Apie radijo astronomiją yra tokia įdomioji statistika: bendra visų radijo teleskopų surinktų fotonų energija yra mažesnė, nei energija, kurią išnaudoju spaudinėdamas klaviatūrą, kad parašyčiau šį sakinį. Radijo bangų ilgis daugybę kartų didesnis, nei regimųjų, o fotonų energija – tiek pat kartų mažesnė. Tačiau nors energija ir maža, informacijos radijo fotonai (arba bangos) duoda daug. Pavyzdžiui, radijo duomenys atskleidė, jog Jupiteryje žaibai sklinda panašiai, kaip Žemėje. Šiek tiek toliau, Urane, radijo ruože atsiskleidė šiaurės ašigalį juosiančio ciklono detalės. O dar toliau randame greituosius radijo žybsnius – milisekundinius pulsus, kurie jau beveik du dešimtmečius neduoda ramybės astronomams. Dabar neaiškumų tik padaugėjo: aptiktas pirmasis žybsnis, tikrai nutikęs ramioje, o ne besijungiančioje galaktikoje, priešingai modelių prognozėms. Kitose naujienose – helio kosminių spindulių energijos matavimas, suodžių linija ir labai anksti sustojusi žvaigždes formuoti galaktika. Gero skaitymo!

***

Meteoritai padėjo formuotis gyvybei? Kaip atsirado gyvybė Žemėje? Atsakymo į šį fundamentalų klausimą kol kas neturime, bet hipotezių nestinga. Nuo vis sudėtingesnių molekulių formavimosi prie hidroterminių versmių vandenynų dugne ar šiltose balutėse vandenynų pakrantėse iki pradmenų atkeliavimo iš kosmoso, idėjų yra tikrai įvairių. Dabar prie jų prisideda dar viena: pasirodo, pirmykštės Žemės sąlygomis sudėtingos organinės molekulės galėjo sėkmingai formuotis tiesiog planetos paviršiuje, aplink meteoritinės ar vulkaninės geležies telkinius. Atradimas padarytas eksperimentiškai atkūrus sąlygas, panašias į pirmykštės Žemės, ir ištyrus ten vykstančias reakcijas. Idėją pasufleravo pramonėje dažnai naudojama cheminė reakcija, vadinama Fišerio-Tropšo procesu. Jos metu anglies dvideginio ir vandenilio dujų mišinys, padedamas metalų, veikiančių kaip katalizatoriai, aukšto slėgio ir temperatūros aplinkoje virsta įvairiais sudėtingesniais junginiais angliavandeniliais. Naujojo tyrimo autoriai nusprendė išbandyti, ar analogiškas procesas galėtų veikti pirmykštės Žemės sąlygomis, kur temperatūra bei slėgis irgi buvo aukšti, o atmosferoje gausu anglies dvideginio ir šiek tiek vandenilio. Tereikia metalų, kurie veiktų kaip katalizatoriai. Supratę, kad metaliniai meteoritai susideda iš geležies, nikelio, kobalto ir iridžio – idealių katalizatorių Fišerio-Tropšo procesui – mokslininkai ėmėsi nagrinėti juos. Taip pat paėmė ir kitą metalų šaltinį – vulkaninius pelenus iš Etnos ugnikalnio; tokių pelenų ankstyvojoje Žemėje taip pat netrūko. Tirpindami meteoritus rūgštyje, jie sukūrė nanometrų dydžio granules – tokios galėjo formuotis meteoritui garuojant iškart po smūgio arba atskilti jam lekiant pro atmosferą, – o trindami juos specialiame malūnėlyje – mikrometrines granules, kurios atitinka tipinius į Žemė atsitrenkusio ir subyrėjusio meteorito fragmentus. Vulkaniniuose pelenuose geležies granulės iškart yra maždaug mikrometrų dydžio. Paruoštos granulės sumaišytos su įvairiais mineralais, iš kurių greičiausiai susidėjo pirmykštės Žemės paviršius, ir patalpintos į aukšto slėgio kamerą, užpildytą anglies dvideginiu su trupučiu vandenilio – pirmykštės Žemės atmosfera. Rezultatai buvo įspūdingi: anglies dvideginis ir vandenilis, padedant geležiai ir kitiems metalams, ėmė reaguoti tarpusavyje ir suformavo metanolį, etanolį, acetaldehidą bei formaldehidą. Pastarieji du junginiai labai įdomūs, mat jie dalyvauja formuojant aminorūgštis, riebalines rūgštis, nukleobazes ir cukrus – būtinas gyvybės sudedamąsias dalis. Junginiai formavosi praktiškai visuose iš 50 eksperimentų, kuriuose buvo varijuojamos tiek atmosferos sąlygos, tiek katalizatorių bei kitų mineralų sudėtis. Tyrėjų vertinimu, pirmykštėje Žemėje šio proceso dėka kasmet galėdavo susiformuoti po daugiau nei pusę milijono tonų organinių medžiagų. Laikui bėgant, jų tarpusavio reakcijos galėjo sukurti pakankamai sudėtingą reakcijų ir reagentų tinklą, kad jame užsimegztų ir gyvybė. Tyrimo rezultatai publikuojami Scientific Reports.

