Dažnai galvojame, kad kosminiai reiškiniai vyksta labai lėtai ir jokių pokyčių realiu laiku stebėti negalime. Daugeliu atvejų tai tiesa, bet ne visada: kartais įvairūs žybsniai, virpesiai ar mirgesiai vyksta lengvai stebimomis laiko skalėmis. Praeitos savaitės naujienose tokių atradimų net keletas. Čia ir silpniausi žinomi žvaigždės virpesiai, apie septynis kartus menkesni, nei Saulėje; ir kintančių (taigi irgi „virpančių“) žvaigždžių cefėidžių atradimai; ir neutroninių žvaigždžių čiurkšlių greičio matavimas per jų žybsnius; ir dvinarės juodosios skylės sukeliami beveik periodiški žybsniai. Kitose naujienose – astronautų orientavimasis mikrogravitacijoje, planetų valgymo dažnumas bei magnetiniai laukai aplink Paukščių Tako centrinę supermasyvią juodąją skylę. Gero skaitymo!
***

Astronautai intuityviai orientuojasi mikrogravitacijoje. Kai einame gatve, aplink kintantis, vadinamas optine tėkme, suteikia mums informaciją apie tai, kuria kryptimi, kaip greitai ir kiek toli judame. Mūsų smegenys, per milijonus metų evoliucijos prisitaikiusios prie judėjimo Žemėje, integruoja vaizdinę informaciją su vestibiuliarine (kūno judėjimo), lytėjimo, garsine ir kitomis ir taip sukuria bendrą nueito atstumo vaizdinį mūsų smegenyse. Jei dalies šių pojūčių nelieka arba jie duoda prieštaringą informaciją – pavyzdžiui, žaidžiant kompiuterinį žaidimą, kur apie judėjimą byloja tik vaizdas ekrane ir garsas iš kolonėlių, o pats žaidėjas patogiai sėdi ant kėdės – bendras modelis mūsų smegenyse tampa mažiau tikslus. O kaip nutinka mikrogravitacijoje? Ieškodami atsakymo mokslininkai pasitelkė virtualią realybę ir tiriamuosius tiek Žemėje, tiek kosmose. Astronautai ne kartą yra pastebėję, kad esant mikrogravitacijoje atrodo, jog judi greičiau ar didesnius atstumus, nei iš tiesų, tačiau iki šiol niekas šio reiškinio netyrė sistematiškai. Tyrimo autoriai atliko bandymus su 12 astronautų – šešiais vyrais ir šešiomis moterimis – kurie lankėsi Tarptautinėje kosminėje stotyje maždaug metų trukmės misijoms. Rezultatų patikrinimui pasirinkti 20 kontrolinių subjektų – 10 vyrų ir 10 moterų – su kuriais bandymai atlikti tik Žemėje. Naudodami virtualios realybės akinius, tyrėjai sukūrė subjektams labai paprastą bandymų aplinką: virtualią erdvę, kurioje pažymėtas taškas, iki kurio judama. Po kurio laiko taškas pranykdavo, o kamera pradėdavo judėti taško link. Tiriamieji turėjo nurodyti, kada, jų nuomone, jie pasiekdavo tikslą. Astronautai bandymus atliko prieš skrydį į kosmosą, du kartus kosmose – misijos pradžioje ir pabaigoje – bei du kartus grįžę į Žemę. Kontrolinė grupė bandymus atliko keletą kartų Žemėje. Žemėje bandymai buvo atliekami tiek tiriamiesiems sėdint kėdėje, tiek gulint ant nugaros – pastaroji padėtis vestibiuliarinei sistemai labiau primena mikrogravitaciją. Gulėdami tiriamieji dažniau nurodydavo pasiekę tikslą anksčiau, nei iš tiesų jį pasiekdavo, tačiau apskritai jokių statistiškai reikšmingų skirtumų tarp bandymų nebuvo nustatyta. Kitaip tariant, nei dirbtinai sukeltas mikrogravitacijos pojūtis, nei tikra mikrogravitacija neturėjo neigiamo poveikio žmonių gebėjimui įvertinti nukeliautą atstumą, remiantis vien vizualine informacija. Šios žinios bus naudingos planuojant vis gausesnes ir ilgesnes žmonių misijas į kosmosą, ypač į natūralią aplinką ten – pavyzdžiui, Mėnulį. Taip pat rezultatai gali pasitarnauti tiriant senėjimo procesą. Senstant auga rizika nukristi; kai kurie tyrėjai mano, kad taip nutinka dėl išsiderinančios judėjimą sekančių sistemų integracijos. Tačiau jei išsiderinimas dėl mikrogravitacijos neturi poveikio teisingam judėjimui, greičiausiai tai nepaaiškina ir senėjimo keliamų pavojų. Tyrimo rezultatai publikuojami NPJ Microgravity.

