Įprastai į kosminių kūnų gelmes pažvelgti negalime. Bet kartais pavyksta įveikti ir šį barjerą. Štai praeitą savaitę atliktas pirmas eksperimentas, kai į pro šalį skriejantį asteroidą nukreiptas radaras, turintis prasiskverbti į jo gelmes ir parodyti vidinę struktūrą. O teoriniai modeliai atskleidė, kad žvaigždžių žybsniai gali kaitinti arti besisukančių planetų gelmes. Kitose naujienose – Veneros plutos analizė, galaktikų sukimosi kreivės atskleidžia gravitacijos anomalijas, o dvinarėse žvaigždėse, pasirodo, gali susidaryti geros sąlygos planetų formavimuisi. Ir, žinoma, šiek tiek prognozių prasidėjusiems metams. Gero skaitymo!

***

2023 metų prognozės. Prasidėję metai neabejotinai atneš daugybę kosminių naujienų. Nors tarp jų nėra tokio išskirtinio įvykio, kaip pernykštė James Webb teleskopo darbo pradžia, keletas vertų dėmesio lauktinų reginių nusimato.

Kalbant apie kosmines misijas, balandį turėtų pakilti pirmasis Europos kosmoso agentūros zondas į Jupiterio sistemą – JUICE. Iki Jupiterio jis keliaus aštuonerius metus, o tada tyrinės tiek Jupiterį, tiek tris jo palydovus – Europą, Ganimedą ir Kalistą. SpaceX planuoja išbandyti savo galingiausią raketą ir tarpplanetinį erdvėlaivį Starship. Anksčiau bandomasis skrydis planuotas praeitų metų rugsėjui, bet jį teko atidėti. Jei bandomasis skrydis bus sėkmingas, netrukus po jo gali sekti dearMoon misija, kurios metu devyni civiliai ir įgula su Starship skris aplink Mėnulį. Rugsėjį į Žemę sugrįš OSIRIS-REx, atnešiantis asteroido Bennu medžiagos mėginį. O spalį turėtų išskristi atidėta NASA misija į asteroidą Psichę.

Apskritai kosminių skrydžių kitąmet numatoma labai daug – vien iš Floridos jų greičiausiai kils apie šimtą. Pernai jų pakilo 57 ir tai buvo rekordas šiam regionui. Šiemet daugumą skrydžių rengs ar valdys SpaceX, tarp jų bus ne tik minėtas Starship, bet ir keli Falcon Heavy skrydžiai. Taip pat planuojami net penki žmonių skrydžiai: dvi reguliarios NASA misijos į Tarptautinę kosminę stotį bei Polaris Dawn ir Axiom-2 civilių skrydžiai į kosmosą (Axiom-2 atveju – irgi į TKS). Balandį prie SpaceX turėtų prisijungti Boeing, kurios Starliner atliks pirmąjį skrydį su įgula į TKS. Nauja Vulcan raketa, United Launch Alliance gaminys, turėtų kelti ne vieną skrydį, nuo privačios kompanijos Astrobotic mėnuleigio iki išteklių gabenimo į TKS kapsulės Dream Chaser. Prie šių didžiųjų žaidėjų bandys prisijungti ir gerokai mažesnė Relativity Space, ketinanti išbandyti pirmąją savo raketą Terran 1. 

Ypatingų astronominių reiškinių šiemet nenusimato. Apskritai bus du Saulės ir du Mėnulio užtemimai, bet Lietuvoje matysime tik Mėnulio, ir tai jie bus tik daliniai. Vasario pradžioje teoriškai net dvi kometos pasieks ryškį, pakankamą jas įžiūrėti plika akimi: C/2022 E3 ZTF Žirafos/Vežėjo žvaigždynuose ir 96P Machholz 1 Ožiaragyje. Deja, pirmoji tik vos vos kirs regimumo ribą, o antroji dangaus skliaute (ir tikroje erdvėje) bus visai šalia Saulės. Dar, aišku, bus įvairių planetų konjunkcijų (artimų prasilenkimų dangaus skliaute), meteorų lietų ir panašių reiškinių, apie kuriuos detaliau rašo Universe Today.