***

Helio kosminių spindulių energija. Žemę nuolatos iš visų pusių talžo kosminiai spinduliai. Taip vadinamos energingos elektringos dalelės, pasiekiančios mūsų planetą iš už Saulės sistemos ribų. Dauguma jų atlekia ir iš už Paukščių Tako ribų, susiformavę supernovų sprogimuose, prie aktyvių galaktikų branduolių ir panašiose aukštos energijos aplinkose. Daugiausiai spinduliai susideda iš elektronų ir protonų, tad ir mokslininkų dėmesys daugiausiai skiriamas jiems. Ilgą laiką teoriniai modeliai prognozavo, jog kuo didesnė spindulių – t.y. dalelių – energija, tuo jų turėtų būti mažiau, o priklausomybė tarp šių dydžių – laipsninė. Bet 2018 metais išmatavus protonų energijos pasiskirstymą paaiškėjo, kad energijai augant nuo 1 iki 10 teraelektronvoltų (TeV) protonų koncentracija irgi didėja. Elektronvoltas yra dalelių fizikoje naudojamas energijos ir masės vienetas; protono rimties masės energija siekia beveik vieną gigaelektronvoltą (GeV), taigi čia kalba eina apie labai dideliais greičiais judančias daleles. Tas atradimas leido daryti išvadą, jog skirtingi kosminių spindulių šaltiniai skleidžia skirtingo energijų intervalo daleles, arba tam tikri fizikiniai procesai įgreitina dalį protonų iki aukštų energijų. Kosminiai spinduliai turi ir ir kitų cheminių elementų branduolių; pavyzdžiui, maždaug 10% jų sudaro helis. Dabar pirmą kartą išmatuotas helio kosminių spindulių energijos pasiskirstymas. Naudodami specialiai šiam tikslui skirtą detektorių CALET, dar 2015 metais įtaisytą Tarptautinėje kosminėje stotyje, astronomai pririnko pakankamai informacijos apie helio branduolius, kad galėtų įvertinti jų energiją 40 GeV – 250 TeV ruože. Paaiškėjo, kad 1,3-30 TeV ruože helio branduolių gausa irgi auga kartu su energija, analogiškai kaip protonų. Energija, ribojanti ruožo kraštus, truputį aukštesnė, tačiau išreiškus ją kaip energiją, tenkančią vienai branduolį sudarančiai dalelei – protonui irba neutronui – ruožai tampa daug panašesni, mat helio branduoliai vidutiniškai apie 3-4 kartus masyvesni už protonus. Taigi energijų pasiskirstymas su augimu kelių TeV ruože būdingas ne tik protonams, bet ir sunkesniems – bent jau helio – branduoliams. Tai reiškia, kad ir koks procesas juos įgreitina, jis panašiai veikia visus branduolius, ne tik pavienius protonus. Geriau suprasdami šį procesą mokslininkai galės atskirti kosminių spindulių šaltinius ir gal net atras visiškai naujų procesų, generuojančių energingiausias daleles. Tyrimo rezultatai publikuojami Physical Review Letters.

