Kąsnelis Visatos DCXI: Misijos, Saulės ciklai ir žvaigždėdara

Praėjusios savaitės naujienos – kaip reta įvairios. Turime du pranešimus apie NASA misijas: Bennu asteroido mėginius bei Psyche skrydžio pradžią. Taip pat du tyrimus apie Saulės aktyvumą: jo ciklas prieš kelis šimtus metų kurį laiką buvo trumpesnis, nei vėliau, o prieš 14 tūkstančių metų įvyko tokia galinga audra, kokios vėliau Žemė nepatyrė. Taip pat pora naujienų apie tolimiausias galaktikas ir jų keistumą, atrastą James Webb teleskopo stebėjimais: jų ryškumą paaiškina paprasčiausia žvaigždėdaros žybsnių variacija, ir apskritai tų galaktikų nėra tiek daug, kiek manyta. O dar – susidūrusių planetų sukeltas užtemimas, supernovas klasifikuojantis dirbtinis intelektas ir tamsiosios materijos paieškos baltųjų nykštukių centruose. Gero skaitymo!

***

NASA skrenda pas Psichę. Penktadienį, šiek tiek po penktos vakaro Lietuvos laiku, į kosmosą pakilo NASA zondas Psyche. Jo šešerių metų kelionės tikslas – to paties pavadinimo asteroidas, sudarytas daugiausiai iš geležies. Tuo jis skiriasi nuo daugumos kitų asteroidų, kurie yra uoliniai kūnai, bei ledinių kometų. Apskritai maždaug vienas iš dvidešimties asteroidų yra metalinis, ar bent jau taip galima spręsti pagal jų spektrą. Psichė – didžiausias iš jų, maždaug 280 kilometrų ilgio ir 232 kilometrų pločio bei aukščio. Ne visai tvarkingos, bulvę primenančios formos asteroidas turėtų padėti atsakyti į įvairius klausimus ne tik apie asteroidų, bet ir apie planetų prigimtį. Psichė greičiausiai yra pradėjusios formuotis planetos liekana; gali būti, kad ją sunaikino stiprus smūgis Saulės sistemos jaunystėje. Dabartinis asteroidas yra tos planetos branduolys, atidengtas smūgio metu. Taigi jo tyrimai leidžia pažvelgti į planetų branduolius, ko negalime padaryti Žemėje ar kitur, kur branduolius dengia tūkstančiai kilometrų uolienų. Psyche zondo tyrimai turėtų atskleisti asteroido cheminę sudėtį, vidines struktūras, magnetinį lauką ir kitas savybes. Jos padės suprasti ir asteroido formavimosi detales, ir jo vystymąsi per puspenkto milijardo metų iki šių dienų.

***

Bennu mėginiuose – anglis ir vanduo. Trečiadienį NASA paskelbė pirminius Bennu mėginių analizės rezultatus. Bennu asteroido mėginį zondas Osiris-Rex paėmė 2020-aisiais, o į Žemę pargabeno rugsėjo pabaigoje. Kol kas išanalizuotos tik dalelės, nusėdusios ant pagrindinio mėginio talpyklos, o ne rastos joje. Visgi ir ši medžiaga pateikė daug įdomių žinių. Pavyzdžiui, kone 5% ištirto mėginio sudarė anglies atomai; jie aptikti tiek mineralinėse, tiek organinėse medžiagose. Taip pat atrasta vandens molekulių – jos užrakintos molio mineraluose. Nei vienas atradimas nenustebino, daugmaž to mokslininkai ir tikėjosi. Bet ir toks prognozių patvirtinimas yra svarbus. Be to, tolesnė analizė padės atskleisti Bennu vandens izotopinę sudėtį – kiek jame yra sunkesnės vandenilio atmainos deuterio. Anglies junginių analizė turėtų parodyti, kokios molekulės galėjo susiformuoti asteroiduose, prieš šiems pasiekiant Žemę – manoma, kad kai kurie gyvybei būtini junginiai susiformavo ne mūsų planetoje, o kitur kosmose. Dar vienas svarbus analizės aspektas – kuo geriau suprasti asteroido struktūrą. Jau dabar žinome, kad asteroido paviršius labai minkštas, ant jo nusileidęs žmogus greičiausiai įklimptų paviršinėse dulkėse. Bennu orbita kertasi su Žemės orbita, šiuo metu egzistuoja maždaug 1 iš 1750 tikimybė, kad asteroidas susidurs su Žeme tarp 2150 ir 2300 metų. Taigi žinodami apie asteroido struktūrą, galėsime geriau suplanuoti misiją, kuri pakeistų jo trajektoriją į nepavojingą mums. Netrukus NASA planuoja pradėti pagrindinio mėginio – maždaug 250 gramų medžiagos – analizę. Medžiaga bus padalinta 200 institucijų visame pasaulyje, tačiau bent 70% mėginio bus saugiai užkonservuota ir palikta ateities kartoms. Tokia praktika, pradėta Apollo misijų metu, užtikrina, kad pagerėjus analizės priemonėms ir metodams bus nepaliestų mėginių, kuriems tuos metodus galima būtų taikyti.

