Pirmąjį Visatos kąsnelį parašiau 2012 metų sausio 23 dieną. Jis buvo gerokai trumpesnis ir glaustesnis, nei šiandieniniai, bet būtent nuo ten prasidėjo kassavaitinės kosmoso naujienų apžvalgos. Jas tęsiu iki šiandien su, jei neklystu, tik viena praleista savaite (ir keliais paankstintais/pavėlintais įrašais). Taigi, šiandien Kąsneliams sueina vienuolika metų. Ta proga – vienuolika naujienų, o ne įprastinės dešimt. O jose – trys nauji kosmoso kolonizavimo technologijų planai, glaudžiausia rudųjų nykštukių pora, žvaigždžių masių funkcijos (ne)universalumas ir gausiausias Paukščių Tako žvaigždžių katalogas. Gero skaitymo!

***

Rentgeno prožektorius Mėnulio tyrimams. Mėnulyje yra daugybė įdomių vietovių, kurias mokslininkai norėtų ištirti kuo nuodugniau. Deja, dažnai jos sunkiai pasiekiamos – paviršius aplink labai nelygus, arba įdomi vieta yra kraterio dugne. Tokiais atvejais labai praverstų galimybė tirti darinius per atstumą. Bet stebėdami iš toli, negalime išsiaiškinti, kas slypi iškart po paviršiumi – regolitas, uolienos, o gal vandens ledas ar kiti išskirtiniai junginiai. Visgi galbūt šią kliūtį įmanoma įveikti. Praeitą savaitę NASA skyrė finansavimą projektui, kurio tikslas – sukurti nuotolinės analizės prietaisą, tinkamą įrengti mėnuleigyje. Prietaisą galima pavadinti prožektoriumi-stroboskopu. Tiesa, jis šviečia ne regimųjų, o rentgeno ir gama spindulių ruože. Prožektoriaus pagrindą sudaro specialus radioizotopas: radioaktyvios medžiagos cilindras. Tinkamai ekranuotas, jis ima skleisti trumpus rentgeno bei gama spindulių blyksnius, kuriuos galima nukreipti pro kiaurymę norimo taikinio link. Dalis spindulių, atsispindėję nuo taikinio, grįžtų į šalia sumontuotą detektorių. Taip gautume informacijos apie stebimą objektą. Svarbiausia, kad, priešingai nei paprasto prožektoriaus atveju, rentgeno ir gama spinduliuotė atsispindėtų ne tik nuo objekto paviršiaus, bet ir nuo įvairių gilesnių sluoksnių, tad leistų pažvelgti į taikinio vidų. Tiek NASA, tiek projekto kūrėjai įvardija dvi vietas Mėnulyje, kur ši technologija būtų labai naudinga. Pirmoje – Shackleton krateris ir panašūs krateriai arti Mėnulio ašigalių, kurių dugno niekad neapšviečia Saulė. Nusileisti į tokio kraterio dugną būtų labai sudėtinga, dirbti jame – neįmanoma, o štai šviesti prožektoriumi nuo kraterio krašto – patogu ir paprasta. Atspindžiai leistų apskaičiuoti, kiek vandens ledo yra kiekviename iš šių kraterių, kiek jis sluoksniuotas ir kokių priemaišų jame daugiausia. Kitas svarbus regionas – Ramybės jūra ties Mėnulio pusiauju, kur leidosi Apollo 11 misija. Kai kuriose jos vietose matyti dešimčių metrų aukščio vertikalūs šlaitai ir kitokios atviros, regolitu nepadengtos uolienos. Jas tyrinėti iš arti neįmanoma dėl labai nelygaus aplinkinio paviršiaus, tad nuotolinis skanavimai būtų idealus sprendimas. Dar vienas šios technologijos privalumas – radioizotopas gali būti naudojamas kaip energijos šaltinis mėnuleigiui, taip suteikiant galimybę dirbti ir per Mėnulio naktį. Daugiau informacijos rasite NASA pranešime.

