Kąsnelis Visatos DCXIX: Atklydėliai ir vietiniai

Santykiai tarp atvykėlių ir vietinių pastaruoju metu neapleidžia naujienų portalų. Kosmose skirtumų ir neatitikimų tarp šių grupių irgi yra. Štai žmonės, kurie kosmose tikrai yra atklydėliai, patiria visokių sveikatos problemų mikrogravitacijoje. Dabar pagaliau pradedamas aiškintis poveikis raumenims genetiniu lygmeniu. O lakieji elementai – bent jau selenas ir telūras, nors galimai ir deguonis ar azotas – greičiausiai nėra atklydėliai į Žemę, o susiformavo kartu su planeta. Galaktikos centre atrasta žvaigždė, greičiausiai atvykusi ten net iš palydovinės galaktikos. Kitose naujienose – orbitų posvyriai ramiose planetinėse sistemose, kūginės tėkmės tolimose galaktikose ir tamsiosios materijos halų formų įvairovės paaiškinimas. Gero skaitymo!

***

Mikrogravitacijos poveikis raumenims. Seniai žinome, kad astronautai kosminių misijų metu patiria raumenų atrofiją. Netekę nuolatinio krūvio, sukeliamo Žemės traukos, raumenys tiesiog ima silpti. Bet iki šiol neaišku, kokie tiksliai genetiniai mechanizmai lemia šiuos pokyčius. Viena iš problemų ieškant tokių mechanizmų – pokyčiai astronautų kūnuose misijų metu vyksta labai įvairūs, ir toli gražu ne visi pokyčiai susiję būtent su raumenų veikla. Čia į pagalbą ateina mikrofiziologinės sistemos: šiuo atveju tai yra raumenų skaidulų mėginiai, integruoti į specialius lustus, kurie palaiko metabolines reakcijas. Naujame tyrime paskelbta tokių mėginių, kosmose praleidusių apie mėnesį, genetinė analizė. Mėginiai buvo paimti tiek iš jaunų, tiek iš vyresnių žmonių; analogiški mėginiai buvo laikomi ir laboratorijoje Žemėje, tikslesniam palyginimui. Visuose kosmose buvusiuose mėginiuose genai, atsakingi už raumenų skaidulų gamybą ir diferenciaciją, veikė silpniau, nei likusių Žemėje. Kiti skirtumai tarp žemiškų ir kosminių mėginių priklausė nuo jų amžiaus: vyresnių žmonių raumenų mėginiuose sulėtėjo už metabolizmą atsakingų genų veikla, jaunesnių – uždegiminius procesus reguliuojančių. Šie rezultatai neduoda vienareikšmio atsakymo, kas būtent sukelia raumenų atrofiją, tačiau padeda prie jo priartėti. Galimybė stebėti genų išraiškos pokyčių kone pavienių ląstelių lygmenyje bus be galo naudinga ne tik raumenų, bet ir kitų fiziologinių sistemų adaptacijos kosmose tyrimams. Be to, raumenų atrofija, žinoma, svarbi ir Žemėje – sendami ją patiria visi žmonės. Kosminiai tyrimai duos žinių, kurios leis pagerinti ir medicinos paslaugas Žemėje. Tyrimo rezultatai publikuojami NPJ Microgravity.