***

Marso šiaurėje būta vandenyno. Jaunas Marsas turėjo daug skysto vandens – debesis, lietų, upes, jūras. Ar ten buvo vandenynų? Manoma, kai taip – šiaurės pusrutulyje plyti milžiniška žemuma, kurios pakraščiuose matyti sluoksniuotos uolienos, primenančios senovinio vandenyno krantus. Bet visi ligšioliniai įrodymai buvo nuotoliniai – nuotraukos, darytos iš orbitos, bei klimato modeliai. Dabar pirmą kartą pateikti vietoje surinkti įrodymai, patvirtinantys vandenyno egzistavimą praeityje. Įrodymai gauti nagrinėjant Kinijos marsaeigio Žurong surinktus duomenis – nuotraukas bei mineraloginės uolienų analizės informaciją. Marsaeigis važinėja Utopijos lygumoje – pietrytinėje šiaurinių žemumų dalyje, netoli pietinio jos pakraščio ir numanomo praeities vandenyno kranto. Per beveik dvejus metus jis nuvažiavo beveik du kilometrus į pietus ir padarė 106 panoramines aplinkos nuotraukas. Jose matyti, kad daugelis uolienų pasižymi sluoksniuota nuosėdine struktūra, kuri gerokai skiriasi tiek nuo vulkaninių uolienų struktūrų, tiek nuo vėjo suneštų sluoksnių. Utopijos lygumų uolienų sluoksniai yra šiek tiek išgaubti – tai rodo, kad juos veikė lėtos srovės, judančios į vieną ir kitą puses. Dvipusių srovių judėjimą patvirtina ir detalesnė pavienių uolienų analizė, kur kiekviename nuosėdiniame sluoksnyje matyti kryptingo medžiagos nusėdimo požymiai. Dvipusės srovės – potvynių ir atoslūgių ciklo požymis. Nors Marsas neturi didelio palydovo, kaip Žemė, Saulės gravitacija taip pat kelia potvynius, kurie tokiame dideliame vandenyne galėjo būti reikšmingi, ypač sekliose jo pakrantėse. Vandenynas iš šių vietų atsitraukė prieš daugiau nei tris milijardus metų, o vėliau ir visai išdžiūvo. Tyrimo rezultatai publikuojami National Science Review.

***

Jupiterio debesų juostų svyravimai. Kokia žymiausia Jupiterio savybė? Aišku, Didžioji raudonoji dėmė. O antra? Turbūt galima ginčytis, bet vienas dažnesnių atsakymų būtų debesų juostos. Šios sritys dalina Jupiterį į daugybę regionų, kurie matomi ir regimųjų spindulių ruože, o infraraudonoje šviesoje atsiskleidžia dar ryškiau. Taip pat atsiskleidžia ir jų pokyčiai – kas keletą metų juostos susijaukia, vienos išryškėja, kitos pranyksta ar pakeičia spalvą. Pagrindinis skirtumas tarp gretimų juostų yra vėjo kryptis – vienose jis pučia iš vakarų į rytus, kitose – priešingai. Tiek juostos, tiek jų pokyčiai ateina bent iš 50 kilometrų gylio po debesų viršumi – iš ten mus pasiekia infraraudonoji spinduliuotė, ten formuojasi pagrindiniai debesys. Bet dabar mokslininkai pateikė paaiškinimą, pagal kurį juostų prigimtis susijusi su daug giliau vykstančiais procesais. Jupiterio gelmėse yra metališko vandenilio sritis – dujos ten suspaustos taip stipriai, jog ima elgtis kaip metalas. Elektros srovė, tekanti šiuo metališku skysčiu, sukuria Jupiterio magnetinį lauką. Per pastaruosius keletą metų jį tiriantis zondas Juno užfiksavo periodiškus lauko pokyčius. Naujojo tyrimo autoriai įvertino, kad šie pokyčiai gali kilti dėl vadinamų sukamųjų (torsioninių) svyravimų lauke. Įsivaizduokime magnetinio lauko ašį kaip siūlą, ant kurio pritvirtintas skersinis. Jei siūlo galas įtvirtintas, pasukus skersinį jis ims svyruoti pirmyn-atgal. Būtent tokie svyravimai greičiausiai ir vyksta Jupiteryje. Svyravimų periodas priklauso nuo bangos ilgio: mažo mastelio svyravimai greitesni, tad juos užfiksavo Juno, o didelio masto, tūkstančių kilometrų ilgio, bangos svyruoja keleto metų periodu. Apskaičiuoti periodai Jupiterio atmosferos juostoms puikiai atitinka stebimų pokyčių intervalus. Taigi didžiosios planetos atmosferos stebėjimai padės geriau suprasti, kaip generuojamas magnetinis laukas giliai po debesų paviršiumi. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Astronomy.