***

Heliopauzės tyrimų perspektyvos. Saulės sistemos riba – bent viena iš jų – laikoma heliopauzė. Tai regionas, kur Saulės vėjas susiduria su tarpžvaigždine medžiaga. Apskritai Saulės vėjas aplink žvaigždę išpučia netaisyklingą burbulą, vadinamą heliosfera. Ilgą laiką buvo manoma, kad heliosfera yra daugmaž sferiška, bet prieš keletą metų paaiškėjo, kad jos „galas“ – priešinga pusė, nei Saulės judėjimo Galaktikoje kryptis – greičiausiai yra labai netaisyklingos formos ir net šiek tiek primena kometos uodegą. Kol kas beveik visi heliopauzės tyrimai apsiriboja stebėjimais iš Žemės prieigų. Vieninteliai du erdvėlaiviai, nuskridę iki jos, yra Voyager zondai. Jie abu išlėkė į tarpžvaigždinę erdvę pro „priekinę“ heliosferos pusę. Dabar mokslininkai svarsto apie misiją, skirtą būtent heliopauzės ir už jos prasidedančios tarpžvaigždinės medžiagos tyrimams, tačiau kuria kryptimi ją geriausia paleisti? Naujame darbe analizuojamos įvairios galimybės. Apžvelgę skirtingų trajektorijų tikėtinus mokslinius rezultatus, mokslininkai priėjo išvadą, kad geriausia heliosferos palikimo kryptis – pro „galinės“ pusės kraštą. Tokiu atveju zondas galėtų ir surinkti daug duomenų apie tą heliosferos bei heliopauzės pusę, ir nepraleistų heliosferoje visos misijos, o galėtų pasiekti taip pat įdomius tarpžvaigždinės medžiagos plotus. Be to, pagal kai kuriuos modelius, būtent galinėje heliosferos pusėje gali susidaryti sąlygos tarpžvaigždinės medžiagos dalelėms palyginus lengvai patekti į heliosferą. Taigi zondas galėtų stebėti ir šį procesą. Planuojama misija truktų apie 50 metų; per ją zondas turėtų nuskristi bent 400 astronominių vienetų – 400 kartų daugiau, nei nuo Saulės iki Žemės, 13 kartų daugiau, nei iki Neptūno ir 2,5 karto daugiau, nei per 46 metus trunkančią misiją nuskrido Voyageriai. Tyrimo rezultatai publikuojami Frontiers in Astronomy and Space Science.