***

Lakieji elementai atsirado su Žeme. Lakieji cheminiai elementai, tokie kaip anglis ar deguonis, lengvai garuoja. Dėl šios priežasties ilgą laiką buvo manoma, kad pirmykštėje Žemėje jų būta labai nedaug – protoplanetiniame diske taip arti Saulės šie elementai išgaravo ir negalėjo prisijungti prie besiformuojančios planetos. Praktiškai visas šias medžiagas į Žemę turėjo atgabenti asteroidai ir kometos. Bet naujame tyrime gaunama priešinga išvada – dauguma lakiųjų elementų Žemėje greičiausiai buvo nuo pat jos atsiradimo. Išvada gauta nagrinėjant mažiau dėmesio sulaukiančią lakiųjų elementų grupę – vadinamuosius chalkogenus. Tai yra 16 periodinės lentelės grupės elementai – deguonis, siera, selenas ir telūras. Būtent pastarųjų trijų elementų izotopų gausos analizė ir davė netikėtą rezultatą. Izotopais vadinamos cheminių elementų atmainos su skirtingu neutronų skaičiumi branduolyje. To paties elemento izotopai pasižymi vienodomis cheminėmis savybėmis, tačiau lengvesni izotopai lengviau išgaruoja. Taigi garavimo metu sunkesnių izotopų santykinė dalis didėja. Iš principo elementų kilmę Žemėje būtų galima nustatyti lyginant izotopų gausos santykius Žemėje bei chondritiniuose meteorituose, kurie kilę iš tokių pačių uolienų, kaip ir prieš puspenkto milijardo metų davusios pradžią planetoms. Bet tokiems palyginimams koją kiša diferenciacija: Žemė, kaip ir ją formavę dideli protoplanetiniai uolienų blokai, susiskirsčiusi į branduolį, mantiją ir plutą, tuo tarpu meteoritai tam per maži. Naujojo tyrimo autoriai apskaičiavo, kaip gali pasikeisti chalkogenų izotopų santykiai diferenciacijos metu ir nustatė, kad skirtumai tarp diferencijuotų ir vientisų kūnų turėtų būti nedideli, bent jau seleno ir telūro atvejais. Susidūrimų metu įkaitę ir išsilydę blokai ima garuoti; tuo metu pagausėja sunkesnių tiek seleno, tiek telūro izotopų dalis, bet lengvesni izotopai neišnyksta visiškai. Remiantis šiais skaičiavimais, pirmykštės Žemės sieros, seleno ir telūro izotopų santykiai turėtų būti panašūs į šiandieninės. Kitaip tariant, asteroidų ir kometų smūgiai, nutikę po Žemės susiformavimo, neturėjo didelės įtakos šių elementų gausai planetoje. Nors tvirtai teigti, kad šio tyrimo rezultatai tiesiogiai pritaikomi kitiems lakiems elementams, pavyzdžiui azotui, negalima, tokia išvada atrodo gana tikėtina. Neseniai kiti tyrimai parodė, kad Žemėje nuo pat pradžių galėjo egzistuoti ir gana daug vandens; šie atradimai piešia naują planetos ankstyvos raidos paveikslą, pagal kurį Žemė nuo pat atsiradimo turėjo visus cheminius elementus, reikalingus gyvybei užsimegzti. Tyrimo rezultatai publikuojami Science Advances.

***

Kometa 12P/Pons-Brooks ir Vega. Šaltinis: Dan Bartlett

Šiuo metu Saulės link artėja kometa 12P/Pons-Brooks. Ratą aplink žvaigždę ji apsuka per 70 metų; paskutinį kartą čia buvo 1954-aisiais, o dabar arčiausiai prie Saulės priartės ateinantį balandį. Maždaug nuo kovo vidurio kometa turėtų būti įžiūrima plika akimi, o didžiausią ryškį pasieks balandžio viduryje. Tada ji bus matoma maždaug Tauro ir Banginio žvaigždynų sandūroje. Dabar, kaip šioje nuotraukoje, kometa matoma visai šalia Vegos, Lyros žvaigždyne.