***

Jupiterio žaibai primena žemiškus. Žaibai Jupiteryje savo struktūra bei judėjimu labai panašūs į vykstančius Žemėje. Tokią išvadą mokslininkai gavo ištyrę penkerių metų Juno zondo duomenis. Apie žaibų egzistavimą Jupiteryje žinome daugiau nei keturis dešimtmečius, nuo Voyager zondo praskridimo. Jis užfiksavo trumpus radijo signalus, kurių dažnis kinta nuo aukštesnio į žemesnį per keletą sekundžių. Tokie „švilpikai“ primena Žemės žaibus; vėliau įvairiais stebėjimais įrodyta, kad Jupiteryje tikrai žaibuoja. Bet nei Voyager, nei vėliau Jupiterį stebėję Galileo, Cassini ir New Horizons (pastarieji du – irgi tik praskrisdami) zondai neturėjo pakankamai greitai veikiančių radijo detektorių, kad galėtų užfiksuoti radijo bangų struktūrą trumpesniais intervalais. Žemėje žaibai tarp debesų ar grįždami nuo paviršiaus į debesis juda žingsniais, trunkančiais maždaug po milisekundę. Juno radijo bangų detektorius veikia 125 mikrosekundžių tikslumu, taigi jo pakanka, norint identifikuoti žaibo išlydžių progresą. Paaiškėjo, kad Jupiterio debesyse žaibai irgi progresuoja milisekundės trukmės žingsniais. Taip pat jie juda panašiu greičiu į žemiškus, panašiai lankstosi ir šakojasi. Žemėje žaibai tarp debesų kyla dėl turbulencijos. Ji skatina trintį tarp vandens lašelių ir ledo granulių, taip dalelės įgyja elektrinį krūvį; ta pati turbulencija gali išnešti daleles į priešingas debesies puses ir sukurti krūvio disbalansą, kuris išsilygina žaibo išlydžiu. Taigi galime teigti, jog Jupiteryje veikia panašūs procesai. Iš vienos pusės tai nėra netikėta – turbulencija visur turėtų būti panaši. Iš kitos pusės įdomu, kad pagrindiniai žaibų parametrai nepriklauso nuo gravitacinio lauko stiprumo, temperatūros ar slėgio, kurie Jupiterio debesyse gerokai skiriasi nuo žemiškų sąlygų. Šis atradimas padės ir interpretuojant radijo bangų duomenis iš egzoplanetų. Jie irgi gali žymėti žaibų išlydžius, o žinodami, kad išlydžiai visur turėtų būti labai panašūs, galėsime lengviau juos aptikti. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Communications.