***

Plataus masto planetų gyvybingumas. Ar yra gyvybė kur nors už Žemės ribų? Iš principo atsakymas yra „greičiausiai taip“, tiesiog vertinant tikimybę. Bet tarp tokio atsakymo ir įrodymų apie gyvybės egzistavimą žioji praraja, kurios kol kas įveikti nepavyksta. Ypač sudėtinga ką nors įrodyti už Saulės sistemos ribų: nors dažnai ieškoma biopėdsakų – dujų planetų atmosferose, kurios rodytų ten esant gyvybę – kiekvieną rezultatą dažniausiai galima interpretuoti įvairiai. Kadangi tvirtai nežinome, kokia įvairi gali būti nežemiška gyvybė, negalime tvirtai ir pasakyti, ar konkrečios aptiktos dujos yra tos gyvybės pėdsakas, ar jas kuria nebiologiniai procesai. Bet galbūt yra kitoks būdas įrodyti gyvybės egzistavimą, nesiremiant įvairiausiomis prielaidomis apie jos biocheminį pagrindą? Naujo tyrimo autoriai teigia, kad yra: tam reikia žiūrėti ne į vieną planetą, bet į planetas didesniame erdvės regione ir ieškoti didelių panašumų tarp jų. Toks modelis remiasi dviem savybėmis, kurios turėtų būti būdingos visai gyvybei: panspermija ir teraformavimu. Panspermija vadinamas gyvybės plitimas tarp kosminių kūnų, pavyzdžiui, mikroorganizmams išgyvenant uolienose, kurias stiprus smūgis išmuša iš vienos planetos, ir joms keliaujant bei nukrentant kitoje. Iš principo gyvybė taip gali pasklisti ne tik toje pačioje planetinėje sistemoje, bet ir nuskristi iki kitų žvaigždžių. Teraformavimas, plačiąja prasme, yra planetos savybių pritaikymas, kad jos būtų palankesnės gyvybei. Žemėje gyvi organizmai tą daro milijardus metų – keičia atmosferą, formuoja biosferą ir panašiai. Jei gyvybė į aplinkines planetas patenka iš vienos, kurioje užsimezgė, tikėtina, kad jos poveikis toms planetoms bus panašus. Taigi, laikui bėgant, aplinkinių planetų savybės – atmosferos sudėtis, paviršiaus temperatūra, atspindžio ir spinduliuotės spektras – supanašės. Naujojo tyrimo autoriai išnagrinėjo, kaip greitai tokios panspermijos ir teraformavimo poveikis gali tapti matomas nagrinėjant erdviškai artimų planetų grupes. Pasirodė, kad užtenka vos 7% planetų kokioje nors erdvės dalyje, kurias paveikė teraformavimas, kad viso rinkinio savybių tarpusavio koreliacijos statistiškai reikšmingai atsiskirtų nuo atsitiktinio rinkinio. Taigi randant vis daugiau egzoplanetų ir matuojant jų atmosferų bei paviršių savybes, netrukus gali pradėti aiškėti labai įdomios koreliacijos. Tiesa, tyrėjai neįvertino, kiek planetos išsibarsto dėl žvaigždžių judėjimo Galaktikoje – turint omeny, kad panspermija ir teraformavimas, jei jie nėra protingos gyvybės tikslingai vykdomos misijos, turėtų trukti labai ilgai, planetos gali gerokai išsisklaidyti, ir tada rasti koreliacijas bus sudėtingiau. Visgi pabandyti, atrodo, tikrai verta. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Tęsiant kalbą apie gyvybės paieškas ir biopėdsakus, neseniai paskelbtas straipsnis, kuriame kritiškai vertinama pati koncepcija. „Biopėdsakas“ nėra nei aiškiai apibrėžtas terminas, nei aiškus ar netgi naudingas egzoplanetų duomenų analizės kriterijus. Apie tai plačiau pasakojama Sixty Symbols epizode:

***

Kas dvylikta žvaigždė valgo planetas. Planetos, tik gimusios, migruoja – vienos artyn prie žvaigždės, kitos tolyn nuo jos. Priartėjusi pernelyg arti, planeta gali būti suplėšyta žvaigždės gravitacijos; net jei taip nenutinka, planeta visa gali įkristi į žvaigždę. Net ir vėlesniais laikais kartkartėmis gali nutikti taip, kad planetos orbita destabilizuojama ir ji nulekia tiesiai žvaigždės link. Pastaraisiais metais pavyko aptikti keletą žvaigždžių, kurių spektruose matyti daug kietųjų elementų, iš kurių formuojasi planetų uolienos, tokių kaip kalcio ar silicio. Pernai užfiksuotas žvaigždės žybsnis, kurį greičiausiai sukėlė valgoma planeta. O dabar mokslininkai nustatė, kad planetų valgymo požymių turi kas dvylikta žvaigždė. Stebint vienos žvaigždės spektrą, paprastai neįmanoma pasakyti, ar ji yra prarijusi planetą: cheminės sudėties pokyčiai dėl planetos suvalgymo daug menkesni, nei galimos variacijos dujose, iš kurių žvaigždė formavosi, taigi neturime vieningo šablono, su kuriuo būtų galima palyginti konkrečius stebėjimus. Tačiau grupė žvaigždžių, kurios formavosi iš to paties dujų debesies, turėtų gimti su vienoda chemine sudėtimi, tad vėlesni pokyčiai, įvykę dėl planetos prarijimo, būtų matomi gana aiškiai. Problema – kartu gimusios žvaigždės per kelias dešimtis ar šimtus milijonų metų išsibarsto kiekviena sau, todėl identifikuoti tokias grupes sudėtinga. Iki šiol bandymai analizuoti cheminės sudėties skirtumus apsiribojo dvinarėmis žvaigždėmis, tačiau tai sukelia papildomų paklaidų. Naujojo tyrimo autoriai pasitelkė Gaia duomenis ir ištyrė 91 žvaigždžių porą, kurias skiria bent 4000 astronominių vienetų, tačiau jos juda vienodu greičiu ir kryptimi. Visų žvaigždžių temperatūros, masės ir vidutinė cheminė sudėtis panašios į Saulės. Daugumos porų narių cheminė sudėtis praktiškai nesiskyrė tarpusavyje, tačiau septyniose porose skirtumai pastebėti. Ir, kas svarbiausia, įvairių elementų (iš viso nagrinėtas net 21) gausos skirtumai priklausė nuo jų kondensacijos temperatūros: kuo elementas „kietesnis“ (kondensacijos temperatūra aukštesnė), tuo didesnis gausos skirtumas. Vienintelis įvykis, paaiškinantis tokią tendenciją, yra uolinės planetos prarijimas: jose daugiausiai yra kiečiausių elementų, tad tas atsiliepia ir žvaigždės sudėties pokyčiui. Saulės sistemai panašus scenarijus negresia: bent jau kiek galime apskaičiuoti, planetų orbitos turėtų išlikti stabilios milijardus metų, iki žvaigždė išsipūs į raudonąją milžinę. Tada ji tikrai praris Merkurijų ir Venerą, o galbūt ir Žemę, bet tai – jau kita istorija. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature.