***

Europos gyvybingumo tyrimai. Beveik po metų į kosmosą pakils ir šešerių metų kelionėn pasileis NASA zondas Europa Clipper, kurio tikslas – ledinio Jupiterio palydovo gyvybingumo tyrimai. Naujoje apžvalgoje pristatomi misijos tikslai ir būdai, kaip jų bus siekiama. „Gyvybingumas“ yra labai plati ir nekonkrečiai apibrėžta sistemos savybė, tad pirmiausia reikia patikslinti, ko būtent bus ieškoma. Europa Clipper neieškos pačios gyvybės, bet charakterizuos įvairius Europos aspektus. Pirmasis svarbus aspektas – ledo/vandens savybės: ledo plutos storis ir jo variacijos, vandenyno gylis, medžiagų apykaita tarp paviršiaus, plutos ir vandenyno. Antrasis – kitų elementų, nei ledas, gausa, įvairovė bei pasiskirstymas plutoje ir atmosferoje (kad ir kokia menka ji bebūtų); ypač čia įdomūs anglies junginiai. Trečias – įdomių paviršiaus struktūrų paieška, taip atrenkant vietoves, į kurias derėtų koncentruoti ateities tyrimus (pavyzdžiui, paviršines misijas). Tikėtinos įdomiausios vietos – šiluminės anomalijos, geizeriai ir panašūs dariniai, kur galima tikėtis spartesnės medžiagų apykaitos tarp paviršiaus ir gelmių. Be to, planuojama apjungti zondo stebėjimus su stebėjimais iš Žemės ar artimesnio kosmoso, pavyzdžiui James Webb teleskopu. Tai leis analizuoti Europos savybių kitimą erdvėje ir laike kaip niekad gerai. Apžvalga publikuojama Space Science Reviews.

***

Neseniai pirmą kartą aptiktas protoplanetinis diskas už Paukščių Tako ribų – Didžiajame Magelano debesyje. Event Horizon kanale John Michael Godier apie šį atradimą šnekasi su jo autore Anna McLeod:

***

Ramių sistemų orbitos irgi palinkusios. Saulės sistemos planetos skrieja praktiškai toje pačioje plokštumoje – orbitų posvyriai nuo vidurkio, vadinamo ekliptika, neviršija keleto laipsnių. Toje pačioje plokštumoje sukasi ir Saulė. Taip yra todėl, kad planetos formavosi iš plono protoplanetinio disko, tad jų orbitos atkartoja disko dalelių orbitas. Kitose sistemose randama planetų, kurių orbitos gerokai pasvirusios, lyginant su žvaigždės sukimosi kryptimi. Kartais tai yra planetų migracijos pasekmė: kinta ne tik orbitų spinduliai, bet ir kampai, ypač jei planetos prasilenkia labai arti viena kitos. Bet, pasirodo, ne visada: net ir „ramios“ sistemos, kuriose migracija praktiškai nevyko, gali turėti planetų stipriai palinkusiose orbitose. Tyrimo autoriai išnagrinėjo planetą TOI-2202 b ir nustatė, kad jos orbita su žvaigždės sukimosi kryptimi sudaro net 31 laipsnio kampą. Ši planeta greičiausiai nuo susiformavimo toli nemigravo, nes jos orbitos periodas rezonuoja su kaimynės – pastarosios yra beveik tiksliai dvigubai ilgesnis. Migracija dažniausiai išstumia planetas iš rezonanso, taigi rezonanso buvimas leidžia daryti išvadą, kad planeta nemigravo. Tada tyrėjai išnagrinėjo visas 32 žinomas egzoplanetas, kurių orbitos (beveik) rezonuoja su kaimynėmis ir kurioms išmatuotas kampas tarp orbitos plokštumos ir žvaigždės sukimosi krypties. Pasirodė, kad tipiniai kampai siekia net apie 20 laipsnių. Toks krypčių pasiskirstymas rodo, kad planetų formavimasis yra mažiau tvarkingas procesas, nei manyta iki šiol. Atradimas padės patikslinti planetų formavimosi modelius. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astronomical Journal.