***

Radaras pažvelgė į asteroido vidų. Kai pro Žemę skrenda koks nors asteroidas, dažnai į jį nukreipiami radarai. Jų bangos, atsispindėjusios nuo asteroido paviršiaus, suteikia labai detalios informacijos apie objekto formą, dydį, sukimąsi ir netgi cheminę sudėtį. Paprastai tai būna trumposios radijo bangos. Dabar pirmą kartą praskrendančio asteroido stebėjimams panaudotos ilgos radaro bangos, leidusios pažvelgti į asteroido vidų. Gruodžio 27 dieną pro Žemę maždaug dvigubai toliau nei Mėnulis praskrido asteroidas 2010 XC15. Maždaug 150 metrų skersmens kūnas jokio pavojaus mūsų planetai nekėlė. Į jį buvo nukreiptas radijo bangų signalas iš Aliaskoje įrengto prietaiso HAARP, skirto Žemės jonosferos tyrimams. 9,6 megahercų dažnio, arba daugiau nei 30 metrų ilgio, bangos turėtų atsispindėti ne nuo asteroido paviršiaus, bet nuo įvairių sutankėjimų ar kiaurymių jo viduje ir taip leis nustatyti jo struktūrą daug detaliau, nei bet kokie paviršiaus stebėjimai. Signalas buvo transliuojamas apie 12 valandų – tiek laiko asteroidas buvo virš horizonto. Atspindžius gaudė tiek HAARP, tiek dvi radijo observatorijos Niu Meksiko ir Kalifornijos valstijose. Išeinantį signalą užfiksavo daugiau nei 300 mėgėjų radijo stočių visame pasaulyje – jų duomenys leis įvertinti jonosferos savybes eksperimento metu ir pašalinti jos sukeliamas paklaidas. Ruošiantis eksperimentui, pernai porą kartų panašus signalas buvo nukreiptas į Mėnulį. Ateityje panašiai ketinama ištirti dvigubai didesnį asteroidą Apofį, kuris 2029 metais praskris pro Žemę dešimt kartų arčiau, nei Mėnulis. Tyrimo duomenys bus analizuojami dar keletą mėnesių, tada galime tikėtis ir publikacijos. Pats principas pristatytas Mėnulio ir planetų mokslo konferencijoje pernai, ten pat pristatytas ir planas panaudoti radarą tyrinėti Apofį 2029 metais, o plačiau koncepcija aprašyta planetų mokslo dešimtmečio plane.

***

Technologijos Mėnulio kolonizavimui. Artemis misijos tikslas – įkurti ilgalaikę tyrimų stotį Mėnulyje. Panašų tikslą paskelbusi yra ir Kinija. Taigi per artimiausius keletą dešimtmečių Mėnulyje turėtų atsirasti bent pora, jei ne daugiau, gyvenviečių. Net jei jose vienu metu gyvens vos po keletą žmonių, joms reikės įvairiausios infrastruktūros, nuo nusileidimo aikštelių iki elektros generatorių. Praeitą savaitę paskelbta keletas tyrimų rezultatų ir planų, kaip šie iššūkiai bus įveikiami.

Erdvėlaiviams leidžiantis Mėnulyje, raketų variklių išmetamosios dujos pakelia didžiulius dulkių debesis. Be atmosferos jie gali sklisti plačiai, o dulkės nesulėtėja iki pat nukrisdamos. Taigi visa aplinka apšaudoma mažytėmis dulkelėmis, kurios gali labai pakenkti bet kokioms struktūroms. Kaip to išvengti? Vienas būdas būtų pastatyti nusileidimo aikšteles, tačiau gabenti medžiagas joms iš Žemės – beprotiškai brangu. Todėl mokslininkai ieško galimybių išnaudoti vietinius resursus – tą patį Mėnulio regolitą. Naujame tyrime nagrinėjami būdai, kaip efektyviausiai sukabinti regolitą į kietą medžiagą. Viena regolito sudedamųjų dalių yra mineralas ilmenitas, susidarantis, kai į Mėnulį trenkiasi meteoritas. Ilmenitas gerai sugeria mikrobangę spinduliuotę: pakaitinus mikrobangomis, ima lydytis, o išjungus kaitinimą, sustingsta į vientisą uolieną. Taigi specialiai pritaikyta raketa, apšvitinusi Mėnulio paviršių mikrobangomis, galėtų sukurti sau nusileidimo aikštelę. Problema tik tokia, kad ilmenitas sudaro apie 1-2% regolito; jis kaupiasi granulėse, vadinamose aglutinatais, kurios skirtingose vietose sudaro nuo 20% iki 60% regolito. Dabar mokslininkai pasiūlė metodą, kaip galima išgryninti regolitą, mat ilmenitas turi kitą labai naudingą savybę – yra magnetinis mineralas. Taigi veikiant magnetiniam laukui, ilmenitas ar jo gausios granulės artėtų prie magneto. Taip jas būtų galima iškelti į regolito paviršių. Tada, išlydžius ir sustingdžius paviršių, gautume daug tvirtesnį pagrindą, nei lydydami neišskirstytą regolitą. Šis metodas praktiškai nereikalauja medžiagų gabenimo iš Žemės; reikalingi tik prietaisai magnetiniam laukui sukurti ir regolitui kaitinti. Tyrimo rezultatai arXiv.

