Kąsnelis Visatos DCIX: Masės pokyčiai

Masė – vienas fundamentalių fizikinių dydžių. Astronomijoje dažnai jis yra vienas lengviausiai išmatuojamų. Ir, žinoma, vienas svarbiausių, mat masės kuriamas gravitacinis laukas valdo Visatos ir pavienių jos dalių raidą. Praėjusios savaitės naujienose randame keletą pranešimų apie užfiksuotus, atrastus ar numanomus masės pokyčius. Štai viena žvaigždė prieš sprogdama supernova per metus ar porą nusimetė maždaug vieną Saulės masę medžiagos – kokį tūkstantį kartų daugiau, nei kitos panašios. O Paukščių Takas, panašu, yra apie penkis kartus lengvesnis, nei manyta iki šiol; tai nėra staigus realios masės pokytis, tiesiog naujų, tikslesnių duomenų duodamas geresnis įvertis. Vidutinės masės juodosios skylės, formuodamosi žvaigždžių spiečiuose, negali užaugti labai didelės, mat jas įvairios sąveikos linkusios išmesti lauk. Galiausiai, supermasyvių juodųjų skylių ir jų galaktikų masės evoliucija per milijardus metų, atrodo, tikrai tvirtai siejasi tarpusavyje, mat per didelės juodosios skylės linkusios „palaukti“ savo galaktikų, o per mažos – jas vytis. Kitose naujienose – smūginės bangos iš Osiris-Rex kapsulės, smalkės kaip biopėdsakas ir kosminio voratinklio gijų spinduliuotė. Gero skaitymo!
***

Meteorų garsinių signalų stebėjimas. Meteoroidas – mažas kosminis akmenukas – pasiekęs Žemės atmosferą virsta meteoru ir sužimba kaip krintanti žvaigždė ar didesnė liepsna. Taip pat jis sukelia smūginę bangą, nuo kurios pasklinda infragarso signalas. Užfiksavę tokį signalą, mokslininkai gali nustatyti, iš kur atlėkė meteoroidas, kokio jis buvo dydžio ir kaip judėjo atmosferoje. Na, bent jau iš principo. Praktikoje tokią analizę labai apsunkina įvairūs netikslumai, kylantys tiek dėl atmosferos netolygumų ir judėjimo, tiek dėl paties meteoroido formos. Deja, nežinodami pastarosios, mokslininkai negali patobulinti ir analizės įrankių. Išskyrus, žinoma, tuos atvejus, kai atlekiančio objekto dydis ir trajektorija žinomi idealiai. Būtent tokią galimybę suteikė praeitą savaitę į Žemę grįžusi kapsulė su asteroido Bennu mėginiais. Nuo pat jos paleidimo 100 tūkstančių kilometrų atstumu nuo Žemės iki nukritimo dykumoje Jutos valstijoje, kapsulės judėjimas buvo stebimas geriau, nei bet kokio ankstesnio hipergarsinio objekto Žemės atmosferoje. Šeši balionai bei antžeminiai sensoriai įvairiose vietose Nevados ir Jutos valstijose leido kaip niekad tiksliai išmatuoti kapsulės sukeltų atmosferos bangų sklidimą. Kol kas duomenys tik pradedami analizuoti, bet tikimasi, kad jie atskleis, kurioje atmosferos vietoje susidarė smūginė banga, leis nustatyti, kaip gerai įvairūs sensoriai aptinka bangos požymius ir susies antžeminių stebėjimų duomenis su realaus objekto judėjimo savybėmis. Ankstesnių tyrimų apžvalga ir šio prognozės publikuojamos Atmosphere.

***

Raudonieji aitvarai Dordonėje, Prancūzijoje. Šaltinis: Nicolas Escurat

Žaibas paprastai trenkia iš debesies į žemę, kartais – atvirkščiai. Bet būna ir kitokių žaibų. Viršutinėje atmosferos dalyje, praktiškai ten, kur jau prasideda kosmosas, kartais pasirodo raudonieji aitvarai (angl. red sprites) – ypatingai trumpi raudoni žaibo išlydžiai. Juos sukelia jonizuoto oro kamuoliai, lekiantys kone dešimtadaliu šviesos greičio. Aitvarai trunka menką sekundės dalį – štai ir šiame kadre matomi pranyko per mažiau nei 1/25 sekundės. Nenuostabu, kad apie juos žinome dar labai mažai.