***

Egzoplanetų vandeningumo vertinimai. Visai žemiškai gyvybei būtinas vanduo, tad ieškodami jos už Žemės ribų, mokslininkai taip pat koncentruojasi į vandens paieškas. Jei tikimės pamatyti gyvybės pėdsakus iš toli – kitose planetinėse sistemose – tas vanduo turi būti planetos paviršiuje; po ledu pasislėpusi gyvybė paprasčiausiai neapsireikštų planetos ar palydovo paviršiuje. Šiuo metu žinome 28 egzoplanetas, kurių dydis ir masė rodo jas sudarytas pagrinde iš uolienų, o atstumas nuo žvaigždės lemia paviršiaus temperatūrą, tinkamą skystam vandeniui. Naujame tyrime mokslininkai pabandė įvertinti, kiek vandens galėtų būti šiose planetose. Remdamiesi turimais duomenimis apie šias planetas, tyrėjai suformulavo tikėtinus jų sandaros aprašymus: branduolio, mantijos ir plutos santykinių dydžių vertes. Tada, remdamiesi informacija apie planetų orbitas bei žiniomis apie radioaktyvių elementų gausą Saulės sistemos meteorituose, jie įvertino, kiek kiekvieną planetą gali kaitinti potvyniniai žvaigždės efektai bei radioaktyvi gelmių šiluma. Ji lemia, ar planetoje gali būti skysto vandens – paviršiuje ar po juo. Praktiškai kiekvienas modelio parametras turi tam tikras paklaidas, taigi gaunamas milžiniškas kiekis įmanomų kombinacijų. Kiekvienai jų apskaičiavę tikėtiną skysto vandens masę, išreikštą kaip planetos masės dalį, tyrėjai išreiškė jas kaip tikimybių intervalą kiekvienai tirtai planetai. Nors daugumos planetų vandens masės tikimybių intervalas apima ir gana dideles vertes, bent iki keliolikos procentų (Žemėje ši dalis sudaro tik 0,023%), daugumoje didžiausios tikimybės artimos nuliui. Visgi septynios planetos pasirodė galinčios turėti nemažai vandens, o dar keturios – tiek daug, kad jas turėtų gaubti vandens garų atmosfera. Metodas nėra tobulas – pavyzdžiui, jame neatsižvelgiama į galimas radioaktyvių elementų kiekio variacijas kitose planetų sistemose, lyginant su mūsiške – tačiau jis leidžia greitai įvertinti, kuriose planetose verta tikėtis daug skysto vandens. Net jei ten ir nėra gyvybės, tas planetas turėtų būti įdomu tyrinėti. Ateityje, atradus naujų uolinių planetų – tiek gyvybinėje žvaigždės zonoje, tiek už jos – metodą lengvai galima pritaikyti jų vandens gausai įvertinti. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Vainiko lietus paryškina superžybsnius. Daugybė žvaigždžių, mažesnių už Saulę, pasižymi ryškesniais žybsniais. Šie „superžybsniai“ gali būti tūkstančius kartų ryškesni už stipriausius žybsnius Saulėje. Didžioji žybsnio energijos dalis išspinduliuojama ultravioletinių spindulių ruože, bet žybsniai – tiek Saulės, tiek kitų žvaigždžių – matomi ir regimuosiuose. Kai kurių superžybsnių šviesio kitimas – vadinamoji šviesos kreivė – turi du pikus: pirmasis nutinka žybsnio pradžioje, bet vėliau, pradėjęs blėsti, žybsnis trumpam vėl sustiprėja. Kuo pirminis žybsnis stipresnis, tuo stipresnis ir antrasis pikas. Kas jį sukelia? Nauji skaitmeniniai modeliai duoda atsakymą: atsakingas trumpalaikis vainiko lietus. Modeliai paremti Saulės žybsnių analize; juose kartais nutinka ilgesnė blėsimo stadija, tarsi po pirminio energijos išlaisvinimo žybsnį palaikytų dar koks nors procesas. Visi žybsniai kyla dėl magnetinės energijos išlaisvinimo plazmos kilpose, kylančiose nuo žvaigždės paviršiaus; skaitmeniniai modeliai, panaudoti šiame darbe, būtent ir skirti sekti tokių darinių raidą. Tyrimo autoriai modifikavo modelį, pakeisdami gravitacijos ir magnetinės energijos vertes, kad šios atitiktų būdingas mažesnėms žvaigždėms. Jame susidarė žybsniai, kurių šviesos kreivė gerai atitinka stebimas: matomi du pikai, o jų intensyvumo santykis irgi artimas realiam. Silpnesnė gravitacija leidžia kilpoje susikaupti didesniam plazmos kiekiui, nei Saulėje. Jei plazma atvėsta aukščiausiame kilpos taške, ji ima kristi ant žvaigždės paviršiaus tarsi lietus, vėl įkaista ir sustiprina spinduliuotę praėjus šiek tiek laiko po pirmojo žybsnio. Šis rezultatas sustiprina ir išvadas apie Saulės žybsnių raidą: faktas, jog praktiškai tas pats modelis paaiškina tiek Saulės, tiek kitų žvaigždžių gana skirtingai atrodančius žybsnius, leidžia tikėti, jog modelyje įtraukti svarbiausi fizikiniai procesai ir tas padaryta teisingai. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astrophysical Journal.