***

Saulės dėmės irimas. Saulės dėmės yra aiškiausi magnetinių procesų, vykstančių žvaigždėje, požymiai. Stiprus magnetinis laukas šiek tiek atšaldo paviršiaus regioną, todėl jis tampa tamsesnis už aplinką. Įprasta dėmė turi centrinę – šešėlio – dalį, kurią supa šviesesnis pusšešėlis. Dėmei nykstant, dažnai galima pastebėti šešėlį kertančią šviesesnę juostą – šviesos tiltą. Dabar pirmą kartą pristatyta detali šviesos tilto formavimosi ir dėmės nykimo etapų analizė. Tyrimo autoriai išnagrinėjo vienos dėmės, egzistavusios 2017 metų rugsėjį, evoliuciją. Dėmei pradedant nykti, į šešėlį įsibrovė du pailgi pusšešėlio „pirštai“, kurie ir suformavo šviesos tiltą. Tuo pat metu nuo dėmės vienas po kito atsiskyrė ir nutolo keli tamsūs regionai; jų savybės – šviesis, magnetinio lauko stiprumas ir kryptis – buvo tarpiniai tarp šešėlio ir pusšešėlio. Vos susiformavus šviesos tiltui, pusšešėlio magnetinis srautas ėmė silpti, o pats pusšešėlis – nykti. Per maždaug dvi paras pusšešėlis vienoje tilto pusėje praktiškai visiškai išnyko; ta pačia kryptimi judėjo ir atsiskiriantys tamsūs regionai. Magnetinio srauto pokytis reikšmingai pagreitėjo būtent po šviesos tilto susiformavimo, taigi galima daryti išvadą, kad tiltas sudaro sąlygas išsisklaidyti magnetinei energijai. Šie rezultatai padės geriau suprasti, kaip vystosi Saulės dėmės ir prognozuoti jų pokyčius. Turint omeny, kad iš dėmių kyla Saulės žybsniai ir vainikinės masės išmetimai, galintys sukelti geomagnetines audras, bet koks žinių apie jas pagausėjimas yra labai svarbus. Geresnės kosminių orų prognozės leis geriau planuoti kosmines misijas ir apsaugoti kosminę infrastruktūrą aplink Žemę. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astrophysical Journal.

***

Į Marsą per pusantro mėnesio? Šiandieninės tyrimų misijos į Marsą skrenda 6-9 mėnesius; taip daroma taupant kurą, o kartu ir galimą gabenti naudingo krovinio masę. Tokio ilgio skrydis kelia ne vieną problemą potencialiems astronautams: nuo psichologinių (kaip išgyventi ilgiau nei pusmetį uždarytiems mažoje erdvėje su kitais žmonėmis) iki visiškai fiziologinių (kosminiai spinduliai, raumenų atrofija ir t.t.). Norėdami sutrumpinti skrydį, turėtume sukurti žymiai efektyvesnius ir galingesnius variklius, kurie galėtų stipriai pagreitinti ir sulėtinti erdvėlaivį su kuo mažesnėmis kuro sąnaudomis. Praeitą savaitę NASA paskelbė skirianti finansavimą vieno tokio variklio projekto vystymui. Projektas siekia apjungti dvi jau žinomas ir išbandytas technologijas – branduolinį šiluminį ir branduolinį elektrinį variklius. Pirmasis variklio tipas naudoja branduolinio reaktoriaus energiją, kad kaitintų skysto vandenilio kurą ir purkštų jį per tūtą. Taip sukuriama stūmos jėga, efektyvumu apie du kartus viršijanti įprastų cheminių variklių. Deja, to nepakanka, norint reikšmingai sutrumpinti kelionę į Marsą. Branduolinis elektrinis variklis naudoja branduolinio reaktoriaus jėgą, kad jonizuotų kokias nors dujas ir įgreitintų jas elektriniame lauke. Paleistas jonų srautas turi ypatingai aukštą efektyvumą – šis apibrėžiamas kaip santykis tarp erdvėlaiviui suteikto postūmio ir sunaudoto kuro sunkio jėgos. Tokio variklio trūkumas – kuriama stūmos jėga labai nedidelė, tad norint pasiekti reikšmingą greičio pokytį, variklis turi veikti labai ilgai, be to, variklis netinka norint ištrūkti iš stipraus gravitacinio lauko, pavyzdžiui pabėgti nuo planetos. Naujojo projekto kūrėjų teigimu, apjungę abi sistemas, jie gali išnaudoti jų privalumus ir kompensuoti trūkumus. Speciali turbina išnaudotų bangas, natūraliai susidarančias skysto vandenilio kaitinimo ar medžiagos jonizavimo metu, ir panaudotų jas dar labiau suspausti reagentams. Taip turėtų pavykti pasiekti efektyvumą, 4-9 kartus viršijantį šiandieninių cheminių raketų, neprarandant stūmos jėgos. Tokiais efektyviais varikliais aprūpintas erdvėlaivis galėtų iki Marso nuskristi per maždaug 45 dienas, arba pusantro mėnesio. Galimybė šitaip sutrumpinti keliones įgalintų ne tik pavienes žmonių misijas, bet ir Raudonosios planetos kolonizavimą. Aišku, to tikrai reikės palaukti – kol kas finansavimas skirtas tik technologinių sprendimų paieškai, tad nėra net garantijos, kad bus pagamintas prototipinis variklis. Technologijos pasiūlymas aprašytas ir NASA puslapyje. 