***

2025 metais Saulė pasieks aktyvumo piką – maksimumą. Ką tai reiškia ir kuo gresia Žemei, pasakoja Astrum:

***

Marso vandenyno gravitaciniai požymiai. Marso šiaurėje kadaise greičiausiai plytėjo vandenynas. Apie jo egzistavimą sprendžiame iš keleto įrodymų. Kone visas šiaurinis pusrutulis yra milžiniška gana lygi žemuma, o jos kraštuose matyti nuosėdinių uolienų linijos, interpretuojamos kaip senovinio vandenyno pakrantė. Dabar prie jų pridėtas dar vienas įrodymas, paremtas gravitacinio lauko analize. Jau pirmieji aplink Marsą skraidę zondai atskleidė, kad šios planetos gravitacinis laukas yra „šiurkštesnis“, nei Žemės – netolygumų turi daugiau ir didesnių. Pastaruoju metu, vis tiksliau sekant palydovų orbitas, gravitacinis laukas išmatuotas labai detaliai, maždaug 130 km masteliu (palyginimui, bendras Žemės gravitacinis laukas žinomas 10 km masteliu). Įprastai gravitacinio lauko analizė apsiriboja anomalijų paieška – gravitacijos sustiprėjimo ar susilpnėjimo vietomis, kurios atsiranda dėl tankesnių ar retesnių planetos regionų. Bet tai ne vienintelis būdas išgauti informaciją apie planetos savybes. Naujojo tyrimo autoriai apskaičiavo matematinius dydžius, vadinamus gravitacijos aspektais, arba deskriptoriais. Anomalijos – tik vienas iš aspektų, o kiti padeda atskleisti įvairias kitokias paviršiaus struktūras. Pavyzdžiui, kampas tarp gravitacinio lauko linijų ir paviršiaus (jį galima būtų pavadinti lokaliu paviršiaus nuolydžiu) gali parodyti didelio masto plutos tankio pokyčius – būtent tokia savybė turėtų žymėti jūros ar vandenyno kraštą. Anksčiau, naudodami šį metodą, tyrimo autoriai aptiko keletą galimų senovinių ežerų Sacharos dykumoje. Naujuoju metodu nustatytas šiaurinio Marso vandenyno dydis gaunamas panašus, kaip ir kitais matavimais. Viena įdomi naujovė – atrodo, kad ties pusiauju esantis Marinerio slėnis galėjo susisiekti su šiuo vandenynu. Analizė padės daugybei Marso paviršiaus tyrimų, ieškant geriausių vietų žmonėms nusileisti, įdomiausių regionų marsaeigių misijoms ir panašiai. Tyrimo rezultatai publikuojami Icarus.