Kita svarbi veikla, kuria užsiims Mėnulio tyrinėtojai – vietinės kelionės. Ar tai būtų judėjimas pėsčiomis, ar bagiais, ar autonominių mėnuleigių važinėjimas, jiems reikės nepaklysti. Žemėje tokiu atveju padeda GPS tinklas, bet Mėnulyje tokio nėra. Gal kada nors bus įrengtas, bet vien šia viltimi kliautis negalima. Neturėdami GPS, žmonės Žemėje gali stebėti aplinką, atpažinti reikšmingas vietas – pavyzdžiui, kalnų grandinių linijas, miškus ar upes – ir sekti jomis. Galų gale, tokia navigacija naudinga ir turint GPS, kaip alternatyva ir papildymass. Ar būtų įmanoma tokią sistemą pritaikyti Mėnulyje? Greičiausiai taip: NASA mokslininkai šiuo metu kuria dirbtiniu intelektu paremtą sistemą, kuri leistų susiorientuoti erdvėje pagal aplinkinių kalvų kontūrus. Mėnulio apžvalgos zondas nuo 2009 metų stebi Mėnulį ir. Naudodamas lazerinį altimetrą, jis kuria aukštos erdvinės skyros mėnlapį, kuriuo galima pasinaudoti ir esant ant paviršiaus. Dirbtinio intelekto pagrindu sukurtas algoritmas mėnlapius paverčia horizonto linijos vaizdais iš bet kurios Mėnulio vietos. Tuos vaizdus galima susieti su aplink matomomis kalvomis ar kitomis paviršiaus struktūromis ir taip nustatyti buvimo vietą. Sistemoje taip pat naudojamas algoritmas, kuriuo remdamasis NASA zondas OSIRIS-REx užpernai sėkmingai paėmė asteroido Bennu grunto mėginį. Jis leidžia labai greitai išmatuoti atstumus tarp objektų ir iki jų, nenaudojant specifinių radijo signalų. Tai sumažina specializuotų instrumentų poreikį, tad astronautai (ar autonominiai mėnulegiai) neturės tampytis radarų ar panašių prietaisų, kad galėtų pasinaudoti automatizuotu vietos nustatymu. Plačiau apie sistemą skaitykite NASA pranešime.

***

Nežinomi Mėnulio paviršiai. Nors ir gerokai mažesnis už Žemę, Mėnulis yra labai didelis. Ir nors ir atrodo visas panašiai pilkas, jo paviršius pasižymi didžiule mineralų įvairove. Nuo bazaltais padengtų jūrų ir olivinais bei anortozitais nuklotų aukštumų iki daugybės smulkesnių variacijų. Apie jas dar labai daug ko nežinome, didžiąja dalimi todėl, kad mėginių iš Mėnulio pargabenta vos keletas. Pirmieji – Apollo misijų metu, o naujausi – Kinijos Chang’e-5 zondo prieš dvejus metus. Dabar, analizuojant šiuos mėginius, aptikti bent trijų anksčiau nežinotų Mėnulio paviršiaus regionų požymiai. Chang’e-5 mėginius paėmė Audrų vandenyne, šiauriniame Mėnulio pusrutulyje. Pagrindinės uolienos zondo nusileidimo vietoje yra maždaug dviejų milijardų metų amžiaus bazaltai. Tačiau tarp daugiau nei pusantro kilogramo regolito medžiagos esama ir kitokių uolienų trupinių, kurie negali būti to paties bazalto nuolaužos. Naujojo tyrimo autoriai išnagrinėjo daugiau nei tris tūkstančius regolito dalelių ir tarp jų rado septynias „egzotiškas“ uolienų nuotrupas – klastus. Labiausiai tikėtina, kad nuotrupos atlėkė iš 50-400 kilometrų atstumu esančių regionų po to, kai jas pakėlė meteoritų ar asteroidų smūgiai. Trys egzotiški klastai anksčiau apskritai nebuvo aptikti Mėnulyje: vienas jų yra bazaltinės kilmės, antras – aukštumų plutos, trečias – vulkaninis. Tiesa, bendras egzotiškų klastų kiekis tesiekia 0,2% visos medžiagos, gerokai mažiau nei prognozuojami 10-20%. Prognozės remiasi modeliais apie tai, kaip smūgiai paskleidžia paviršiaus medžiagą į aplinką, tad greičiausiai šie modeliai netinka palyginus jauniems Mėnulio paviršiaus regionams. Dar gali būti, kad Chang’e-5 nusileidimo aplinka yra geologiškai vienodesnė, nei laikoma modeliuose. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Astronomy.