***

Marse pastatus galima užauginti? Dar viena nauja technologija, kuriai NASA skyrė finansavimą, yra sintetinės biologijos projektas, skirtas statybinių medžiagų gamybai Marse. Marso gyventojams – ar tai būtų tyrimų stočių darbuotojai, ar kolonistai – reikės pastatų su storomis sienomis ir lubomis, kad apsisaugotų nuo žalingos spinduliuotės, dulkių audrų ir kitų pavojų. Gabenti visas statybines medžiagas iš Žemės būtų beprotiškai brangu, tad planuose figūruoja vietinių Marso resursų išnaudojimas. Dažniausiai kalbama apie Marso regolito panaudojimą kaip žaliavą trimačiams spausdintuvams, bet net ir spausdintuvas, tinkamas pastatui spausdinti, yra masyvus ir didelis prietaisas. Naujos technologijos kūrėjai siūlo alternatyvą: regolito jungimui panaudoti sintetines kerpes. Kerpės yra bakterijų ir grybų simbiotinės kolonijos. Tyrėjai vysto technologiją, kurioje kerpės formuojamos iš diazotropinių melsvabakterių ir siūlines struktūras formuojančių grybų. Toks darinys turėtų augti maitinamas vietiniais Marse esančiais resursais: anglies dvideginiu ir azotu iš atmosferos, mineralais iš grunto bei vandeniu ir ledo. Grybai ir bakterijos turi simbiotinį ryšį: bakterijos sugeria anglies dvideginį ir verčia jį karbonato jonais, taip pat gamina deguonį ir organinius junginius, kuriuos panaudoja grybai; tuo tarpu grybai formuoja struktūrą iš kalcio jonų ir reguliuoja anglies dvideginio tiekimą bakterijoms. Visa sistema gamintų įvairius biopolimerus bei biologinės kilmės kalcio karbonato mineralus, kurie surištų Marso regolito dulkes į kietą mišinį. Iš pastarojo būtų galima gaminti plytas ar kitokias formas ir panaudoti jas pastatų, baldų ar prietaisų korpusų gamybai. Iš principo technologija galėtų rasti pritaikymą ir Žemėje, pavyzdžiui panaudojant įvairias atliekas kaip statybines medžiagas, arba greitam laikinų statinių įrengimui gamtos katastrofų vietose. Galų gale, bet kokia technologija, surišanti atmosferoje esantį anglies dvideginį ir panaudojanti jį ilgalaikiams naudingiems objektams gaminti, gali būti svarbi kovojant su globaliniu atšilimu. Plačiau skaitykite NASA puslapyje.