***

Smalkės kaip ankstyvas biopėdsakas. Šiandien Žemės atmosferoje smalkių, arba anglies monoksido, praktiškai nėra. Įvairios cheminės reakcijos jas greitai suardo arba paverčia anglies dvideginiu. Praeityje buvo kitaip: prieš tris milijardus metų, kai visa Žemės gyvybė buvo mikroorganizmai vandenyne, smalkės galėjo kauptis atmosferoje, iš esmės todėl, kad nebuvo deguonies, kuris pagrinde jas ir naikina. Smalkių kupinoje aplinkoje gali vykti įvairios reakcijos, svarbios gyvybės užsimezgimui, taigi iš principo ši molekulė galėtų tarnauti kaip biopėdsakas: jei planetos atmosferoje jos rastume daug, tai galėtų byloti apie mikroorganizmų egzistavimą. Bet ką reiškia „daug“? Atsakymo į šį klausimą ieškoma naujame tyrime, kurio tikslas – nustatyti anglies junginių santykinę gausą į Žemę panašiose planetose, skriejančiose prie kiek skirtingų žvaigždžių. Pasirinkta nagrinėti tris dažniausius anglies junginius: smalkes, anglies dvideginį ir metaną. Tyrėjai apskaičiavo cheminių reakcijų, naikinančių ir kuriančių šias tris molekules, spartą, taip pat anglies patekimo į atmosferą ir pabėgimo iš jos vertes, ir ieškojo pusiausvyros būsenų. Praktiškai visais atvejais – prie skirtingų žvaigždžių bei esant skirtingai metano gausai ir iš ugnikalnių besiveržiančios medžiagos kiekiui – pusiausvyra gali būti dvejopa. Viena būsena turi santykinai mažai smalkių – 10-10000 kartų mažiau, nei anglies dvideginio, priklausomai nuo vulkanizmo stiprumo ir metano kiekio. Antra būsena pasižymi keliasdešimt kartų aukštesne smalkių koncentracija. Smalki7 pagausėja, kai jas gaminančios reakcijos (pagrinde Saulės šviesos sąveika su anglies dvideginiu) veikia taip pat efektyviai, o naikinančios, pavyzdžiui sąveikos su vandeniu, sulėtėja. Naudodami šiuos modelių duomenis, mokslininkai ateityje galės įvertinti, ar planetos atmosfera yra įprastoje, ar padidėjusio smalkių kiekio būsenoje. Tam tereikės žinoti informaciją apie žvaigždę bei anglies dvideginio ir metano gausą atmosferoje. Žinant atmosferos būseną galima bus daug patikimiau kalbėti ir apie galimus gyvybės pėdsakus joje. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Prieš sprogimą žvaigždė palengvėjo. Šį pavasarį užfiksuotas supernovos sprogimas Sukučio galaktikoje, arba M101. Jis buvo artimiausias per dešimtmetį, o ir aptiktas vos pora valandų po sprogimo pradžios (paprastai užfiksavimas užtrunka arti dienos), taigi astronomai visame pasaulyje galėjo labai detaliai stebėti sprogimą bei pasinaudoti daugybe archyvinių duomenų apie sprogusią žvaigždę. Dabar paskelbti stebėjimų duomenys rodo, jog prieš sprogimą žvaigždė neteko labai daug masės. Apskritai kiekviena masyvi žvaigždė pučia stiprius vėjus, kurie į gyvenimo pabaigą tik sustiprėja, tad masės netenka visą gyvenimą. Visgi kalba eina apie masės netekimo spartą, neviršijančią vienos tūkstantosios Saulės masės dalies per metus. Medžiaga, nusimesta per paskutinius keletą metų prieš sprogimą, sudaro apvalkalą aplink žvaigždę. Pro jį išsiveržusi supernovos sprogimo banga sukelia žybsnį – jis nutinka praėjus keletui valandų po sprogimo pradžios. Naujosios supernovos, SN 2023ixf, atveju žybsnio teko laukti penkias paras. Tai reiškia, kad medžiagos aplink žvaigždę buvo neįprastai daug, tad pro ją einanti smūginė banga sulėtėjo. Modelis, geriausiai atkuriantis stebimą supernovos šviesio raidą, rodo, kad žvaigždė per paskutinius porą metų neteko maždaug vienos Saulės masės medžiagos. Tai galėjo būti pratisas procesas, sulėtėjęs tik keli mėnesiai prieš sprogimą, arba vienkartinis išsiveržimas. Greičiausiai jis susijęs su viena iš paskutinių žvaigždės evoliucijos stadijų, kai branduolyje ėmė jungtis silicio branduoliai. Dabartiniai žvaigždžių evoliucijos modeliai negali paaiškinti tokio spartaus masės netekimo prieš pat sprogimą. Atsakymui rasti reikės daugiau tiek šios supernovos stebėjimų, tiek kitų panašių objektų paieškų. Tyrimo rezultatai publikuojami dviejuose straipsniuose The Astrophysical Journal Letters.