***

Saulės ciklas buvo trumpesnis. Mūsų Saulė nėra visą laiką vienoda. Jos magnetinis laukas nuolat kinta, todėl dėmių ir žybsnių kartais būna daugiau, kartais mažiau. Jų skaičius kinta reguliariu 11 metų ciklu – bent jau taip manėme iki šiol. Naujame tyrime pateikiami įrodymai, kad XVII amžiuje Saulės ciklas buvo trumpesnis, vos aštuonerių metų. Apskritai Saulės ciklus detaliai stebėti astronomai pradėjo maždaug XVIII a. pradžioje; pirmuoju ciklu įvardijamas vykęs 1755-1766 metais. Informacija apie ankstesnius laikus – labai menka ir nepatikima. Naujojo tyrimo autoriai išnagrinėjo anksčiau daug dėmesio nesulaukusį žinių šaltinį – Korėjos metraščius. Nors Korėja yra labai toli nuo ašigalių, praeityje joje buvo matomos pašvaistės. Jų kilmės priežastis – Žemės magnetinio lauko anomalija, egzistavusi aplink Korėją 1500-1800 metais. Susilpnėjęs magnetinis laukas ne taip efektyviai saugojo planetą nuo energingų dalelių, tad Saulės vėjas reguliariai įsiskverbdavo į atmosferą ir sukeldavo pašvaistes. Korėjos metraštininkai kruopščiai žymėjo visus jų pasirodymus. Dabar tyrėjai išnagrinėjo įrašus, darytus XVII-XVIII amžiuje, ir rado daugiau nei tūkstantį pašvaisčių. Jų pasirodymo dažnumas kito periodiškai, tačiau nevienodo ilgio ciklu. Laikotarpyje tarp 1645 ir 1715 metų ciklas truko ne 11, o aštuonerius metus. Šis laikotarpis pasirinktas neatsitiktinai: tai yra vadinamasis Maunderio minimimas, kai šešis dešimtmečius Saulėje buvo gerokai mažiau dėmių, nei ankstesniais ir vėlesniais laikais. Šis atradimas aiškiai parodo, kad Saulės aktyvumas tuo metu buvo ne tik silpnesnis, bet skyrėsi ir jo periodiškumas. Tai labai stipriai apriboja modelius, kuriais siekiama paaiškinti Maunderio minimumo prigimtį. Tyrimo rezultatai publikuojami AGU Advances.