***

Ašigalinis ciklonas Urane. Mūsų planetos atmosferoje nuolatos formuojasi ciklonai ir anticiklonai – milžiniškos oro masės, judančios atitinkamai ta pačia ir priešinga kryptimi, nei sukasi pati planeta. Dauguma šių sūkurių nestovi vietoje, o įvairiai juda – taip keičiasi orai. Tačiau aplink ašigalius egzistuoja nuolatiniai ciklonai; bėgant metams, jie stiprėja ir silpnėja, bet išlieka nuolatos. Panašūs ašigaliniai ciklonai aptikti ir Veneroje, Marse, Jupiteryje, Saturne bei Neptūne. Dabar pagaliau analogiška struktūra užfiksuota ir Urane. Uranus nuo kitų planetų skiriasi savo ašies padėtimi: ji beveik statmena orbitos ašiai, taigi planeta tarsi rieda orbita aplink Saulę. Maždaug 2015 metais Urano šiaurės ašigalis atsisuko į mūsų pusę, tad mokslininkai galėjo daug ir detaliai stebėti planetos šiaurinius regionus; taip pat juose prasidėjo vasara, kuri dažniausiai atneša didesnį oro masių judėjimą. Naujausi, pernai atlikti radijo bangų ruožo stebėjimai rodo, kad aplink šiaurės ašigalį, nuo maždaug 80 laipsnių šiaurės platumos, susiformavusi apskrita šviesesnė zona. Šviesumą galima paaiškinti dviem modeliais: arba ten atmosfera keliais laipsniais šiltesnė, nei piečiau, arba joje dešimt kartų mažiau amoniako ir vandenilio sulfido garų, arba ir viena, ir kita. Abi savybės atitinka ašigalinių ciklonų savybes Saturne ir Neptūne – ten irgi ciklone judanti atmosfera šiltesnė ir sausesnė. Prieš kone 40 metų, skrisdamas pro Uraną, Voyager 2 zondas užfiksavo aplink ašigalį gana greitai judančius debesis, bet tų duomenų nepakako įrodyti, kad jie juda cikloniškai. Dabar galime būti tikri, kad ašigaliniai ciklonai yra visuotinė planetų atmosferų savybė, mat jie aptikti visose Saulės sistemos planetose, turinčiose atmosferą. Nagrinėdami ciklono – kuris, panašu, nuo 2015 metų sustiprėjo – vystymąsi Urane mokslininkai geriau supras atmosferų evoliuciją bendrai ir galės geriau pasiruošti egzoplanetų atmosferų stebėjimų interpretacijai. Tyrimo rezultatai publikuojami Geophysical Research Letters.

***

Suodžių linija paaiškina egzoplanetų miglotumą. Visa gyvybė Žemėje paremta anglies junginiais, nors pačio elemento planetoje nėra daugiau – mažiau nei dešimtadalis procento. O kaip egzoplanetose? Tikėtina, kad daugelis uolinių egzoplanetų gerokai gausesnės anglies, nei Žemė. Tokią išvadą mokslininkai padarė išnagrinėję, kokiu atstumu nuo žvaigždės dažniausiai randamos uolinės planetos bei kokia tikėtina protoplanetinio disko temperatūra šiame regione. Nagrinėjant planetų formavimąsi, dažnai svarbi yra vadinamoji sniego, arba ledo, linija – riba, už kurios vandens garai protoplanetiniame diske susikondensuoja į ledą. Linijos išorėje besiformuojantys kūnai gali prisitraukti ledo luitus, todėl jų sudėtyje yra daug vandens, o esantys linijos viduje lieka sausi. Saulės sistemoje kontrastą tarp šių formavimosi scenarijų iliustruoja Žemė ir Jupiterio palydovas Europa, kuriame vandens yra daugiau, nei mūsų planetoje, nors jis už Žemę apskritai gerokai mažesnis. Naujojo tyrimo autoriai identifikavo kitą svarbią ribą, kurią pavadino suodžių linija (angl. soot line). Ji yra arčiau žvaigždės, nei sniego linija; jos viduje išgaruoja ne tik vanduo, bet ir dauguma anglies pagrindo organinių junginių. Planetos, kurios formuojasi tarp suodžių ir sniego linijų, gali sukaupti daug anglies, bet mažai vandens. Tyrėjai sumodeliavo, kaip vystytųsi planeta, turinti 0,1% arba 1% anglies. Gautas rezultatas – tokios planetos mantijoje susikauptų daug sausų anglies junginių, kurie reguliariai išsiveržtų per ugnikalnius. Pakilę į atmosferą jie suformuotų miglą, panašią į smogą. Tai gali paaiškinti, kodėl daugelio egzoplanetų atmosferos neturi aiškių spektro linijų – jas panaikina migla, maždaug vienodai sugerianti visą infraraudonąją spinduliuotę. Ateityje bus įdomu patikrinti, ar migla būdinga būtent planetoms tarp suodžių ir sniego linijų, ar ir kitoms. Kaip didelė anglies gausa gali atsiliepti gyvybės formavimuisi ir vystymuisi, kol kas neaišku, bet anglimi turtingos planetos galbūt turi daugiau šansų tapti gyvomis. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astrophysical Journal Letters.