***

Dimorphos kilmė. Asteroidas Dimorphos, į kurį pernai trenkėsi NASA zondas DART, yra 140 metrų skersmens palydovas, skriejantis aplink 750 metrų skersmens Didymos. Kaip atsirado toks dvinaris kūnas? Naujame tyrime nagrinėjamas scenarijus, kad Dimorphos susiformavo iš medžiagos, atplyšusios nuo didesniojo asteroido. Didymos aplink savo ašį sukasi beveik maksimaliai greitai – jei suktųsi nors kiek greičiau, imtų byrėti į gabalus, mat išcentrinė jėga nustelbtų menką asteroido gravitaciją. Pasitelkę skaitmeninį modelį, mokslininkai ištyrė, kaip klostytųsi situacija, jei toks byrėjimas prasidėtų. Medžiaga, atplyšusi nuo Didymos, nebūtinai pabėgtų į tarpplanetinę erdvę – didelė jos dalis suformuotų žiedą aplink asteroidą. Tokių žiedų aplink keletą asteroidų yra aptikta, taigi šitoks scenarijus nėra neįtikimas. Žiedo medžiaga, laikui bėgant, plėstųsi, kol dalis jos nutoltų už asteroido Rošė ribos. Taip vadinamas paviršius, atskiriantis zoną, kur asteroido gravitacija išardo gravitacijos palaikomą mažesnį kūną, nuo zonos, kur asteroido gravitacija per silpna. Išėję už Rošė ribos, grumstai imtų jungtis į kelis kūnus, iš kurių galiausiai liktų tik vienas – Dimorphos. Tam, kad Dimorphos susiformuotų tokios masės, kaip dabar, iš Didymos turėtų būti išmesta maždaug ketvirtis jo masės. Tiesa, nemaža dalis tos medžiagos galiausiai nusėstų atgal ant didesniojo asteroido. Medžiagos išmetimas turėtų būti spartus – nutikti per mažiau nei metus. Toks scenarijus paaiškintų tiek Didymos formą, primenančią vilkelį, tiek elipsoidinę Dimorphos formą. Jei medžiaga atplyšinėtų lėtai, Didymos būtų apvalesnis, o Dimorphos – netaisyklingos formos. Kaip Didymos buvo įsuktas iki superkritinio greičio, tyrėjai nenurodo, bet tai gali būti, pavyzdžiui, susidūrimo su kitu asteroidu pasekmė. Tokiu atveju tai būtų dar vienas iš daugybės įrodymų, kad susidūrimai buvo labai svarbūs Saulės sistemos kūnų evoliucijai. Tyrimo rezultatai arXiv.

Aukščiau aprašytas modelis duoda įvairių prognozių apie Dimorphos savybes – tiek jo formą, tiek struktūrinių komponentų dydžius. Pastarieji turėtų būti maždaug metro dydžio rieduliai. Šį tą apie Dimorphos žinome iš DART atsiųstų nuotraukų, bet jų – vos keletas. Ateinančių metų rudenį Didymos sistemos link išskris Europos kosmoso agentūros zondas Hera, kuris padės atsakyti į šiuos klausimus. ESA neseniai patvirtino, jog misija tikrai vyks, ir skyrė reikalingą finansavimą. Hera gabens ir du palydovus-kubiukus – vienas jų tyrinės asteroidą radaru, kitas – infraraudonųjų spindulių teleskopu.