***

Žvaigždė atklydėlė Galaktikos centre. Paukščių Tako centre, visai šalia supermasyvios juodosios skylės, skrieja daugybė žvaigždžių. Jos sudaro vadinamąjį branduolinį spiečių. Kai kurias jo žvaigždes nuo juodosios skylės skiria mažiau nei 0,04 parseko. Tokiu atstumu žvaigždėms formuotis neįmanoma, nes juodosios skylės gravitacija suardo bet kokį dujų telkinį, iki šiam virstant žvaigžde. Tad pačios artimiausios žvaigždės turėjo susiformuoti kur nors toliau ir atmigruoti į dabartines orbitas. Įprastai manoma, kad „kur nors toliau“ yra tas pats spiečius arba kitos vietos Galaktikos centre. Bet nebūtinai: dabar pateikta įrodymų, kad bent viena sena žvaigždė savo kelionę greičiausiai pradėjo apskritai ne Paukščių Take. Žvaigždės S0-6 arba S10 atstumas nuo juodosios skylės dangaus skliaute tėra apie 0,01 parseko. Stebėdami žvaigždę 2014-2021 metų laikotarpiu, tyrimo autoriai pastebėjo jos greičio pokytį. Apskaičiuotas pagreitis rodo, jog artumas nėra tik projekcijos efektas – žvaigždė tikrai yra prie pat centro. Jos spektras atskleidė cheminę sudėtį, kuri nepanaši nei į aplinkines, nei apskritai į Paukščių Tako žvaigždes. Taigi greičiausiai S0-6 susiformavo nykštukinėje galaktikoje, kurią vėliau Paukščių Takas prarijo. Laikui bėgant, žvaigždė nugrimzdo iki pat Galaktikos centro. O laiko praėjo tikrai daug – žvaigždės amžius siekia apie 10 milijardų metų. Net jei S0-6 yra anomalija lyginant su kitomis žvaigždėmis juodosios skylės aplinkoje, šis atradimas parodo, kad žvaigždžių kilmės vietų ieškoti reikia daug plačiau, nei manyta iki šiol. Tyrimo rezultatai publikuojami Proceedings of the Japan Academy.