***

Tarpinės juodosios skylės paieškos. Juodosios skylės, apie kurių egzistavimą žinome užtikrintai, gali būti padalintos į dvi grupes: žvaigždines ir supermasyviąsias. Žvaigždinių masė paprastai neviršija kelių dešimčių Saulės masių; jos atsiranda po supernovų sprogimų, kai miršta masyvios žvaigždės. Vien Paukščių Take tokių turėtų būti apie 100 milijonų, nors aptikę esame tik kelias dešimtis. Supermasyvios juodosios skylės randamos praktiškai kiekvienos galaktikos centre; jų masė siekia nuo maždaug 100 tūkstančių iki dešimčių milijardų Saulės masių, o prigimtis iki šiol nėra iki galo aiški. Į tarpą tarp šių grupių – tarp šimto ir 100 tūkstančių Saulės masių – plyti tuštuma. Juodosios skylės šiame intervale vadinamos tarpinėmis, arba tarpinės masės, tačiau kol kas neturime nei vieno vienareikšmiško įrodymo, jog tokios egzistuoja. Ne vieną kartą įvairios mokslininkų grupės teigia jas atradę, bet visais atvejais stebėjimus įmanoma paaiškinti ir kitokiu modeliu. Viena iš tikėtiniausių vietų, kur tarpinės juodosios skylės gali slėptis, yra kamuoliniai spiečiai. Taip vadinami kartu susiformavusių žvaigždžių telkiniai, kuriuose skrajoja nuo dešimčių tūkstančių iki milijonų žvaigždžių. Jie yra ilgaamžiai dariniai, atsiradę prieš kelis ar keliolika milijardų metų. Matuodami žvaigždžių judėjimo greitį, mokslininkai gali gana tiksliai nustatyti kamuolinio spiečiaus masę ir jos pasiskirstymą skirtingu atstumu nuo centro. Tai padarius gana dažnai paaiškėja, kad spiečiaus centre esama tamsios masės – šimtų ar tūkstančių Saulės masių sankaupos, užimančios gana nedidelį tūrį ir visiškai nešviečiančios. Tai gali būti tarpinė supermasyvi juodoji skylė; bet gali būti ir žvaigždinių juodųjų skylių, o gal net ir neutroninių žvaigždžių ar baltųjų nykštukių telkinys. Bet dabar aptiktas kol kas tvirčiausias įrodymas, kad kamuolinio spiečiaus centre turėtų slypėti būtent tarpinė juodoji skylė. Jos mokslininkai ieškojo kamuoliniame spiečiuje M4. Tai arčiausias mums toks telkinys – atstumas iki jo mažesnis nei du kiloparsekai (palyginimui nuo Saulės iki Paukščių Tako centro yra kiek daugiau nei aštuoni kiloparsekai). Pasitelkę Gaia bei Hubble teleskopų duomenis – pastarieji apėmė net 12 metų stebėjimų – jie nustatė, kad spiečiaus centre yra maždaug 800 Saulės masių tamsus darinys. Maža to, jis susitelkęs ne didesniame nei 0,034 parseko spindulio regione. Jei darinys būtų žvaigždinių juodųjų skylių spiečius, jų ten turėtų būti bent dvidešimt. Skaitmeniniais modeliais tyrėjai parodė, kad toks telkinys negali išlikti stabilus per daugiau nei 12 milijardų metų, kiek gyvuoja spiečius. Per daug trumpesnį laiką didžioji dalis juodųjų skylių arba išlėktų lauk iš spiečiaus, arba susijungtų į didesnę. Būtent pastarasis scenarijus ir atrodo labiausiai tikėtinas: juodosios skylės, susidariusios spiečiaus jaunystėje mirštant masyvioms žvaigždėms, dėl gravitacinių sąveikų numigravo į centrą ir galiausiai susijungė į vieną, 800 kartų už Saulę masyvesnį, kūną. Ateityje panašią analizę turėtų būti galima pritaikyti ir tolimesniems spiečiams, taip daug geriau apribojant variantus, kokie kūnai gali tūnoti jų centruose. Tyrimo rezultatai publikuojami MNRAS.

