mat jos greitis labai skiriasi nuo aplinkinių dulkių. Raudonos gijos nuotraukos dešinėje yra supernovos liekanos kraštas, raudonai-pilka dėmė apačioje – planetinis ūkas Dengelio-Hartlo 5.

***

Paukščių Tako halas – netolygus. Paukščių Takas, kaip ir dauguma kitų diskinių galaktikų, turi kelis pagrindinius komponentus. Centre yra centrinis telkinys, arba baldžas, aplink jį – diskas, kuriame skrieja ir mūsų Saulė. Viską gaubia halas, kuris daugiausiai sudarytas iš tamsiosios materijos, bet jame yra ir žvaigždžių. Halo žvaigždžių orbitos gali atskleisti daug žinių apie Galaktikos evoliuciją, nes jos milijardus metų išlaiko informaciją apie praeities sukrėtimus. Vienas toks didelis sukrėtimas nutiko maždaug prieš 10 milijardų metų, kai Paukščių Takas prarijo apie 10 kartų mažesnę galaktiką Gaia-Enceladą. Dabar mokslininkai, ištyrę prarytosios palydovės likučius, nustatė, jog Paukščių Tako halas vis dar išlieka netolygus po šio susiliejimo. Prieš maždaug penkerius metus identifikuotas žvaigždžių srautas Paukščių Take, pavadintas „Gaia dešrele“ (Gaia Sausage) dėl savo formos greičių erdvėje, o galaktika, iš kurios žvaigždės kilusios, pavadinta mitinio milžino, gyvenančio Etnos ugnikalnyje, vardu. Naujojo tyrimo autoriai išnagrinėjo daugiau nei pusšešto tūkstančio žvaigždžių, priklausančių šiam srautui, esančių Galaktikos hale 6-60 kiloparsekų atstumu nuo centro. Saulė nuo Paukščių Tako centro nutolusi aštuonis kiloparsekus, o 60 kpc – visai Galaktikos pakraštys. Įvertinę, kaip sunku aptikti žvaigždes skirtingu atstumu ir skirtingomis kryptimis, mokslininkai sudarė gana išsamų vaizdą apie tikrąjį Gaia-Encelado žvaigždžių pasiskirstymą Paukščių Tako hale. Paaiškėjo, kad jos išsidėsčiusios elipsoido formos struktūroje, kurios plotis ir storis sudaro atitinkamai 80% ir 70% ilgio. Ilgoji elipsoido ašis driekiasi panašia kryptimi nuo Galaktikos centro, kaip ir Saulė, tačiau sudaro apie 25 laipsnių kampą su Galaktikos disko plokštuma. Mūsų žvaigždės aplinkoje ši ašis yra pakilusi virš disko plokštumos, kaip ir Saulė. Žvaigždžių koncentracija, tolstant nuo centro, mažėja, tačiau kitimas staigiai paspartėja dviejose vietose: 12 ir 28 kiloparsekų nuotoliu. Ilgą laiką mokslininkai nesutarė, ar mažėjimas spartėja ties maždaug 15, ar ties maždaug 30 kiloparsekų; šis tyrimas rodo, kad teisios abi pusės. Skaitmeniniai modeliai rodo, kad tokie tankio kitimo netolygumai atsiranda po galaktikų susiliejimų ties tomis vietomis, kur palydovinė galaktika prieš suvalgoma nutoldavo toliausiai nuo centro. Taigi informacija apie halo tankio netolygumus leis geriau suprasti, kaip vyko susiliejimas. O žvaigždžių halo forma rodo, kad greičiausiai panašiai pasviręs yra ir tamsiosios materijos halas. Tai gali reikšti, kad visas Paukščių Tako diskas kažkada buvo išvestas iš pusiausvyros ir į ją dar negrįžo. Be to, tai gali paaiškinti, kodėl nepavyksta tiesiogiai aptikti tamsiosios materijos Žemėje – jei Galaktikos halas pasisukęs, čia jos koncentracija gali būti gerokai mažesnė, nei įprastai prognozuojama. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astronomical Journal.