***

Jupiterio trojėnų asimetrija. Jupiterio orbitoje, maždaug šeštadaliu jos priekyje ir už planetos, yra du asteroidų telkiniai. Grupė prieš Jupiterį vadinama „graikais“, grupė už – „trojėnais“, tiesa, pastarasis pavadinimas dažnai taikomas ir visiems šiems asteroidams bei visiems kitiems kūnams, esantiems analogiškoje konfigūracijoje su kitomis planetomis. Asteroidai ten kaupiasi, nes bendra Jupiterio ir Saulės gravitacija sukuria palankias sąlygas į tą regioną atklydusiems kūnams ten ir užsilikti. Teoriškai abu šie taškai, vadinami ketvirtuoju ir penktuoju Lagranžo taškais, yra vienodai stabilūs, taigi ir asteroidų abiejuose telkiniuose turėtų būti panašus skaičius. Bet jau daug metų žinoma, kad „graikų“ yra apie 60% daugiau, nei „trojėnų“. Gali būti, kad šis skirtumas yra tiesiog stebėjimų nepilnumo padarinys, bet greičiausiai jis realus. Naujame tyrime pateikiamas galimas paaiškinimas, kaip galėjo susidaryti tokia asimetrija. Paaiškinimas susijęs su Jupiterio migracija pačioje Saulės sistemos jaunystėje. Pagal šiuo metu labiausiai tikėtinu laikomą modelį, Jupiteris tik susiformavęs iš pradžių migravo artyn prie Saulės, o vėliau nuo jos nutolo. Jei migracija tolyn buvo sparti – užtruko tik kelis tūkstančius metų – jos metu Lagranžo taškų orbitų stabilumas buvo nevienodas. Ketvirtojo taško – „graikų“ orbitos susispaudė, o penktojo – „trojėnų“ – išsiplėtė. Vėliau, laikui bėgant, trojėnams buvo lengviau pabėgti iš Jupiterio gravitacinės įtakos, nei graikams, todėl jų iki šių dienų išliko mažiau. Sumodeliavę procesą skaitmeniškai, tyrėjai nustatė, kad dviejų grupių populiacijų santykis šiandien turėtų būti apie 1,6 – būtent tiek, kiek ir stebima. Tiesa, sumodeliuoti asteroidai nuo pačių Lagranžo taškų nutolsta didesniais atstumais, nei stebima, tačiau gali būti, kad šį parametrą sumažino asteroidų tarpusavio susidūrimai, kurie į modelį nebuvo įtraukti. Tyrimo rezultatai publikuojami Astronomy & Astrophysics.

***

Glaudžiausia rudųjų nykštukių pora. Rudosiomis nykštukėmis vadinami objektai, tarpiniai tarp planetų ir žvaigždžių. Jų masė viršija 13, bet nesiekia 80 Jupiterio masių (atitinkamai 1,3% ir 8% Saulės masės). Švyti šie objektai ne dėl termobranduolinių reakcijų, o dėl formavimosi metu sukauptos energijos, kuri po truputį atiduodama į aplinką. Aišku, tokia šviesa daug blausesnė, nei žvaigždės, tad ir aptikti rudąsias nykštukes daug sunkiau. O išsiaiškinti jų savybes – dar didesnis iššūkis. Bet nauji prietaisai ir detalūs stebėjimai iššūkius įveikti padeda. Štai dabar pristatyti duomenys, rodantys, kad palyginus artima rudoji nykštukė LP 413-53 iš tiesų yra labai glaudi dvinarė, kurios konfigūracija byloja apie praeityje galimai patirtą sukrėtimą. Devynis mėnesius apimantys objekto spektro duomenys atskleidė reguliariai kintantį radialinį greitį. Pokyčiai pakankamai dideli, kad jų neįmanoma paaiškinti vienos nykštukės sukimusi. Daug geriau juos paaiškina dvinarės sistemos judėjimas. Dvi rudosios nykštukės turėtų būti panašios masės, arti viršutinės rudųjų nykštukių masės ribos – 8% ir 6,7% Saulės masės. Jų orbitos periodas – vos 20 valandų. Atstumas tarp nykštukių taip pat labai mažas – mažiau nei pusantro milijono kilometrų (palyginimui, Žemę nuo Saulės skiria šimtą kartų didesnis atstumas). Šis atstumas vos 20 kartų viršija šiandieninius nykštukių spindulius. Praeityje spinduliai buvo didesni, nes laikui bėgant nykštukės vėsta ir traukiasi. Prieš kelis milijardus metų, kai sistema formavosi, nykštukių spinduliai viršijo šiandieninį atstumą tarp jų, taigi objektai negalėjo susiformuoti taip arti vienas kito. Vadinasi, jie į dabartinę konfigūraciją turėjo atmigruoti. Migracijai reikalinga sąveika su dar bent vienu kūnu: tai buvo arba trečias objektas, vėliau išsviestas iš sistemos, arba prasilenkimas su kita žvaigžde, arba panašus sukrėtimas. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Neseniai paskelbta apie pirmąją egzoplanetą, kuri aptikta James Webb teleskopu surinktuose duomenyse. Tai yra uolinė planeta, palyginus panaši į Žemę. Plačiau apie šį atradimą pasakoja Dr. Becky:

***

Turbulentiška planetų migracija. Daugybė planetų skrieja labai arti savo žvaigždžių ir įkaista iki šimtų, o gal ir tūkstančių, laipsnių temperatūros. Kai kurios yra dujinės milžinės, panašios į Jupiterį. Kitos – uolinės, kaip Žemė, ar truputį didesnės. O štai tarpinių, panašių į Neptūną, praktiškai nėra. Kodėl? Manoma, kad tokios planetos, atmigravusios arti žvaigždės, gana greitai netenka storos atmosferos ir lieka tik uolinis branduolys. Bet ir šis paaiškinimas nepilnas – pavyzdžiui, neaišku, ar atmosferą planetos praranda dėl tolygaus garavimo, ar kaip nors greitai dėl gravitacinių sąveikų. Grupė mokslininkų bando atsakyti į šiuos klausimus, nagrinėdami planetas, esančias „karštųjų neptūnų dykumos“ pakraščiuose. Pasirinkę 14 tokių sistemų, jie atliko nuodugnius radialinių greičių bei tranzitų stebėjimus. Tai yra du egzoplanetų aptikimo metodai; radialinių greičių metodas, kuriuo matuojamas žvaigždės judėjimas, ją veikiant planetos gravitacijai, duoda informaciją apie planetos masę, o tranzitų – žvaigždės pritemimų – stebėjimai – apie planetos spindulį. Taip pat, matuodami žvaigždės spektro pokyčius tranzito metu, galime nustatyti, kuria žvaigždės disko dalimi bei kuria kryptimi juda planeta. Tyrėjams pavyko nustatyti, kad net trys ketvirtadaliai tirtų sistemų pasižymi poliarinėmis planetų orbitomis. Kitaip tariant, planetos skrieja daugmaž virš žvaigždės ašigalių. Formuojantis planetinei sistemai, tiek žvaigždės, tiek planetų orbitų sukimosi plokštumos turėtų sutapti. Saulės sistemoje taip ir yra – planetų orbitų plokštumos nuo Saulės pusiaujo plokštumos nukrypsta vos keliais laipsniais. Poliarinę orbitą planeta gali pasiekti tik po ekstremalaus prasilenkimo su kaimyne, kurio metu jos orbita sutrikdoma radikaliai. Šis rezultatas rodo, kad Neptūno masės planetos arti prie žvaigždės atmigruoja po ekstremalių pokyčių, o ne tolygiai. Ekstremali migracija gali prisidėti ir prie atmosferos netekimo – planeta iki nusistovėdama naujoje orbitoje gali pro žvaigždę pralėkti dar arčiau ir atmosferą prarasti tiek dėl karščio, tiek dėl žvaigždės gravitacijos. Šis tyrimas – tik pirmasis iš daugelio planuojamų, skirtų suprasti karštųjų neptūnų dykumos kilmę, aplink ją esančių planetų savybes ir istoriją. Tyrimo rezultatai publikuojami Astronomy & Astrophysics.