***

Užfiksuoti silpniausi žvaigždžių virpesiai. Visos žvaigždės virpa – jų paviršius nuolat pulsuoja. Skirtingos masės ir amžiaus žvaigždės pulsuoja nevienodai, o stebėdami šiuos virpesius mokslininkai gali geriau suprasti, kas vyksta žvaigždžių gelmėse ir kokia yra jų struktūra. Panašiai kaip Žemės drebėjimų bangos skirtingai sklinda planetos mantijoje ir branduolyje, taip ir žvaigždžių virpesių sklidimas priklauso nuo žvaigždės sandaros. Saulės ir mažesnių žvaigždžių virpesiai daugiausiai susidaro išoriniame, konvekciniame, sluoksnyje, kur karšta plazma iš gelmių kyla aukštyn, atvėsta ir leidžiasi žemyn. Įprastai virpesiai fiksuojami stebint žvaigždžių šviesio pokyčius: dėl virpesių kinta žvaigždės spindulys, o su juo – ir išspinduliuojama energija. Bet kuo žvaigždė mažesnė, tuo mažiau ir spinduliuoja, o ir virpesiai silpnesni, taigi užfiksuoti juos tampa vis sunkiau. Pastaruoju metu pradėtas taikyti ir kitoks virpesių paieškos metodas – matuoti žvaigždės radialinį greitį. Virpėdamas paviršius tai plečiasi, tai traukiasi, ir šį jo judėjimą įmanoma išmatuoti. Tam reikia ilgesnių stebėjimų, nei šviesio matavimams, todėl kol kas tokiu metodu nagrinėti tik nedaugelio žvaigždžių virpesiai. Bet kartu šis metodas jautresnis silpniems svyravimams, o dabar sulaukėme puikaus to įrodymo: užfiksuoti silpniausi kol kas žinomi žvaigždės virpesiai. Stebėjimams pasirinkta žvaigždė – Indėno Epsilon, kiek jaunesnė už Saulę ir ketvirčiu už ją mažesnės masės žvaigždė. Tuo tarpu jos šviesis tesiekia vos penktadalį Saulės šviesio. Matuodami žvaigždės spektrą labai tiksliu spektrografu, įrengtu Labai dideliame teleskope Čilėje, tyrėjai užfiksavo maždaug 2,5 cm/s greičio svyravimus. Svyravimai vyko keliais skirtingais periodais – trijų minučių trukmės ir ilgesniais. Būtent trumpi periodai rodo, kad tai yra žvaigždės virpesiai; žvaigždės sukimasis ir planetų judėjimas vyksta daug lėčiau. Svyravimų amplitudė tesiekia 14% Saulės vertės ir pusę ankstesnės silpniausių svyravimų rekordininkės, HD 40307. Šis rezultatas labai įdomus tuo, kad standartiniai žvaigždžių virpesių modeliai tokiai žvaigždei, kaip Indėno Epsilon, prognozuoja daugiau nei dvigubai didesnės amplitudės virpesius – maždaug 8 cm/s. Taigi akivaizdu, kad teoriniam modeliui kažko trūksta. Modelis paremtas pagrindiniais konvekcinio žvaigždės sluoksnio procesais, taigi gali būti, kad mažose žvaigždėse jie vyksta kitaip, nei galvota iki šiol, arba kad tų procesų ryšys su virpesiai kitoks, nei Saulėje. Tyrimo rezultatai publikuojami Astronomy & Astrophysics.