***

Stipriausia senovinė Saulės audra. Saulė nuolat žybsi energingų fotonų ir dalelių srautais. Žybsnių dažnis ir stiprumas kinta daugmaž cikliškai, bet yra ir variacijų. Saulės audromis vadinami ypatingai stiprūs išsiveržimai; pataikęs į Žemę toks plazmos srautas sukelia ne tik pašvaistes, bet gali pakenkti elektronikai ir elektros laidams, žmonių sveikatai, o ypač – palydovams ir astronautams. Galingiausia tiesiogiai stebėta ir išmatuota audra buvo Carringtono įvykis XIX a. viduryje. Jis sudegino telegrafo laidus Kanadoje, o šiandien pridarytų daug didesnės žalos. Gilesnėje praeityje audrų buvo ir didesnių, o dabar aptikti požymiai galingesnės nei bet kuri žinota anksčiau. Analizuodami senovės medžių, kadaise augusių dabartinės Prancūzijos Alpėse, liekanų rieves, mokslininkai aptiko milžinišką radioaktyvios anglies gausos padidėjimą, nutikusį lygiai prieš 14300 metų ir trukusį tik vienus metus. Visi gyvi organizmai inkorporuoja anglį į savo kūnus – šiuo atveju, medžio kamieną. Dalis anglies atmosferoje yra radioaktyvi anglis-14; aptikę ją bei jos skilimo produktus mokslininkai gali datuoti senų kūnų, maisto likučių ar medinių daiktų amžių. Šiuo atveju amžius buvo žinomas lyginant Alpių medžių liekanas su kitais, jaunesniais, medžiais. Trumpą radioaktyvios anglies pagausėjimą galima paaiškinti tik Saulės audra, mat atmosferą pasiekusios energingos dalelės, pataikiusios į azoto branduolius, sukuria radioaktyvios anglies atomų. Kiti procesai, galintys padidinti elemento gausą atmosferoje, nebūna tokie trumpi. Aptiktoji audra yra viena iš dešimties žinomų priešistorinių – identifikuotų pagal radioaktyvią anglį medžiuose ar berilį ir chlorą ledo kernuose – Saulės audrų, vadinamų Mijakės įvykiais (Miyake events). Ji buvo bent dvigubai stipresnė už du paskutinius iš jų, nutikusius 774 ir 993 metais. Už Carringtono įvykį ši audra stipresnė bent dešimt kartų, taigi jei panašus pliūpsnis Žemę pasiektų dabar, iškiltų nemenkas pavojus visai elektros infrastruktūrai, taigi, galima sakyti, ir visai mūsų civilizacijai. Daugiau žinodami apie galingus Saulės išsiveržimus praeityje, galėsime geriau prognozuoti jos aktyvumą ateityje ir pasiruošti galimiems pavojams. Tyrimo rezultatai publikuojami Philosophical Transactions of the Royal Society A.

***

Susidūrusių planetų sukeltas užtemimas. Planetos formuojasi iš dujų ir dulkių diskų. Per kelis ar keliolika milijonų metų diskas išgaruoja, o planetos lieka. Jų gali būti daugiau, nei stabiliai išsitenka sistemoje, taigi kurį laiką po disko išgaravimo dar tikėtini planetų susidūrimai. Pastaraisiais dešimtmečiais aptikta keletas trumpalaikių žybsnių, kurie galėtų būti tokių susidūrimų pasekmė, bet tiksliai nustatyti jų prigimties nepavyko. Dabar paskelbti detaliausi panašaus įvykio stebėjimai, rodantys, jog greičiausiai stebime dviejų ledinių egzoplanetų susidūrimo padarinius. Žvaigždė ASASSN-21qj pastebėta, kai staiga išaugo jos infraraudonoji spinduliuotė. Paryškėjimas atitiko papildomą spinduliuotės šaltinį, kurio temperatūra siekia 1000 kelvinų (maždaug 700 Celsijaus laipsnių), o bendras šviesis – apie 4% žvaigždės šviesio. Toks žybsnis tęsėsi 1000 parų – beveik trejus metus. Jo pabaigoje, praėjus 2,5 metų nuo žybsnio pradžios, žvaigždė staiga reikšmingai pritemo regimųjų spindulių ruože. Pritemimas tęsėsi 500 parų, buvo netolygus ir labai priklausė nuo bangos ilgio. Visus šiuos duomenis geriausiai paaiškina modelis, pagal kurį sistemoje susidūrė dvi daugiausiai iš ledo sudarytos planetos, skriejusios 2-16 astronominių vienetų atstumu nuo žvaigždės. Astronominis vienetas yra vidutinis atstumas tarp Saulės ir Žemės, lygus 150 milijonų kilometrų. ASASSN-21qj yra panaši į Saulę, tik daug jaunesnė – maždaug 300 milijonų metų amžiaus. Taigi planetų susidūrimai jos sistemoje yra jei ne tikėtinas, tai bent jau įmanomas reiškinys. Smūgio metu planetos arba subyrėjo visiškai, arba neteko didelės dalies masės, kuri pasklido kaip ledo grumstelių ir dulkių debesis. Žvaigždė debesį gerokai įkaitino, taip atsirado infraraudonųjų spindulių šaltinis. Po pustrečių metų nuo susidūrimo debesis užstojo žvaigždę – prasidėjo užtemimas. Per tą laiką judėjimas orbita ištempė debesį į pailgą formą, todėl užtemimas truko taip ilgai. Ateityje užtemimai turėtų pasikartoti, tačiau kaskart bus vis ilgesni ir ne tokie žymūs. Būtent tokius stebėjimus planuoja tyrėjai, tikėdamiesi dar geriau apibrėžti tolimoje sistemoje nutikusio kataklizmo detales. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature.