***

Veneros pluta – kaip Žemės. Venera ir Žemė – labai panašios, bet kartu ir be galo skirtingos planetos. Nepaisant labai panašaus dydžio, masės bei atstumo nuo Saulės, Veneros paviršių slegia 92 kartus tankesnė atmosfera, ten tvyro daugiau nei 400 laipsnių karštis. Be to, Veneroje nėra tektoninių plokščių, kaip Žemėje. Dėl šios priežasties mokslininkai ilgą laiką manė, kad Veneros gelmių karštis į paviršių sunkiasi daug lėčiau, nei Žemės. Bet nauja senų duomenų analizė rodo ką kita. Praeito amžiaus pabaigoje Venerą tyrinėjo NASA zondas Magellan. Tyrėjai dabar išnagrinėjo jo darytose nuotraukose matomas karūnas – apskritas struktūras, susidarančias dėl vulkaninių ir tektoninių procesų. Karūnų plutos išsilenkimas leidžia apskaičiuoti jos storį – kuo plonesnė pluta, tuo mažiau išlinksta. Taip nustatyta, jog vidutinis Veneros plutos storis tėra apie 11 kilometrų, panašiai kaip ir Žemės vandenynų. Per tokio storio plutą, net ir nesant tektoninių plokščių, šiluma turėtų sunktis maždaug 100 milivatų į kvadratinį metrą galia – sparčiau, nei vidutiniškai Žemėje. Tokia galia palyginama su Žemės šilumos skverbimusi tektoninių plokščių prasiskyrimo vietose. Šis rezultatas prisideda prie grupės įrodymų, jog Veneros pluta nėra tokia jau neaktyvi. Ankstesnį vadinamąjį „stagnuojančio dangčio“ (angl. stagnant lid) modelį po truputį keičia „minkšto dangčio“ (angl. squishy lid) modelis, pagal kurį pluta reguliariai deformuojama karštų burbulų, kylančių iš planetos gelmių, ir kitų procesų. Manoma, kad tokie procesai kadaise suskaldė Žemės plutą ir davė pradžią tektoninėms plokštėms. Taip pat atradimas padės geriau vertinti egzoplanetų savybes ir tinkamumą gyvybei, nes bus galima patikimiau įvertinti jų gelmių šilumos nuostolius. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Geoscience.

***

Vėjo jėgainės Marse? Kokie energijos šaltiniai aptarnaus žmonių tyrimų bazes ir pirmąsias kolonijas Marse? Šiandieninės Marso misijos remiasi branduoline arba Saulės energija, bet jos abi turi trūkumų. Branduolinės jėgainės neatsiejamos nuo katastrofiško gedimo rizikos, tad jas reikėtų įrengti kuo toliau nuo žmonių gyvenamų vietų. Tuo tarpu Saulės elektrinės veikia tik dieną ir tik tada, kai dangaus netemdo dulkių audros; be to, žiemą jos veikia prasčiau dėl trumpesnių dienų. Neblogą išeitį, pasirodo, gali pasiūlyti vėjo jėgainės. Pagrindinis jų privalumas, lyginant su Saulės energetika – galimybė veikti praktiškai visą laiką, tiek dieną, tiek naktį. Nors atmosfera Marse apie 200 kartų retesnė, nei Žemėje, ten pučia pakankamai stiprūs vėjai, kad jėgainės galėtų suteikti nemažai energijos. Jos turėtų būti aukštos – bent 50, o geriau šimto metrų aukščio, – tačiau šiuo klausimu padėtų silpnesnė Marso gravitacija. Aukštumose ir šiaurinėse lygumose vėjo energijos tankis netgi viršija Saulės energijos tankį. Tose vietose geriausias sprendimas būtų statyti kombinuotas Saulės ir vėjo jėgaines. Tyrimo autorių teigimu, toks energijos generavimo sprendimas užtikrintų, kad gaunama energija viršytų sunaudojamą ne 40%, o 60-90% laiko (žinoma, tikslūs skaičiai priklauso nuo realių misijos poreikių ir instaliuotos galios), taigi reikėtų gerokai mažiau energijos saugojimo infrastruktūros. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Astronomy.