***

Praeitą savaitę pastebėta nauja supernova. Apskritai jos šiais laikais nebėra jokia naujiena, bet ši – SN 2023ixf – viena iš artimiausių šiame amžiuje. Ji įvyko galaktikoje M101, arba Malūnėlyje (angl. Pinwheel), kurią nuo mūsų skiria maždaug šeši megaparsekai. Tokios artimos supernovos tyrimai turėtų praplėsti žinias apie masyvių žvaigždžių evoliuciją ir mirtį.

***

Radijo žybsnis ramioje galaktikoje. Greitieji radijo žybsniai (FRB), pirmą kartą aptikti 2007 metais, yra labai trumpi ryškūs radijo spinduliuotės pliūpsniai. Jie mus pasiekia iš skirtingų galaktikų; kai kurie – tik vieną kartą, kiti kartojasi, reguliariai arba ne. Nors dabar jų užfiksuota jau šimtai, egzistuoja jų paieškai skirti teleskopai, FRB prigimtis lieka neaiški. Gali būti, kad tai netgi ne vieno, o bent kelių skirtingų reiškinių požymiai, panašiai kaip ir supernovos ar gama spindulių žybsniai. Manoma, jog vienas iš tų reiškinių yra magnetiniai procesai, vykstantys aplink jaunas – palyginus neseniai susiformavusias – neutronines žvaigždes. Šios atsiranda po supernovos sprogimo, mirus 8-10 kartų už Saulę masyvesnei žvaigždei. Tokios žvaigždės, savo ruožtu, gyvena palyginus trumpai – keliolika milijonų metų – tad galime daryti išvadą, kad FRB žymi galaktikas, kuriose per pastaruosius keliolika milijonų metų vyko spartus žvaigždžių formavimasis. Vienas iš būdų sukelti sparčią žvaigždėdarą – galaktikų susiliejimai ir kitos artimos sąveikos. Iki šiol atrodė, jog FRB tikrai siejasi su galaktikomis, neseniai patyrusiomis susiliejimą ar kitokį supurtymą: tokių įvykių požymiai matomi šimtus milijonų, jei ne milijardus metų, tad tikrai gali parodyti prieš keliolika milijonų metų įvykusį žvaigždėdaros žybsnį. Bet dabar ši tendencija sugriauta – aptiktas FRB ramioje galaktikoje. Australijoje įrengtu radijo teleskopu ASKAP užfiksuotas radijo žybsnis FRB 20211127I (jie numeruojami pagal aptikimo datą), kurio padėtį danguje pavyko nustatyti pakankamai tiksliai, jog galėtume identifikuoti ir šaltinio galaktiką. Galaktika, įvardijama tik sutrumpintu katalogo numeriu W13-18, nuo mūsų nutolusi apie 200 megaparsekų – tai viena iš artimesnių FRB šaltinių. Tiek jos radijo bangų atvaizde, tiek regimųjų spindulių nuotraukoje nematyti jokių sujaukimo požymių. Žvaigždžių pasiskirstymas atskleidžia gražią spiralinę galaktiką, o atominės vandenilio dujos išsidėsčiusios tolygiame diske. Žvaigždžių formavimosi sparta galaktikoje taip pat nedidelė – kelios Saulės masės per metus, toli gražu neprilygsta dešimtims ar daugiau Saulės masių, kurios būdingos panašaus dydžio žvaigždėdaros žybsnio galaktikoms. Ar tai reiškia, kad sąsaja tarp FRB bei galaktikų susiliejimų klaidinga? Nebūtinai. Masyvios žvaigždės gali susiformuoti ir ramiose galaktikose, tad įmanoma, jog W13-18 tiesiog tinkamu metu suformavo vieną ar kelias tokias žvaigždes ir dabar pamatėme vienos iš jų liekanos žybsnį. Nors toks scenarijus mažai tikėtinas, reikia nepamiršti, kad galaktikų skaičius Visatoje yra milžiniškas. Taigi ir mažai tikėtini reiškiniai gali įvykti. Dabar svarbu aptikti kuo daugiau galaktikų, kuriose kyla FRB, ir išsiaiškinti, ar tarp jų susiliejimus patyrusių yra reikšmingai daugiau, nei bendroje galaktikų populiacijoje. Tada galėsime teigti, jog sąsaja, jei ir ne šimtaprocentinė, egzistuoja. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astrophysical Journal.