***

Planetų tranzitai – vienas iš dviejų pagrindinių metodų, padedančių jas aptikti. Žvaigždės šviesos sumažėjimas, kai planeta juda per šios diską, parodo planetos spindulį ir gali net suteikti žinių apie atmosferos sandarą. Yra ir kitas, panašus metodas, vadinamas antriniu tranzitu. Juo siekiama aptikti sistemos šviesio sumažėjimą, kai planeta pasislepia už žvaigždės. Apie šio, daug sudėtingesnio, metodo detales ir pritaikymą pasakojima Deep Astronomy:

***

Tamsioji materija baltosiose nykštukėse. Tamsioji materija greičiausiai sudaro apie 80% visos Visatos materijos. Jos halai valdo galaktikų sukimąsi, judėjimą spiečiuose ir apskritai struktūros formavimąsi. Iš kitos pusės, kol kas nepavyko atrasti dalelių, iš kurių tamsioji materija susideda. Vienas iš būdų jų ieškoti yra bandymai aptikti galimų šių dalelių skilimo ar anihiliacijos reakcijų padarinius. Pagal kai kuriuos teorinius modelius, tamsiosios materijos dalelės kartais gali susidurti su įprastomis, anihiliuoti ir išspinduliuoti gama fotonus. Logiška tikėtis, kad tokios sąveikos dažniausios ten, kur materija tankiausia. Naujame tyrime nagrinėjama, kaip tamsiosios materijos paieškoms gali pasitarnauti anihiliacijos reakcijos baltosiose nykštukėse. Baltosios nykštukės yra ypatingai tankūs kūnai: maždaug Saulės masė juose sutelkta į maždaug Žemės dydžio kūną. Nykštukės gravitacinis laukas irgi labai stiprus, todėl į jį patekusios tamsiosios materijos dalelės gali ten ir užsilikti. Susikaupusi tamsioji materija gali imti sąveikauti su ypatingai tankia įprasta ir skleisti gama spindulius. Pačios iš savęs baltosios nykštukės gama spindulių skleisti neturėtų, taigi bet kokia jų gama spinduliuotė galėtų būti interpretuojama kaip tamsiosios materijos signalas. Ypač patraukli tokia interpretacija būtų, jei stipresnė gama spinduliuotė sklistų iš nykštukių, esančių arčiau Galaktikos centro, kur ir tamsiosios materijos yra daugiau. Ligšioliniai stebėjimai neaptiko gama spindulių iš nei vienos baltosios nykštukės. Tyrimo autoriai panaudojo šiuos nulinius rezultatus, kad apibrėžtų maksimalų galimą sąveikos tarp tamsiosios ir įprastos materijos stiprumą. Gautos vertės priklauso nuo pasirinkto Galaktikos tamsiosios materijos tankio profilio, tačiau visais atvejais yra panašios į geriausių šiandieninių eksperimentų duodamus rezultatus, o kai kuriuose tamsiosios materijos dalelių masės ruožuose šiuos rezultatus netgi gerokai lenkia. Ateityje galima būtų atlikti dedikuotus baltųjų nykštukių stebėjimus, ieškant gama spinduliuotės, ir taip dar labiau pagerinti sąveikos stiprumo vertinimus. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Dulkių juostos Andromedoje. Šaltinis: NASA, NSF, NOAJ, Hubble, Subaru, Mayall, DSS, Spitzer; Apdorojimas: Robert Gendler & Russell Croman

Andromeda – artimiausia mums didelė ir nepriklausoma (nepalydovinė) galaktika. Ir nuotraukų jos turime daugybę, tad visi, besidomintys kosmoso vaizdais, tikrai yra ją matę. Bet turbūt ne taip, kaip čia. Šiame regimųjų (mėlyna/balta) ir infraraudonųjų (oranžinė spalva) nuotraukų montaže matyti milžiniškos dulkių juostos. Jos švyti infraraudonai, nes jas šildo žvaigždžių spinduliuotė. Taip pat jos žymi tankių dujų telkinius, kuriuose žvaigždės ir formuojasi. Per milijonus, dešimtis ar šimtus milijonų metų šios juostos nušvis jaunų žvaigždžių šviesa.