***

Šiuo metu Marsas juda Tauro žvaigždynu. Ne, astrologinės prognozės iš to sudarinėti neimsiu, bet galime pasigrožėti šiuo vaizdu, kai viename kadre telpa ir planeta, ir du žvaigždžių spiečiai. Marsas yra didžiausias rausvas skritulys viršuje, Hiados – kairėje, o Plejadės – dešinėje. Prie Hiadų matomas ir Aldebaranas, ryškiausia Tauro žvaigždė, beveik tokios pat spalvos, kaip ir Marsas. Tačiau Aldebaranas nėra Hiadų dalis; ši žvaigždė kone dvigubai arčiau mūsų.

***

Aptikti nežemišką gyvybę – nelengva. Pagrindinė viltis tą padaryti už Saulės sistemos ribų – atrasti kokius nors biopėdsakus: dujas, kurias skleidžia išskirtinai tik gyvybė. Neseniai paskelbti tyrimai rodo, kad geri biopėdsakai gali būti metilo bromidas ir metilo chloridas. Apie juos pasakoja John Michael Godier:

***

Dvinarė palengvina planetų formavimąsi. Planetų formavimosi proceso pradžia neatsiejama nuo pačių žvaigždžių formavimosi. Protoplanetinis dujų ir dulkių diskas, kuriame auga uolienos, galiausiai sususijungsiančios į planetas, pradžioje maitina ir augančią žvaigždę. O jei žvaigždė yra dvinarė, kintantis gravitacinis laukas gali paspartinti abu procesus. Tokią išvadą galima daryti iš naujų labai jaunos dvinarės žvaigždės IRAS 16293–2422 A stebėjimų. Žvaigždė yra didesnės sistemos dalis – dar neseniai buvo manoma, kad tai yra dvinarė, ir tik prieš keletą metų didesnioji komponentė išskirta į dvi – IRAS 16293–2422 A1 ir A2. Taip pat įvertinta, kad sistema yra vos pusės milijono metų amžiaus, tad žvaigždės dar nebaigė formuotis. Naujojo tyrimo autoriai atliko detalius žvaigždžių aplinkos stebėjimus 1,3 ir 3mm ilgio bangų ruože; ilgose bangose išryškėja aplinkinės dujų struktūros. Taip identifikuotas dujų diskas, supantis abi žvaigždes, ir bent trys karštesni taškai jame. Spinduliuotės spektras visose disko vietose labai panašus, taigi galima teigti, jog karštesni taškai yra būtent aukštesnės temperatūros, o ne didesnio tankio zonos. Didesnio tankio aplinkoje būtų ir kitokia cheminė sudėtis, tad pasikeistų ir spektras. Tyrėjų teigimu, karštieji taškai atsiranda todėl, kad dviejų žvaigždžių gravitacija sukelia sūkurius ir smūgines bangas diskuose. Smūginės bangos įkaitina dujas, tačiau kartu ir suspaudžia jas bei paskatina naujų molekulių formavimąsi. Sujaukti dujų srautai lengviau krenta į žvaigždes, bet taip pat gali duoti pradžią planetų formavimuisi. Kol kas neaišku, ar planetoms tokioje sistemoje formuotis lengviau, nei prie pavienių žvaigždžių, bet panašu, kad tikrai ne taip sudėtinga, kaip manyta anksčiau. Ligšiolinis mokslininkų požiūris rėmėsi tuo, kad kintantis gravitacinis laukas sukelia stiprias potvynines jėgas, kurios gali suardyti augančias planetas. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astrophysical Journal Letters.