***

Paukščių Tako masė maža. Kokia yra mūsų Galaktikos masė? Atsakymo į šį klausimą astronomai ieško seniai, o tą padaryti – sudėtinga. Pagrindinė problema – gyvenant Galaktikos viduje sunku susigaudyti, kaip toli jos pakraščiai. Bet situacija keičiasi su Gaia teleskopu. Jo surinkti labai tikslūs duomenys apie žvaigždžių padėtis ir judėjimą pagaliau leidžia pamatyti pilną trimatę Paukščių Tako struktūrą. Ir štai ją išnagrinėję mokslininkai padarė išvadą, kad Paukščių Takas yra apie penkis kartus lengvesnis, nei manyta iki šiol. Išvada remiasi Galaktikos sukimosi kreivės sudarymu. Sukimosi kreivė yra sąryšis taro žvaigždžių orbitinio greičio ir atstumo nuo Galaktikos centro. Prieš kone pusšimtį metų pastebėta, kad daugumos galaktikų sukimosi kreivės yra gana plokščios – judėjimo greitis, tolstant nuo centro, beveik nekinta. Tai labai prieštaravo skaičiavimams, kuriuose sukimosi greitis įvertintas pagal regimos galaktikų medžiagos kuriamą gravitacinį lauką. Toks neatitikimas buvo vienas pirmųjų tamsiosios materijos egzistavimo įrodymų. Naujojo tyrimo autoriai, panašu, rado tamsiosios materijos halo, gaubiančio Paukščių Taką, pabaigą. Maždaug 19 kiloparsekų atstumu nuo centro – pustrečio karto toliau, nei Saulės orbita – žvaigždžių orbitinis greitis ima mažėti. Ir mažėja jis, bent iki 26,5 kiloparsekų, taip sparčiai, lyg tame regione praktiškai nebūtų daugiau medžiagos. Žvaigždžių ten nedaug, tad bendra jų masė įtakos sukimosi kreivei neturi. Bet pagal teorinius ir skaitmeninius modelius, galaktikos halas turėtų tęstis bent iki 200 kiloparsekų. Kodėl jis praktiškai baigiasi taip arti centro – neaišku. Bendra Paukščių Tako masė pagal naujuosius duomenis tėra apie 200 milijardų Saulės masių – penkis kartus mažiau, nei ankstesni vertinimai. Net labiausiai liberalus stebėjimų paklaidų vertinimas leidžia pakelti Galaktikos masę tik iki 540 milijardų Saulės masių. Įdomu, kad šis atradimas taip pat aiškiai paneigia pagrindinį modelį, teikiamą kaip alternatyvą tamsiajai materijai – Modifikuotąją Niutono dinamiką (MOND). Pagal šį modelį, sukimosi kreivė negali imti taip sparčiai leistis, jei jau pasiekė plokščiąją stadiją. Taigi Paukščių Takas yra mažesnis, nei prognozuoja modeliai, bet tamsiosios materijos halą turi. Kaip paaiškinti tokią situaciją – nežinia. Galbūt mūsų Galaktika išskirtinė savo raidos istorija, o gal ko nors svarbaus dar nesuprantame apie galaktikų formavimąsi. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Vidutinių juodųjų skylių formavimasis. Astronomai išskiria du juodųjų skylių tipus. Žvaigždinės masės juodosios skylės atsiranda po supernovos sprogimo, kai miršta masyvi žvaigždė; jų masė siekia nuo keleto iki kelių dešimčių Saulės masių. Supermasyvios juodosios skylės, randamos galaktikų centruose, daug didesnės – nuo šimtų tūkstančių iki dešimčių milijardų Saulės masių. Į tarpą, 100-100000 Saulės masių intervale, turėtų egzistuoti tarpinės masės juodosios skylės, bet jos arba labai retos, arba labai sunkiai aptinkamos, nes kol kas žinome tik vieną kitą neužtikrintą atvejį. Nepaisant atradimų trūkumo, nestinga modelių, kaip tarpinės juodosios skylės galėtų susiformuoti. Vienas pagrindinių jas kildina iš masyvių žvaigždžių spiečių, tačiau tikslus formavimosi mechanizmas lieka neaiškus. Gali būti, kad tarpinės juodosios skylės atsiranda susijungus kelioms mažesnėms; taip pat jos gali būti kelių žvaigždžių susijungimo ir kolapso padarinys arba į juodąją skylę įkrentančių žvaigždžių suvalgymo pasekmė. Norėdami išsiaiškinti, kuris iš trijų scenarijų, ar kuri nors jų kombinacija, tikėtiniausias, mokslininkai sumodeliavo įvairių žvaigždžių spiečių evoliuciją ypatingai tiksliu skaitmeniniu modeliu. Modeliuojami spiečiai turėjo iki milijono žvaigždžių – tai prilygsta didžiausiems Paukščių Tako spiečiams. Modeliuose skyrėsi tipinės žvaigždžių masės ir spiečių spinduliai. Iš viso skaičiuota 19 modelių. Juose susidarė tarpinių juodųjų skylių, kurių masė siekė iki 380 Saulės masių. Detaliau išnagrinėjus jų kilmę, pasirodė, kad įmanomi visi trys scenarijai, tačiau jų svarba priklauso nuo spiečiaus tankio. Tankiausiuose spiečiuose, kur į vieną kubinį parseką telpa daugiau nei 300 tūkstančių Saulės masių (palyginimui Saulės aplinkoje vienai žvaigždei tenka keli kubiniai parsekai erdvės), žvaigždžių susidūrimai tokie dažni, kad būtent jų kolapsas veda prie tarpinės masės juodųjų skylių, dažniausiai masyvesnių nei 200 Saulės masių. Šis procesas labai greitas – juodosios skylės atsiranda greičiau nei per penkis milijonus metų nuo modelio pradžios. Retesniuose spiečiuose reikia laukti ilgiau – 10-300 milijonų metų, – mat tarpinės juodosios skylės formuojasi jungiantis mažesnėms. Visuose spiečiuose juodųjų skylių masės šiek tiek paauga ir praryjant kitas žvaigždes, tačiau stiprios gravitacinės sąveikos su arti praskrendančiais objektais dažniausiai juodąsias skyles išmeta lauk, nespėjus išaugti iki didesnių nei 380 Saulės masių. Panašu, kad norint jas išauginti iki aukštesnių – tūkstančių, dešimčių tūkstančių Saulės ar net supermasyvių – masių, reikia dar tankesnių spiečių. Tokie galimai egzistavo pirmosiose Visatos galaktikose; taip šis scenarijus gali paaiškinti ir supermasyvių juodųjų skylių kilmę. Tyrimo rezultatai publikuojami MNRAS.