***

Andromedos augimo istorija. Kiekviena galaktika per gyvenimą patiria susiliejimų su kitomis. Mūsų kaimynė Andromeda – taip pat. Kai kurios savybės, pavyzdžiui žvaigždžių formavimosi istorija ar dujų pasiskirstymas, leidžia spręsti, jog paskutinis susiliejimas galėjo įvykti vos prieš keletą milijardų metų. Dabar atrastas dar vienas tokio susiliejimo įrodymas – kamuolinių spiečių išsidėstymas. Kamuoliniai spiečiai yra kompaktiški šimtų tūkstančių ar net milijonų žvaigždžių telkiniai. Jie išgyvena dešimt milijardų metų ir ilgiau. Visos vieno spiečiaus žvaigždės formuojasi tuo pat metu, todėl išmatavę žvaigždžių šviesio ir temperatūros pasiskirstymą, galime nustatyti ir spiečiaus amžių. Vienoje galaktikoje besiformuojančių spiečių amžius turėtų gerai derėti su jų metalingumu – sunkesnių už helį cheminių elementų dalimi žvaigždžių sudėtyje. Išnagrinėję šį sąryšį, taip pat kamuolinių spiečių padėtis ir, kiek įmanoma, orbitas centrinėje Andromedos galaktikos dalyje, mokslininkai aptiko 10-20 spiečių grupę, kuri skiriasi nuo likusiųjų. Jų orbitos beveik statmenos Andromedos disko plokštumai ir daugumai kitų spiečių centrinėje Andromedos dalyje, tačiau neblogai sutampa su kita išskirtine populiacija Andromedos pakraščiuose. Be to, šių spiečių metalingumas gerokai mažesnis nei kitų panašaus amžiaus spiečių. Mažesniu metalingumu pasižymi mažesnės galaktikos, taigi spiečių savybes paaiškintų kilmė mažesnėje palydovinėje galaktikoje. Turint omeny, kad spiečiai dar išlaiko savitas orbitas, palydovinė galaktika turėjo būti praryta ne seniau, nei prieš penkis milijardus metų. Tikėtina, kad galaktikos masė buvo apie šimtą milijardų Saulės masių, arba maždaug dešimtadalis Andromedos masės. Toks susiliejimas didesnis, nei bet kuris, kokį patyrė Paukščių Takas. Keli įrodymai, bylojantys apie susiliejimo faktą, leidžia geriau apibrėžti galimas jo savybes, prarytos galaktikos dydį ir orbitą. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Aktyvaus branduolio poveikis aplinkinėms dujoms. Aktyvūs galaktikų branduoliai – centrinės supermasyvios juodosios skylės ir į jas sparčiai krentančios dujos – išpučia čiurkšles ir vėjus, kurie gali įvairiai paveikti dujas visoje galaktikoje. Poveikis turėtų pasireikšti ir mažais masteliais, palyginus arti juodosios skylės. Ten dažnai stebimi intensyvios žvaigždėdaros regionai; gali būti, kad juos sukuria aktyvaus branduolio poveikis, bet galimas ir priešingas scenarijus – žvaigždėdara sudaro sąlygas juodajai skylei misti dujomis. Deja, detaliai tyrinėti šiuos regionus dažniausiai trukdo dulkės, kurios užstoja regimuosius ir ultravioletinius spindulius. James Webb kosminis teleskopas padeda šią užsklandą praskleisti. Viena iš pirmųjų JWST stebėjimų programų skirta būtent galaktikų branduolių tyrimams. Dabar pristatyti pirmieji jos rezultatai, galaktikos NGC 7469 centro analizė. Ši galaktika pasirinkta todėl, kad matome ją „iš viršaus“ ir į centrą galime pažvelgti santykinai aiškiai. Nepaisant to, dulkių ten vis tiek yra, bet infraraudonieji spinduliai pro jas prasiskverbia, tad JWST nuotraukose atsiskleidžia įvairialypė sąveika tarp aktyvaus branduolio ir aplinkinių dujų. Žvaigždėdara galaktikoje daugiausiai vyksta kiloparseko skersmens žiede. Vienoje jo dalyje aptiktos karštos dujos, kurias greičiausiai įkaitino iš juodosios skylės prieigų kylanti tėkmė. Pati tėkmė irgi matoma galaktikos centre, judanti 650 km/s greičiu. Tokiu greičiu judančios dujos, atsitrenkusios į kitas, įkaista iki daugiau nei 10 milijonų laipsnių temperatūros. Taip sukrėstos dujos gali pabėgti iš galaktikos, bet taip pat gali pradėti labai sparčiai vėsti ir daug sparčiau formuoti žvaigždes. Kol kas neįmanoma pasakyti, kuris iš scenarijų vyksta NGC 7469 centre, bet akivaizdu, kad sąveika tarp aktyvaus branduolio ir žvaigždėdaros žiedo yra. Ateityje šios ir panašių galaktikų tyrimai praplės dabartinį supratimą apie tokias sąveikas ir galaktikų evoliuciją šiais ekstremaliais etapais. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Kokia yra Visata – plokščia, sferinė ar hiperboliška? Ką tai apskritai reiškia. Apie Visatos geometriją pasakoja Astrum:

***

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

Laiqualasse