***

Andromedos istorija užrašyta chemijoje. Kiekviena galaktika pradžioje susidėjo iš pirmykštės medžiagos – praktiškai vien vandenilio ir helio. Laikui bėgant atsirado kiti elementai, bet jų gausėjo nevienodai sparčiai. Gana gerai žinome, kaip vystosi sistemos cheminė sudėtis, jei joje žvaigždės formuojasi tolygiai arba visos susiformuoja per labai trumpą laiko tarpą. Bendra tendencija tokia, kad pirmiausiai pagausėja vadinamųjų alfa elementų, tokių kaip anglis, deguonis ar kalcis, o vėliau ima gausėti geležies ir aplinkinių elementų. Nukrypimai nuo bendros tendencijos žymi žvaigždėdaros istorijos netolygumus – prigesimus bei žybsnius. Matuodami žvaigždžių cheminę sudėtį, galime įvertinti galaktikos sudėtį tuo metu, kai konkreti žvaigždė formavosi, o turėdami daugelio žvaigždžių duomenis – nustatyti galaktikos cheminės raidos istoriją. Naujame tyrime tokia analizė pritaikyta Andromedos galaktikai. Jos cheminė sudėtis analizuojama ne pirmą kartą, bet nauji James Webb teleskopo stebėjimai prideda labai svarbius duomenis – senų žvaigždžių, pasiekusių raudonųjų milžinių stadiją, spektrą. Nagrinėdami šias žvaigždes bei planetinius ūkus – mažų žvaigždžių mirties metu nusimestus dujų sluoksnius – tyrėjai nustatė, kad bent jau centrinė galaktikos dalis žvaigždes formavo dviem etapais. Pirmasis etapas vyko seniai, prieš daugiau nei penkis milijardus metų, ir sukūrė maždaug 30 kiloparsekų spindulio diską. Vėliau, prieš 4-2,5 milijardo metų, centrinėje dalyje įvyko žvaigždėdaros žybsnis. Greičiausiai jis nutiko todėl, kad Andromeda susiliejo su kita galaktika, kuri turėjo nemažai dujų. Sukrėtimas paskatino Andromedos dujas spaustis, vėsti ir formuoti naujas žvaigždes. Prieš pustrečio milijardo metų žvaigždėdara sustiprėjo išorinėje disko dalyje, greičiausiai todėl, kad į ją prikrito pirmykščių tarpgalaktinių dujų. Tačiau šis sustiprėjimas nebuvo toks didelis, kaip centre. Apie susiliejimą prieš keletą milijardų metų įtarimų būta jau seniau – juos sukėlė žvaigždžių padėčių bei judėjimo stebėjimai. Naujieji rezultatai patvirtina ankstesnę išvadą nepriklausomu metodu. Vis gerėjantys stebėjimų duomenys po truputį leis detaliai nagrinėti vis tolimesnių galaktikų augimo istorijas. Taip susidarysime vaizdą apie bendras tendencijas ir pasitaikančias išimtis, galėsime patobulinti skaitmeninius galaktikų evoliucijos modelius ir sužinosime, kiek įprastas ar išskirtinis yra Paukščių Takas. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Dirbtinis intelektas aptinka supernovas. Supernovos, kaip taisyklė, sužimba netikėtai. Nors žvaigždžių evoliuciją suprantame vis geriau, kol kas prognozuoti jų sprogimus galime tik su tūkstančių metų ar ilgesne paklaida, taigi pasakyti, kuri žvaigždė kada sprogs supernova, praktiškai dar neįmanoma. Natūralu, kad astronomai nori kuo greičiau aptikti, identifikuoti ir klasifikuoti naujai pasirodžiusias supernovas (kaip ir kitus trumpalaikius spinduliuotės šaltinius), taigi kuriami įvairūs automatizuoti tam skirti įrankiai. Dabar pristatytas pirmas įrankis, automatizuojantis visą procesą nuo šaltinio aptikimo iki supernovos tipo nustatymo. Atskiros proceso dalys – naujo šaltinio fiksavimas, jo spektro išmatavimas, supernovos klasifikavimas – automatizuotos jau seniau, bet į tarpus vis reikėdavo žmogaus įsikišimo. Naujasis įrankis, pavadintas BTSbot (angl. Bright Transient Survey bot, lietuviškai Šviesių trumpalaikių šaltinių apžvalgos robotas), apjungia elementus į vientisą procedūrą. Praeitą savaitę paskelbta apie pirmą sėkmingą įrankio pritaikymą. Cefėjo žvaigždyne spalio 3 dieną sužibo naujas šviesos šaltinis, dabar kataloguotas kaip SN2023tyk. Šaltinį aptiko automatizuota observatorija Zwicky Transient Facility, kuri kasnakt fotografuoja visą matomą dangaus skliautą. Realiu laiku sekdamas jos duomenis, BTSbot užfiksavo šaltinio atsiradimą spalio 5 dieną. Tada jis nusiuntė užklausą kitam automatizuotam teleskopui SED Machine Palomaro observatorijoje. Gavęs šaltinio spektrą, įvertino, jog tai greičiausiai supernova ir nusiuntė užklausą sistemai SNIascore, kuri skirta supernovų klasifikacijai pagal spektrą. Atsakymas, jog SN2023tyk yra Ia tipo supernova – baltosios nykštukės sprogimas – gautas ir viešai paskelbtas spalio septintą. Mažiau nei keturios paros nuo pirmo užfiksavimo iki klasifikacijos paskelbimo – daug geresnis rezultatas, nei būdavo anksčiau. Be to, viskas pasiekta be žmonių įsikišimo, taigi astronomai gali skirti savo laiką sudėtingesnei analizei. Iš vieno rezultato daryti išvadų apie įrankio greitį nereikėtų, bet bandymai su dirbtiniais duomenimis rodo, kad jis sėkmingai aptinka ir klasifikuoja daugiau supernovų, nei žmonės – 99%, o ne 95% – ir padaro tą vidutiniškai 7,5 valandos anksčiau. Algoritmą pristatantis straipsnis arXiv.