***

Senovinė nurimusi galaktika. Galaktikos ėmė formuotis praėjus vienam-kitam šimtui milijonų metų po Didžiojo sprogimo. Bent kai kurios formavosi labai sparčiai – praėjus pusei milijardo metų jau buvo galaktikų, turinčių daugiau nei milijardą Saulės masių žvaigždžių. James Webb teleskopas atskleidė, kad galimai tokių galaktikų yra netgi daugiau, nei gali paaiškinti šiandieniniai teoriniai modeliai, tad kyla klausimas, ar nereikės iš esmės peržiūrėti Visatos struktūrų formavimosi teorijos. Dar vienas svarbus pirmųjų galaktikų evoliucijos etapas – nurimimas, arba sparčios žvaigždėdaros pabaiga. Yra žinoma keletas galaktikų, kurios nurimo palyginus anksti – praėjus keliems milijardams metų po Didžiojo sprogimo. Dabar patvirtinta anksčiausiai nurimusi galaktika. James Webb teleskopu išmatuotas galaktikos GS-9209 spektras parodė, jog jos šviesa iki mūsų keliauja daugiau nei 12,5 milijardo metų. Mes matome jos vaizdą iš laikų, kai Visatos amžius tesiekė 1,25 milijardo. Maža to, dauguma žvaigždžių galaktikoje yra bent 400 milijonų metų amžiaus, taigi žvaigždėdara joje nuslopo Visatai esant vos 800 milijonų metų amžiaus. Apskritai galaktikos žvaigždžių masė tik truputį mažesnė nei Paukščių Tako – apie 40 milijardų Saulės masių – o jos susitelkusios 10 kartų mažesnio spindulio regione. Taigi galaktika yra labai kompaktiška, ir tai gali iš dalies paaiškinti jos žvaigždėdaros istoriją. Galaktikoje aptiktas ir supermasyvios juodosios skylės požymis, o jos masė atrodo bent keletą kartų didesnė, nei būtų tikimasi pagal išmatuotą žvaigždžių masę. Tokia neįprastai didelė juodoji skylė, rydama dujas, galėjo sukurti pakankamai galingą tėkmę, kad sparčiai pašalintų dujas iš galaktikos. Manoma, kad būtent toks procesas yra kone vienintelis, galintis sparčiai sustabdyti žvaigždėdarą tolimose galaktikose. Šis atradimas padės geriau suprasti, kaip atsirado ir augo tiek pirmosios galaktikos, tiek jų juodosios skylės. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature.

***

Erdvėlaikis – labai sudėtingai ir matematiškai skambantis terminas. Ir taip, dažniausiai su juo susiduriame lygčių pavidalu. Kartais – paprastomis, bet toli gražu visko nepasakančiomis vizualizacijomis. ScienceClic siūlo pabandyti susigaudyti trumpu filmuku:

***

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

Laiqualasse