***

Žvaigždžių masių funkcija – neuniversali. Žvaigždės formuojasi grupėmis ir spiečiais iš molekulinių debesų. Debesis byra į skirtingos masės fragmentus, iš kurių formuojasi skirtingos masės žvaigždės. Vienoje grupėje susiformavusių žvaigždžių masių skirstinys vadinamas pradinių masių funkcija. Nuo tada, kai ji pirmą kartą aprašyta praeito amžiaus viduryje, mokslininkai laikėsi nuomonės, kad ši funkcija yra universali – vienoda visur ir visada. Ilgą laiką būtent taip ir atrodė: vienodi rezultatai gauti tiek mūsų, tiek kitose galaktikose, skirtingose Galaktikos vietose, skirtingos masės telkiniuose ir t.t. Bet dabar grupė mokslininkų pateikė įrodymų, kad masių funkcijos forma šiek tiek priklauso nuo žvaigždžių formavimosi laiko ir cheminės sudėties. Pagrindinė kliūtis vertinant tikslią masių funkcijos formą – žvaigždžių su išmatuota mase skaičius. Įprastiniuose tyrimuose jis neviršija kelių tūkstančių, o padalinus šią imtį per skirtingus regionus, lieka vos šimtai ar apskritai dešimtys žvaigždžių kiekviename regione. Naujojo tyrimo autoriai pasinaudojo 93 tūkstančių mažos masės žvaigždžių informacija. Visos žvaigždės yra 100-300 parsekų atstumu nuo Saulės, praktiškai galaktinėje kaimynystėje. Žvaigždžių gyvavimo trukmė ilgesnė už Visatos amžių, todėl jų dabartinė masių funkcija turėtų atitikti pradinę. Spektrinė informacija leido nustatyti tiek žvaigždžių masę, tiek jų amžių bei cheminę sudėtį; pastaroji astronomų paprastai apibūdinama kaip sunkesnių už helį elementų, vadinamų metalais, masės dalis. Paaiškėjo, kad žvaigždžių masių funkcija priklauso tiek nuo jų amžiaus, tiek nuo metalingumo. Senesnėse žvaigždžių populiacijose santykinai daugiau masyvių žvaigždžių, nei jaunesnėse. Tuo tarpu tarp jaunesnių populiacijų metalingesnės turi santykinai daugiau mažų žvaigždžių. Šis atradimas svarbus daugeliui astrofizikos sričių: žvaigždžių formavimosi nagrinėjimui, galaktikų masių nustatymui, Visatos cheminės raidos tyrimams ir panašiai. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature.

***

Didžiausias Paukščių Tako žvaigždžių katalogas. Praeitą savaitę paskelbtas antrasis DECaPS projekto duomenų paketas – daugiau nei trijų milijardų žvaigždžių padėčių ir fotometrinių savybių katalogas. DECaPS, arba Dark Energy CAmera Plane Survey yra ilgalaikis projektas, kurio metu daromos labai aukštos skyros nuotraukos, apimančios Paukščių Tako plokštumą. Mes ją matome kaip balzganą juostą nakties danguje, per daugumą teleskopų įmanoma išskirti, kad ją sudaro susiliejusi daugybės žvaigždžių šviesa, tačiau išmatuoti pavienių žvaigždžių savybes – didelis iššūkis. Žvaigždės matomos labai arti viena kitos danguje, aplink pilna ūkų ir kitokių pasklidusių spinduliuotės šaltinių, kurie iškreipia žvaigždžių šviesą. Tyrimo autoriai įveikė šias problemas pasitelkę naujovišką analizės algoritmą, kuriuo detaliai modeliuojamas pasklidusios spinduliuotės fonas. Jiems padėjo ir tai, kad nuotraukų daryta daugybė – virš 21 tūkstančio, ir jose identifikuoti 34 milijardai objektų. Įvertinus objektų persiklojimą skirtinguose kadruose bei skirtingose fotometrinėse juostose, unikalių objektų skaičius sumažėjo dešimteriopai, iki 3,32 milijardo. Fotografijos aprėpia 6,5% dangaus ploto – nedaug, bet tai yra trečdalis Galaktikos plokštumos, kuri matoma iš Pietų pusrutulio. Ji papildo kitą, platesnį, tačiau ne tokį išsamų katalogą, sudarytą iš Šiaurės pusrutulyje darytų stebėjimų. Galimybė nagrinėti tokią didžiulę žvaigždžių populiaciją leis mokslininkams naujai pažvelgti tiek į Paukščių Tako struktūrą, tiek į žvaigždžių formavimosi bei evoliucijos klausimus. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astrophysical Journal Supplement Series. Panardyti po visą nuotrauką galite čia.