***

Žvaigždėdaros žybsniai prigesina galaktikas. Žvaigždės galaktikose formuojasi netolygiai – kartais tą daro lėčiau, kartais sužimba žvaigždėdaros žybsniais. O kai kurios galaktikos apskritai yra „numalšintos“ – žvaigždės jose beveik visai nesiformuoja. James Webb teleskopu aptiktos pirmosios numalšintos galaktikos iš pirmojo milijardo Visatos metų. Jų egzistavimas gana netikėtas, nes tais laikais buvo daug daugiau dujų tiek galaktikose, tiek tarpgalaktinėje erdvėje. Kas sustabdė žvaigždėdarą šiuose objektuose? Du nauji tyrimai bando atsakyti į šį klausimą. Pirmajame nagrinėjamas supernovų poveikis. Supernovos laikomos vienu iš dviejų labiausiai tikėtinų malšinimo būdų aplinkinėse galaktikose: jų išskiriama energija įkaitina aplinkines dujas ir gali jas net išstumti iš galaktikos. Tiek kaitinimas, tiek išstūmimas priklauso nuo galaktikos masės ir cheminės sudėties. Tyrimo autoriai sukūrė fizikinį modelį, kuriuo susieja žvaigždėdaros žybsnio intensyvumą ir trukmę su galaktikos parametrais ir taip nustato žvaigždėdaros malšinimo sąlygą. Gauti rezultatai rodo, jog nors iš principo numalšinti žvaigždėdarą įmanoma ir tolimose galaktikose, bet konkrečiai tose dviejose, kurias aptiko James Webb, apskaičiuotas praeities žvaigždėdaros žybsnio intensyvumas nepakankamas. Kitame tyrime nagrinėjamos tos pačios galaktikos, tačiau analizuojamas ne supernovų, o žvaigždžių spinduliuotės ir vėjų poveikis. Čia analizuojami trys modeliai – du skaitmeniniai hidrodinaminiai, kuriuose sekama įvairių galaktikų evoliucija, ir vienas supaprastintas fizikinis. Šiuose modeliuose galima išskirti „mini-numalšinimo“ epizodus: po žvaigždėdaros žybsnio kurį laiką žvaigždėdara praktiškai sustoja, nes dujos arba virsta žvaigždėmis, arba yra išstumiamos lauk iš galaktikos, arba stipriai įkaitinamos. Pirmieji tokie įvykiai nutinka 650 milijonų metų po Didžiojo sprogimo; per milijardą metų nuo šio laikotarpio pasiekiama būsena, kai bet kuriuo metu 1-2% galaktikų yra mini-numalšinimo epizode. Epizodai trunka palyginus neilgai, apie 20-40 milijonų metų, vėliau dujos atvėsta ir vėl užpildo centrinę galaktikos dalį ir žvaigždėdara gali tęstis toliau. Tiesa, mini-numalšintų modelio galaktikų spinduliuotės spektras neatitinka stebimų galaktikų savybių. Savybes suvienodinti galima būtų pakeičiant modelinių galaktikų žvaigždėdaros istorijas, kad jos labiau svyruotų 40 milijonų metų laiko skalėmis. Tai rodo, kad skaitmeniniai modeliai nepakankamai gerai atkuria tokias trumpalaikes žvaigždėdaros variacijas. Tyrimo rezultatai arXiv: supernovų efektas, spinduliuotės efektas.