***

Milimetrinėmis bangomis matuojamos juodosios skylės. Aktyvios galaktikos – į kurių centrines juodąsias skyles sparčiai krenta dujos – švyti praktiškai visame elektromagnetiniame spektre, nuo radijo iki gama spindulių. Jau seniai žinoma, kad aktyvaus branduolio radijo bei rentgeno spinduliuotės intensyvumas ir juodosios skylės masė siejasi tarpusavyje, tad išmatavę pirmus du dydžius, galime neblogai nustatyti ir trečiąjį. Bendrai sąryšis vadinamas juodųjų skylių akrecijos fundamentine plokštuma (FP), nes trimatėje diagramoje atrodo daugmaž kaip plokštuma. Deja, toks matavimas nėra labai patikimas. Dabar atrastas naujas, patikimesnis sąryšis, pavadintas milimetrinių bangų fundamentine plokštuma (mmFP). Jis susieja juodosios skylės masę, rentgeno spinduliuotę 2-10 kiloelektronvoltų ruože (kelis tūkstančius kartų energingesnę už regimuosius spindulius) ir vieno milimetro bangos ilgio spinduliuotę (porą tūkstančių kartų mažesnės energijos už regimuosius). Pasitelkę 136 aktyvių galaktikų duomenis, tyrėjai pirmiausia aptiko sąryšį tarp juodosios skylės masės ir milimetrinės spinduliuotės intensyvumo, kuris yra šiek tiek silpnesnis už tiesinį: 10 kartų stipriau spinduliuojantis aktyvus branduolys turi apie šešis kartus masyvesnę juodąją skylę. Juodųjų skylių masės vertės aplink šį sąryšį išsibarsčiusios maždaug puse eilės – kitaip tariant, jos gali būti iki trijų kartų didesnės ar mažesnės už sąryšio duodamą prognozę. Prijungus rentgeno intensyvumą, sąryšis pakinta: priklausomybė nuo milimetrinės spinduliuotės pasidaro beveik tiesinė, o nuo rentgeno – šiek tiek neigiama. Taip pat jis tampa patikimesnis – nuokrypiai nuo prognozės tipiškai siekia iki 2,5 karto. Toks patikimumas palyginamas su geriausiais kitais netiesioginiais metodais nustatyti juodosios skylės masę. Atradimas svarbus dviem aspektais. Pirma, tai yra naujas gana patikimas būdas įvertinti juodosios skylės masę, remiantis daug lengviau išmatuojamais parametrais – aktyvaus branduolio šviesiu dviejuose ruožuose. Antra, bet koks aktyvaus branduolio spinduliuotės modelis turi paaiškinti šį sąryšį. Tyrėjai išbandė keletą modelių ir nustatė, kad geriausiai stebėjimus paaiškina vadinamasis advekcijos dominuojamos akrecinės tėkmės modelis, pagal kurį juodąją skylę supančios plazmos jonai daug karštesni už elektronus, todėl didžioji dalis dujų energijos nukeliauja tiesiai į juodąją skylę, o ne yra išspinduliuojama. Kitas neblogai paaiškinantis modelis yra nedidelė čiurkšlė, besiveržianti iš juodosios skylės prieigų. Tokie modeliai dažnai naudojami palyginus neryškių aktyvių branduolių savybėms aprašyti. Tačiau mmFP galioja ir labai ryškiems aktyviems branduoliams, kurių kitas savybes geriau aprašo plono akrecinio disko modelis, pagal kurį plazma aplink juodąją skylę sudaro ploną tankų diską ir efektyviai spinduliuoja. Bet šis modelis mmFP nepaaiškina. Panašu, kad advekcijos dominuojama, t.y. retos plazmos spinduliuotė svarbi ir labai ryškiems aktyviems branduoliams, bent jau milimetrinių bangų ruože. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Daugybė kūginių galaktinių tėkmių. Įvairūs energingi procesai – branduolių aktyvumas bei žvaigždėdara – gali išstumti daug dujų iš galaktikų. Teoriniai ir skaitmeniniai modeliai rodo, kad dujos spiralinėse galaktikose turėtų plisti pagrinde statmenai disko plokštumai ir suformuoti dvigubus kūgius. Panašios tėkmių formos stebimos kai kuriose aplinkinėse galaktikose, įskaitant ir mūsiškę. Tolimose galaktikose tėkmių turėtų būti daugiau, o jų masė – didesnė, nei aplinkinėse, nes pastaruosius 10 milijardų metų žvaigždėdaros ir aktyvumo mastai vidutiniškai slopsta. Bet, aišku, kuo galaktika toliau, tuo sunkiau ir įžiūrėti jos detales. Tėkmes įžiūrėti ypač sudėtinga, nes net ir palyginus masyvias jas sudaro retos dujos, kurios spinduliuoja neryškiai. Bet dabar tai pavyko: ištyrę apie du šimtus galaktikų tyrėjai aptiko aiškius tėkmių ir jų kūginės formos požymius. Naudodami ypatingai jautrų spektrografą, jie išmatavo jonizuoto magnio spinduliuotės intensyvumą aplink galaktikas, kurių šviesa iki mūsų keliavo beveik aštuonis milijardus metų. Daugelyje galaktikų aptikta spinduliuotė, sklindanti iš 10 kiloparsekų regiono, o kartais net ir didesnio. Palyginimui, Saulę nuo Paukščių Tako centro skiria aštuoni kiloparsekai. Kitas svarbus rezultatas – spinduliuojančio regiono forma. Galaktikose, kurios matomos iš šono, spinduliuotė apskritai ryškesnė, o didžiausias intensyvumas pasiekiamas išilgai trumposios ašies, kitaip tariant – statmenai diskui. Kai galaktika matoma iš viršaus, spinduliuotė yra silpnesnė ir pasklidusi visomis kryptimis nuo galaktikos. Tėkmės matomos daugumoje galaktikų, kurių žvaigždžių masė viršija tris milijardus Saulės masių – panašią žvaigždžių masę turi Didysis Magelano debesis. Tai greičiausiai reiškia, kad tėkmes kuria pagrinde aktyvūs galaktikų branduoliai, nes masyviose galaktikose jų energijos indėlis dominuoja, lyginant su žvaigždžių kuriamais procesais. Šis atradimas padės geriau suprasti, kaip vystosi galaktikos ir kaip bei kodėl jose sustoja sparti žvaigždėdara. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature.