***

Planetų kaitinimas žvaigždžių žybsniais. Visos žvaigždės kartais sužimba žybsniais ir išmeta vainiko medžiagos. Mažesnės už Saulę žvaigždės dažniausiai žybsi ir spjaudosi panašiai stipriai, kaip mūsiškė. Tai gali rimtai atsiliepti jų planetoms, kurios dažnai skrieja daug arčiau žvaigždžių. Apskritai mažesnės žvaigždės gyvybinė zona – regionas, kur žvaigždės šviesa gali sušildyti planetą pakankamai skystam vandeniui egzistuoti jos paviršiuje – yra daug arčiau, nei prie Saulės. Tad jei norime rasti gyvybei tinkamų planetų prie mažų žvaigždžių, neišvengiamai turime galvoti ir apie žvaigždės vėjo, žybsnių bei medžiagos pliūpsnių poveikį joms. Įprastai šis poveikis įvardijamas kaip atmosferos nupūtimas ir gal paviršiaus bombardavimas gyvybei kenksminga spinduliuote. Bet dabar grupė mokslininkų apskaičiavo, kad poveikis gali pasireikšti ir planetos gelmėse. Planeta, skriedama per stiprų žvaigždės vėjo magnetinį lauką, jį iškreipia. Žybsnių metu iškreipimas dar stipresnis. Magnetinio lauko pokyčiai generuoja elektros srovę, kuri sklinda planetos mantijoje ir branduolyje ir juos kaitina. Procesas vadinamas omine disipacija ir iš principo yra toks pat, kaip arbatinuko ar kokio kito elektrinio prietaiso kaitimas, įjungus į elektros tinklą. Tyrėjai sukūrė modelį, kuris leidžia apskaičiuoti tikėtiną planetų kaitinimą priklausomai nuo žvaigždės savybių ir planetos orbitos, ir pritaikė jį TRAPPIST-1 sistemai. Ši sistema garsi tuo, kad turi net septynias uolines planetas, iš kurių trys yra gyvybinėje zonoje. Paaiškėjo, kad bent jau vidines sistemos planetas žvaigždės žybsniai įkaitina tiek, jog jose gali prasidėti vulkanizmas. Ugnikalnių išsiveržimai ir kitoks dujų pabėgimas iš mantijos palaiko planetos atmosferą ir gali sukurti gyvybei tinkamesnes sąlygas. Tiesa, šiuo atveju planetos ir taip yra per karštos, kad jose galėtų būti skysto vandens, net ir neįtraukus vidaus kaitinimo. Visgi kitose sistemose vidinis kaitinimas gali tapti reikšmingu planetos gyvybingumo skaičiavimų ingredientu. Norint suprasti pilną žvaigždžių žybsnių poveikį artimoms planetoms, reikėtų apjungti vidaus kaitinimo modelį su atmosferiniais, kad galėtume kartu sekti efektus abiejose srityse. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astrophysical Journal Letters.