***

Beveik visa medžiaga Visatoje yra šiek tiek įmagnetinta. Magnetinis laukas keičia medžiagos judėjimo trajektorijas, paveikia netgi elektromagnetinių bangų sklidimą. Vienas iš poveikių yra dulkių krypties „sustygavimas“, mat dulkės nėra sferiškai simetriškos. Kryptingai išsidėsčiusios dulkės poliarizuoja praeinančią šviesą, ir pačios skleidžia poliarizuotą spinduliuotę. Būtent tą matome šioje nuotraukoje: tamsesnės spalvos žymi stipresnę poliarizaciją, raudona ir mėlyna – priešingas jos kryptis. Linijos, einančios per visą iliustraciją, rodo magnetinio lauko kryptį, apskaičiuotą iš tų pačių poliarizacijos matavimų. Tokie duomenys leidžia suprasti tiek Paukščių Tako struktūrą, tiek geriau nagrinėti pavienius radijo spinduliuotės šaltinius.

***

Juodųjų skylių augimo sąlygos. Kone kiekviena galaktika centre turi supermasyvią juodąją skylę. Kartais jos tampa aktyviais branduoliais – į skylę ima sparčiai kristi dujos, kurių šviesa nustelbia visų galaktikos žvaigždžių šviesą. Kaip dujos priartėja prie juodosios skylės? Šiaip sau nukristi jos negali – judėdamos orbita, jos turi tam tikrą judesio kiekio momentą, kuris yra tvarus fizikinis dydis. Taigi tam, kad nukristų į centrą, kažkaip turi netekti judesio kiekio momento, pavyzdžiui, susidurdamos su priešinga kryptimi judančiu dujų srautu. Bet galaktikoje nusistovėjus dujų judėjimui, tokių priešingų srautų pasitaiko retai. Todėl manoma, kad svarbų vaidmenį vaidina galaktikų susiliejimai ar bent artimi prasilenkimai. Jie sujaukia dujų judėjimą ir paskatina susidūrimus, taigi gali efektyviai pamaitinti juodąją skylę. Bet kaip patikrinti tokią hipotezę? Naujo tyrimo autoriai tą padarė atlikę statistinę analizę. Jie ištyrė daugiau nei 3000 galaktikų dujų ir žvaigždžių judėjimą. Kai kuriose galaktikose ir žvaigždžių, ir dujų orbitų plokštumos daugmaž sutapo, kitose buvo gana skirtingos. Suskirsčius galaktikas pagal šį neatitikimą – kampą tarp vidutinės žvaigždžių orbitų krypties ir vidutinės dujų orbitų krypties – paaiškėjo, kad aktyvių branduolių yra maždaug kas penktoje galaktikoje, kur kampas viršija 45 laipsnius. Tuo tarpu galaktikose, kur kampas mažesnis, aktyvių branduolių pasitaiko rečiau nei kas dešimtoje. Tendencija galioja tiek spiralinėms galaktikoms, tiek elipsinėms, kuriose sukimasis nėra pagrindinis žvaigždžių judėjimo pobūdis. Didelis kampas tarp judėjimo krypčių rodo, kad dujos galaktikoje palyginus neseniai buvo sujauktos – žvaigždžių orbitų taip lengvai pakeisti neįmanoma. Aiškus ryšys tarp dujų sujaukimo ir galaktikų aktyvumo leidžia daryti išvadą, kad būtent išoriniai veiksniai lemia didelės dalies aktyvių branduolių atsiradimą. Ši išvada nepaneigia fakto, kad aktyvūs branduoliai gali atsirasti ir dėl lėtų vidinių galaktikos procesų, kurie pastebimai nesujaukia dujų orbitų, bet šie veiksniai nėra tokie dažni. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Astronomy.

***

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

Laiqualasse