***

Dulkės slepia radijo kvazarus. Kvazarai – ypatingai ryškūs spinduliuotės šaltiniai galaktikų centruose – susidaro, kai į centrinę supermasyvią juodąją skylę ima kristi daug dujų. Dujų struktūros – daugiausiai paplokščias diskas, bet ir jo aplinka bei tolyn besiveržianti čiurkšlė – skleidžia įvairiausią elektromagnetinę spinduliuotę, nuo radijo iki gama spindulių. Ieškodami kvazarų stebėjimų duomenyse, astronomai dažnai taiko įvairius atrinkimo kriterijus, dažnai paremtus rentgeno, regimųjų ar infraraudonųjų spindulių intensyvumu. Bet kartais galaktikoje būna daug dulkių, kurios gaubia centrinę jos dalį. Dulkės efektyviai sugeria regimųjų ir trumpesnio ilgio bangų spinduliuotę, taigi ieškant kvazarų pagal rentgeno kriterijų, šios galaktikos gali nepatekti į imtį. Dabar astronomai netikėtai aptiko, kad kvazarų dulkėtumas gerai koreliuoja su radijo spinduliuote. Tyrimo tikslas buvo būtent dulkėmis apgaubtų kvazarų analizė. Atrinkę kandidatus pagal infraraudonųjų ir regimųjų spindulių intensyvumo santykį, astronomai išmatavo galaktikų spektrus. Surinkę daugiau nei tris tūkstančius spektrų, jie nustatė, kad visi spektrai atitinka tipinę kvazaro spinduliuotę, veikiamą skirtingo kiekio dulkių. Labiausiai dulkėtose galaktikose dulkės sugeria apie 97,5% regimųjų spindulių, sklindančių iš centro. Pasitelkę radijo stebėjimų katalogą, tyrėjai nustatė, jog kuo galaktikoje daugiau dulkių, tuo didesnė tikimybė, kad jos kvazaras bus matomas radijo ruože. Radijo spinduliuotę skleidžiančių kvazarų dalis išauga nuo maždaug 17% menkai dulkėtoms galaktikoms iki 40% dulkėčiausioms. Šį ryšį lemia ne galaktikų su galingomis čiurkšlėmis gausa – jų dalis nepriklauso nuo dulkėtumo. Greičiausiai čia stebimi radijo spinduliai susidaro smūginėse bangose, kai kvazaro spinduliuotė, silpnos čiurkšlės irba vėjas ima pūsti lauk gaubiančias dulkes ir dujas. Tokia interpretacija gerai atitinka kvazarų raidos scenarijų, pagal kurį raudoni – tai reiškia, dulkių gaubiami – kvazarai žymi pereinamąją stadiją tarp visiškai dulkėse paslėptos kvazaro epizodo pradžios ir vėlesnės dulkių nedengiamo kvazaro fazės. Kartu šie rezultatai prisideda prie įrodymų, jog kvazarai gali išpūsti dujas lauk iš savo galaktikų. Tyrimo rezultatai publikuojami MNRAS.