***

Devynios naujos dvinarės cefėidės. Matuoti atstumus kosmose nėra paprasta. Dažniausiai tam naudojamos įvairios „standartinės žvakės“ – objektai ar reiškiniai, kurių šviesis priklauso nuo kokios nors kitos savybės. Išmatavę susijusią savybę galime apskaičiuoti šviesį, o palyginę jį su regimuoju šviesiu, galime nustatyti ir atstumą. Viena iš pagrindinių standartinių žvakių yra cefėidės – žvaigždės milžinės, kurios vienu evoliucijos tarpsniu pasižymi specifiniais šviesio svyravimais, kurių periodas glaudžiai siejasi su žvaigždės šviesiu. Sąryšis šiek tiek priklauso ir nuo žvaigždės masės bei cheminės sudėties, tad norėdami geriau jį suprasti, turime kuo geriau išsiaiškinti cefėidžių savybes. Nustatyti žvaigždės masę lengviausia tada, kai ji skrieja dvinarėje sistemoje, bet iki šiol cefėidžių su dvinarėmis kompanionėmis žinojome vos kelias. Dar geriau, kai dvinarę sudaro dvi cefėidės, nes tada žinome, jog abiejų žvaigždžių amžius vienodas, taigi galime daug geriau patikrinti įvairių evoliucijos modelių prognozes. Tokią sistemą iki šiol apskritai žinojome tik vieną. Dabar aptiktos dar devynios. Atradimas padarytas pasinaudojus ilgamečio apžvalginio kintančių žvaigždžių stebėjimų projekto OGLE duomenimis. Juose tyrėjai aptiko devynias žvaigždes, kurių šviesio kitimas atrodė kaip dviejų cefėidžių kitimų suma. Mokslininkai nusprendė išsiaiškinti, ar tai gali būti dvinarės cefėidės, kurių OGLE naudojami teleskopai nepajėgė išskirti. Ilgą laiką matavę žvaigždžių spektrus ir jų kitimą laikui bėgant, tyrimo autoriai nustatė, kad visos devynios žvaigždės tikrai yra dvinarės. Dvi naujosios sistemos yra Didžiajame Magelano debesyje – ten yra ir vienintelė anksčiau žinota, – dar penkios – Mažajame, o likusios dvi – Paukščių Take. Įdomu, kad porų savybių santykiai gerokai skiriasi nuo to, ką prognozuoja žvaigždžių evoliucijos modeliai. Prognozių neatitinka nei žvaigždžių masių, nei pulsavimo periodų santykiai. Tai greičiausiai reiškia, kad daugelyje – maždaug pusėje – sistemų viena iš žvaigždžių susiformavo susijungus dviem kitoms. Šis atradimas padės geriau suprasti tiek žvaigždžių evoliuciją apskritai, tiek jų pulsavimų prigimtį. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Centrinės juodosios skylės magnetizmas. Paukščių Tako centre tūno supermasyvi juodoji skylė Šaulio A*. Prieš dvejus metus paskelbtos geriausios šio objekto – tiksliau jo šešėlio – nuotraukos. Jos padarytos Įvykių horizonto teleskopu (EHT) – keliolikos teleskopų, išdėstytų visame pasaulyje, tinklu, kuris veikia kaip vienas Žemės dydžio radijo teleskopas. Nuotraukoje pasiekta maždaug dešimties lanko mikrosekudžių erdvinė skyra; Šaulio A* atstumu (8000 parsekų) tai atitinka 0,08 astronominio vieneto, arba 12 milijonų kilometrų – būtent toks yra prognozuojamas šio objekto įvykių horizonto spindulys. Gautas vaizdas puikiai atitiko reliatyvumo teorijos prognozę. Surinktuose duomenyse informacijos buvo daugiau, nei pateikta pirmojoje analizėje; taip pat išmatuota ir spinduliuotės poliarizacija, arba bangų virpesių kryptingumas. Dabar paskelbta poliarizacijos analizė, kuri parodo ir magnetinio lauko aplink juodąją skylę konfigūraciją. Praktiškai visa iš kosmoso mus pasiekianti šviesa yra dalinai poliarizuota – kuria nors viena kryptimi bangos svyruoja dažniau, nei kitomis. Visgi poliarizacijos lygis gali labai skirtis: dominuojančios krypties bangų perteklius siekti nuo menkos procento dalies iki dešimčių procentų. Šaulio A* aplinkos spinduliuotės poliarizacija labai stipri – vidutiniškai siekia 24-28%, o vienoje plazmos žiedo dalyje – net 40%. Dažniausias poliarizacijos kaltininkas yra tvarkingai susisukęs magnetinis laukas. Neabejotinai taip yra ir šiuo atveju, tačiau panašią poliarizaciją gali sukurti skirtingos magnetinio lauko konfigūracijos. Tyrėjai išbandė įvairius modelius – tiek analitiniais skaičiavimais, tiek skaitmeniniais reliatyvistiniais magnetohidrodinaminiais kodais. Tiek poliarizacijos, tiek spinduliuotės intensyvumo duomenis atkurti pajėgė tik vienas modelis, pagal kurį magnetinis laukas yra pagrindinis dujų judėjimą valdantis veiksnys, tačiau poliarizacija kuriama ne prie pat juodosios skylės, o tarp jos ir mūsų. Pagal šį modelį, magnetinio lauko stiprumas prie pat Šaulio A* siekia 560 gausų, o dešimt kartų didesniu, nei įvykių horizontas, spinduliu sumažėja iki poros dešimčių. Palyginimui, Žemės magnetinio lauko stiprumas siekia apie pusę gauso; Šaulio A* aplinkos magnetinio lauko stiprumas palyginimas su šaldytuvų magnetukų stiprumu. Taip pat modelis rodo, kad Šaulio A* aplink savo ašį sukasi beveik maksimaliai greitai, kaip tik įmanoma, per metus suvalgo kiek daugiau nei tūkstandalį Žemės masės aplinkinių dujų, o į šalis plazmą išmeta galia, kuri apie 100 tūkstančių kartų viršija Saulės šviesį. Pastarieji du skaičiai yra labai nedideli, palyginus su tuo, ką iš principo Šaulio A* galėtų daryti, jei dujų aplink ją prisirinktų žymiai daugiau. Tyrimo rezultatai publikuojami dviejuose straipsniuose The Astrophysical Journal Letters.