***

Masyvių ryškių galaktikų ne per daug. Prieš kiek daugiau nei metus paskelbti pirmieji James Webb teleskopo duomenys apie tolimiausias galaktikas sukėlė didelį ažiotažą. Aptiktos galaktikos, kurių šviesa mus pasiekia iš pirmojo milijardo Visatos metų, tačiau jos atrodė pernelyg masyvios, pernelyg šviesios ir pernelyg tvarkingos, kad galėtų susiformuoti per kelis šimtus milijonų metų. Svarbiausia, tokių galaktikų buvo per daug – viena ar dvi per visą tuometinę Visatą galėjo būti nurašytos anomalijoms, bet keletas jų, aptiktos palyginus nedideliame dangaus skliauto plote, piršo kitokias išvadas. Visgi greta pasiūlymų apie alternatyvias kosmologines teorijas ar bent galaktikų formavimosi fizikos papildymus kybojo ir paprastesnis klausimas: ar tikrai teisingai atlikta statistinė analizė ir ar atrastos galaktikos yra reprezentatyvi populiacija? Naujame tyrime parodoma, kad taip nėra. Esmė čia tokia, kad galaktikos buvo atrinktos naudojant metodą, paremtą vandenilio dujų sugeriama žvaigždžių spinduliuote. Ties tam tikrais bangos ilgiais sugertis staiga sustiprėja, tad trumpesniuose bangos ilgiuose galaktika yra daug blausesnė, nei ilgesniuose. Bet tam, kad apskritai pamatytume tuos vadinamuosius lūžius, galaktika turi būti pakankamai ryški. Ar tokios galaktikos dažnos? Žinome, kokią dalį visų galaktikų tokie objektai sudaro aplinkinėje Visatoje, bet kol kas nežinia, ar pirmykštėje santykiai panašūs. Ieškodami atsakymo, tyrėjai pasitelkė to paties James Webb surinktus duomenis – galaktikų spiečių stebėjimus. Spiečiuose dažnai matyti visaip išlenktų galaktikų atvaizdai: tai yra daug tolimesnės už patį spiečių galaktikos, kurių atvaizdus iškreipia spiečiaus gravitacija. Iškreipimas atvaizdus ir padidina bei paryškina, todėl šitaip galime tyrinėti galaktikas, kurių be iškreipimo apskritai nematytume. Astronomai penkiuose stebėjimo laukuose rado 19 galaktikų, kurios būtų atrinktos pagal tokią pačią metodiką, kaip ankstesnės, bei daugybę mažesnių. Galaktikų spektro analizė parodė, kad bent dalis jų iš tiesų nėra tokios išsivysčiusios, o numanomą spektro lūžį sukelia stiprios žvaigždėdaros spektro linijos. Be to, dauguma galaktikų neturi ypatingai didelių žvaigždžių populiacijų. Galiausiai, santykis tarp lūžį turinčių ir neturinčių galaktikų skaičiaus skirtinguose laukuose gali labai varijuoti, taigi visai įmanoma, kad ankstesni James Webb atradimai buvo padaryti stebint dangaus lopinėlį, kuriame tokių galaktikų santykinai daugiau, nei kituose. Visi šie požymiai leidžia daryti išvadą, kad masyvių, šviesių ir tvarkingų galaktikų skaičius ankstyvojoje Visatoje nėra toks didelis, kad reikėtų abejoti standartiniais kosminių struktūrų formavimosi modeliais. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

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

Laiqualasse

Leave a Reply

El. pašto adresas nebus skelbiamas.