***

Juodųjų skylių ir galaktikų koevoliucija. Kone kiekviena galaktika centre turi supermasyvią juodąją skylę. Pastarųjų masės gerai dera su įvairiais galaktikų parametrais. Vienas jų – bendra galaktikos žvaigždžių masė, kuri juodosios skylės masę įprastai viršija apie tūkstantį kartų. Tiesa, būna ir nukrypimų nuo sąryšio – galaktikų, kuriose šis santykis artimesnis dešimčiai (juodoji skylė neįprastai didelė) ar milijonui (neįprastai maža). Naujame tyrime parodyta, kad tokios galaktikos linkusios vystytis taip, kad artėtų prie standartinio masių sąryšio. Tyrimo autoriai išnagrinėjo daugiau nei 11 tūkstančių aktyvių galaktikų vietinėje Visatoje ir išmatavo jų žvaigždžių mases, spalvas bei struktūrą. Aktyvios galaktikos yra tokios, į kurių supermasyvias juodąsias skyles krenta dujos. Įvertinę žvaigždžių formavimosi spartą šiose galaktikose, jie pastebėjo, kad galaktikos, kuriose juodosios skylės masė „per maža“, formuoja mažai žvaigždžių, nors juodoji skylė auga santykinai sparčiai. Ir atvirkščiai – kai juodosios skylės masė „per didelė“, ji auga lėtai, nors žvaigždės formuojasi sparčiai. Rezultatai gerai dera su standartine teorija, kuri teigia, jog juodosios skylės ir galaktikos vystosi kartu ir jų tarpusavio sąryšiai išlieka menkai pakitę milijardus metų. Taigi nutolimai nuo sąryšių turėtų būti palyginus trumpalaikiai; juos gali sukelti, pavyzdžiui, galaktikų susiliejimai, įkritimas į spiečių ar kitos reikšmingos perturbacijos. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Astronomy.