***

Tamsiųjų halų įvairovės paaiškinimas. Vienas iš standartinio kosmologinio modelio ingredientų yra tamsioji materija – nematoma, nes su įprasta medžiaga elektromagnetiškai nesąveikaujanti, materijos rūšis. Ji turėtų sudaryti apie penkis šeštadalius visos materijos Visatoje; iš jos formuojasi halai, kuriuose auga galaktikos. Pagal paprasčiausią tamsiosios materijos modelį, jos dalelės tiek su įprasta materija, tiek tarpusavyje sąveikauja tik gravitaciškai. Bet šis modelis sunkiai gali paaiškinti mažų tamsiųjų halų įvairovę. Aišku, šių halų negalime stebėti tiesiogiai, bet įvairūs galaktikų stebėjimai rodo, kad jų formos gerokai skiriasi. Vieni halai gali būti labai tankūs – jų aptikta stebint tolimų galaktikų šviesą, kurią iškreipia pakeliui pasitaikantys galaktikų spiečiai. Kiti, priešingai, labai reti – juose randamos ultra-pasklidusios galaktikos (ultra-diffuse galaxies, UDG), kurios dydžiu gali prilygti Paukščių Takui, tačiau turėti šimtą kartų mažiau žvaigždžių. Naujame darbe bandoma paaiškinti abu ekstremumus, remiantis modelio papildymu, vadinamu tarpusavyje sąveikaujančia tamsiąja materija (self-interacting dark matter, SIDM). Daugiau nei dešimtmetį vystomas modelis nuo paprasčiausiojo skiriasi tuo, kad pagal jį tamsiosios materijos dalelės tarpusavyje sąveikauja tam tikra dar neatrasta fundamentaliąja sąveika. Galima sakyti, kad jos daužosi vienos į kitas ir daug efektyviau keičiasi energija, nei paprastajame modelyje. Naujojo tyrimo autoriai pirmą kartą suskaičiavo didelio galaktikų telkinio, kurio centre yra 10 kartų už Paukščių Taką masyvesnis halas, evoliuciją su SIDM. Aplink šį masyvų halą aptikta kitų, tik truputį mažesnių – vienas Paukščių Tako masės (trilijono Saulės masių) ir aštuoni, siekiantys bent dešimtadalį mūsų Galaktikos masės. Taip pat aptikta šimtai mažų halų, nuo kelių šimtų milijonų iki dešimčių milijardų Saulės masių. Jų savybės – gerokai įvairesnės, nei randamos įprastos tamsiosios materijos skaitmeniniuose modeliuose. Tankesni halai susidaro arčiau sistemos centro, o retesni – pakraščiuose. Toks pasidalinimas irgi gerai dera su stebėjimais – tiek iškreiptos tolimų galaktikų šviesos, tiek UDG. Pastaraisiais metais vis detalesni Visatos struktūrų stebėjimai kelia naujų iššūkių standartiniam kosmologiniam modeliui; SIDM yra viena iš įdomiausių ir paprasčiausių alternatyvų jam, o naujieji rezultatai daro ją dar įdomesnę ir vertą tolesnio nagrinėjimo. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astrophysical Journal Letters.

***

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

Laiqualasse

Leave a Reply

El. pašto adresas nebus skelbiamas.