***

Šimtas naujų padrikųjų spiečių. Žvaigždės, kaip žinia, formuojasi ne po vieną, o grupėmis. Kai kurios grupės subyra kone iškart, kitos išgyvena milijonus ar milijardus metų. Pastarosios vadinamos spiečiais. Paukščių Take išskiriami du spiečių tipai: kamuoliniai ir padrikieji. Kamuoliniai spiečiai yra seni ir masyvūs, išgyvenę ne vieną milijardą metų. Jų masės prasideda nuo dešimčių tūkstančių Saulės masių; Paukščių Take jų žinome apie pusantro šimto. Padrikieji spiečiai – mažesni ir jaunesni, jie po truputį byra. Tačiau jų yra daug daugiau – šiuo metu žinoma beveik du tūkstančiai, ir dar keli tūkstančiai galimų spiečių laukia patvirtinimo. Dabar paskelbta apie dar šimto naujų padrikųjų spiečių atradimą praktiškai kaimynystėje – 500 parsekų regione aplink Saulę. Tyrimo autoriai pasinaudojo Gaia teleskopo trečiuoju duomenų paketu, kuriame pateikiamos pusantro milijardo žvaigždžių padėtys ir judėjimo greičiai. Tarp jų apie aštuoni milijonai žvaigždžių yra 500 parsekų atstumu nuo Saulės ir arčiau. Pritaikę algoritmą, skirtą telkinių paieškai, mokslininkai šiame regione identifikavo 324 spiečius – 223 jau žinomus ir 101 naują. Taigi žinomų padrikųjų spiečių kiekis Saulės aplinkoje padidėjo kone pusantro karto. Taip pat net ir žinomi spiečiai pasipildė naujomis narėmis: turint tikslesnius duomenis, galima aiškiau atrinkti, kurios žvaigždės priklauso spiečiui. Šios žinios padės geriau suprasti, kaip ir kada formavosi žvaigždės Saulės aplinkoje, o kartu – ir visą Paukščių Tako raidos istoriją. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Modifikuota gravitacija geriau paaiškina galaktikų sukimąsi. Žvaigždės galaktikose juda greičiau, nei prognozuoja klasikinė fizika, jei gravitacinį lauką kuria vien regimoji medžiaga. Šį faktą gerai žinome bent pusšimtį metų, o standartinė jo interpretacija teigia, kad galaktikose yra daug nematomos, arba tamsiosios, materijos. Yra ir alternatyvių teorijų, kurias bendrai galima pavadinti „modifikuota dinamika“. Tai gali būti gravitacinio lauko modifikacijos dideliais atstumais arba Niutono dėsnių, nusakančių kūno judėjimą gravitaciniame lauke, modifikacija. Tokie modeliai irgi paaiškina galaktikų sukimosi kreives, tačiau lieka klausimas, kurie tą daro geriau. Prieš keletą metų pastebėta, kad daugybėje galaktikų žvaigždžių judėjimo pagreitis labai glaudžiai susijęs su pagreičiu, kurį prognozuoja klasikinės fizikos lygtys, nors ir nėra lygus jam. Iš pradžių atrodė, kad tai – reikšmingas argumentas už modifikuotos dinamikos modelius, mat jie būtent ir prognozuoja tiesioginį ryšį tarp pagreičio ir regimosios materijos (mat kitokios nėra), tiesiog kitokį, nei klasikinis. Bet netrukus paaiškėjo, kad tamsiosios materijos modeliai taip pat atkuria šį sąryšį, nes tamsiosios materijos halai aplink galaktikas nėra atsitiktiniai, o glaudžiai siejasi su ta pačia regimąja materija (arba, tiksliau sakant, regimosios materijos pasiskirstymas glaudžiai siejasi su tamsiosios). Dabar atlikta detalesnė galaktikų sukimosi greičių analizė parodė, kad visgi modifikuotos dinamikos – tiksliau, modifikuotos gravitacijos – modelis stebėjimus atitinka geriau, nei tamsiosios materijos. Paėmę 175 galaktikų su labai detaliai išmatuotomis sukimosi kreivėmis – žvaigždžių judėjimo greičių priklausomybe nuo atstumo, – tyrimo autoriai sudalino kreives į dvi dalis: išorinę ir vidinę. Daugumos galaktikų sukimosi kreivės pasižymi tuo, kad einant nuo centro tolyn, sukimasis iš pradžių greitėja, o vėliau ima šiek tiek lėtėti. Maksimalaus sukimosi greičio vieta parinkta kaip takoskyra tarp vidinės ir išorinės dalių. Šitaip atskyrus duomenų rinkinius ir palyginus juos su galaktikomis, gaunamomis įvairiuose skaitmeniniuose modeliuose paaiškėjo, kad geriausiai sukimosi kreivių savybes atkuria modelis, paremtas modifikuotos gravitacijos teorija. Tuo tarpu tamsiosios materijos modeliai prognozuoja šiek tiek per didelius pagreičius tose vietose, kur pagreitis ir taip didžiausias. Šis rezultatas toli gražu nepaneigia tamsiosios materijos egzistavimo galimybės – yra daugybė kitų netiesioginių įrodymų, kad Visatoje materijos daug daugiau, nei matosi – tačiau iškelia įdomų klausimą, kodėl gauname tokį neatitikimą. Rezultatas taip pat paneigia Niutono dėsnių modifikacijos hipotezę, nes pagal ją sąryšis neturėtų priklausyti nuo to, kurioje galaktikos dalyje yra matuojamas. Tuo tarpu stebėjimai rodo akivaizdų skirtumą: vidinėse galaktikų dalyse nukrypimai nuo klasikinės fizikos nestipriai, bet reikšmingai mažesni, nei išorinėse. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

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

Laiqualasse