***

Automatizuota prižiūrima anomalijų paieška. Šiandieniniai astronominiai stebėjimai vis dažniau yra apžvalginiai: apimantys platų dangaus lauką, fiksuojantys praktiškai viską, kas ten yra ir vyksta. Gaunami duomenų kiekiai – milžiniški, ir mažėti neketina. Peržiūrėti juos žmonėms darosi vis sudėtingiau, praktiškai neįmanoma. Norėtųsi analizei panaudoti kuo daugiau automatinių įrankių, bet čia irgi iškyla problema. Automatiniai algoritmai paprastai tinkami ieškoti žinomų dalykų – pavyzdžiui, planetų tranzitų ar supernovų sprogimų – nes galime juos aprašyti ir taip nurodyti algoritmui, ko iš tiesų reikėtų ieškoti. Bet įdomiausi atradimai yra kaip tik netikėti, dar nežinomi arba labai keisti objektai ir reiškiniai. Problemą išspręsti galima apjungiant žmonių ir algoritmų gebėjimus. Vienas būdas tą padaryti – suteikti algoritmui aktyvaus mokymosi gebėjimą, kai tarpinius rezultatus patikrina žmonės ir pažymi, kas juose gerai ar negerai. Taip vis tiek gerokai sutaupoma žmonių laiko, lyginant su paieškomis be algoritmo. Neseniai astronomai sukūrė tokio pobūdžio algoritmą anomalijoms aptikti, o dabar pritaikė jį didžiausiam duomenų rinkiniui, sudarytam iš kone keturių milijonų galaktikų nuotraukų. Tarp jų atrastos 1365 anomalijos, kurias algoritmas netgi suskirstė į tipus. Didžioji dalis anomalijų – 1609 – greičiausiai yra besijungiančių galaktikų vaizdai. Dar keletas atrodo keistai dėl stipraus gravitacinio lęšiavimo, o 18 – visiškai neaiškūs, anksčiau neaptikti netvarkingi objektai. Tarp jų yra galaktikų, apjuostų milžiniškais žiedais, keistomis spalvomis pasižyminčių galaktikų ir kitų netikėtų reiškinių. Nenaudojant naujojo algoritmo, visi šie objektai tūnotų pasislėpę nuotraukose ir nežinia, po kelių dešimtmečių būtų pastebėti. Įdomu, kad algoritmas veikia taip greitai, jog pagrindiniu iššūkiu jo kūrėjams tapo ne pati analizė, o duomenų perdavimas. Persiųsti milijonų galaktikų nuotraukas prireikė net keleto savaičių. Tyrimo autorių nuomone, efektyviau būtų buvę su visa įranga nuvykti į Čilę, kur saugomi duomenys, pasiimti juos iš vietinių kompiuterių ir atlikti analizę ten. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Užfiksuota kosminio voratinklio spinduliuotė. Teoriniai modeliai rodo, kad galaktikas ir jų spiečius jungia gijos, sudarytos iš tamsiosios materijos bei labai retų dujų. Ši struktūra, vadinama kosminiu voratinkliu, realybėje aptikta tik prieš maždaug dešimtmetį, nes anksčiau mūsų teleskopai tiesiog nebuvo pakankamai jautrūs jai užfiksuoti. Bet ir tai, aptikimui reikėjo stebėti tolimų kvazarų (labai ryškių aktyvių galaktikų) spinduliuotės spektrą ir matuoti, kaip jį sugeria dujos tarp kvazaro ir mūsų. Išmatavus daugybės kvazarų spektrus pastebėta, kad sugertis nėra vienoda visomis kryptimis ir išryškėjo miglotas struktūros vaizdas: sutankėjimai arčiau galaktikų ir į tarpus tarp jų, praretėjimai toliau. O dabar pirmą kartą užfiksuota analogiška kosminio voratinklio dujų spinduliuotė. Pagrindinė kliūtis užfiksuoti spinduliuotei – šviesinė tarša. Tokį blausų švytėjimą užgožti gali ne tik Žemės atmosfera ar Saulės sistemos dulkių kuriama zodiakinė šviesa, bet netgi Paukščių Tako galaktikos tarpžvaigždinė medžiaga. Kliūtis mokslininkai įveikė atlikdami skirtuminius stebėjimus: buvo stebimi keli gretimi dangaus lopinėliai, tada atimama vieno spinduliuotė iš kito ir atvirkščiai. Nenorimos spinduliuotės intensyvumas abiejuose laukuose turėtų būti praktiškai vienodas, tad skirtume išryškėtų tai, kas tikrai skiriasi – kosminis voratinklis. Stebėjimams parinktas spektro ruožas – 350-560 nanometrų ilgio bangos – leido fiksuoti voratinklio spinduliuotę, sklindančią mūsų link 10-12 milijardų metų. Intensyviausią spinduliuotę skleidžia vandenilio dujos, tai vadinama Laimano alfa linija, kurios bangos ilgis – 121,5 nanometro; per milijardus metų ji išsitempia į stebimą ruožą. Užfiksuota spinduliuotė tikrai sudaro tinklą, o ryškiausia yra būtent linijose tarp galaktikų ir jų spiečių, kaip ir tikėtasi. Be to, jos spektras ir linijų pasiskirstymas labai primena anksčiau nustatytus stebint kvazarų spinduliuotės sugertį. Nebelikus reikalo „prisirišti“ prie kvazarų, astronomai galės daug nuodugniau tyrinėti kosminį voratinklį ir išsiaiškinti, kaip formavosi didžiausio masto Visatos struktūros. Neseniai tyrėjai pradėjo naudoti ir kitą panašų prietaisą, kuriuo galima stebėti didesnio ilgio bangas – jis leis fiksuoti tarpgalaktinės medžiagos spinduliuotę iš dar ankstesnių laikų, kai Visatą daugiausiai užpildė ne jonizuotos, kaip dabar, o neutralios vandenilio dujos. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Astronomy.

***

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

Laiqualasse

Leave a Reply

El. pašto adresas nebus skelbiamas.