***

Blausiausia Paukščių Tako palydovė. Mūsų Galaktiką supa bent kelios dešimtys nykštukinių palydovių. Didžiausia iš jų – Didysis Magelano debesis – siekia apie 10 milijardų Saulės masių, arba kelis procentus Paukščių Tako masės. Daugelis kitų yra tūkstančius ar net milijonus kartų mažesnės ir blausesnės. O dabar aptikta rekordininkė – blausiausia Paukščių Tako palydovė: vos 16 Saulės masių žvaigždžių turinti grupė. Šis telkinys matomas Didžiosios Lokės žvaigždyno kryptimi ir pavadintas Didžiosios Lokės III / UNIONS 1 (UMa3/U1). Grupė aptikta infraraudonųjų apžvalginių stebėjimų duomenyse, tačiau norėdami įsitikinti, ar tai tikrai yra vieninga grupė, o ne atsitiktinis žvaigždžių išsidėstymas, tyrėjai pasitelkė ir spektro duomenis. Tokia informacija leido nustatyti žvaigždžių judėjimo kryptį ir greitį: tas padaryta vienuolikai žvaigždžių. Jos visos pasirodė judančios praktiškai ta pačia kryptimi, kas rodo, jog jos priklauso vienai surištai sistemai. Atstumas nuo Saulės iki UMa3/U1 siekia 10 kiloparsekų – nedaug daugiau, nei iki Galaktikos centro. Iš viso grupei priklauso apie 60 žvaigždžių, kurių amžius viršija 11 milijardų metų. Toks telkinys mažesnis net už daugumą žvaigždžių spiečių Paukščių Take, o didelė dalis pastarųjų išsisklaido per kelis šimtus milijonų metų. Tad kaip UMa3/U1 vis dar čia? Labiausiai tikėtinas atsakymas – telkinys yra nemenko tamsiosios materijos halo centre. Tokią išvadą duoda skaitmeniniai modeliai, kurie rodo, jog be tamsiosios materijos žvaigždžių grupė būtų išsibarsčiusi daug greičiau nei per 11 milijardų metų. Tuo tarpu jeigu aplink ją plyti maždaug milijardo Saulės masių tamsiosios materijos telkinys, jo gravitacija išlaikytų žvaigždes neišsilaksčiusias, o žvaigždžių tarpusavio greičiai neblogai atitiktų stebimus. Milijardas Saulės masių tamsiosios materijos vos 16 Saulės masių žvaigždžių – didesnis šių dydžių santykis, nei bet kokioje kitoje žinomoje galaktikoje ar žvaigždžių spiečiuje (pastarieji išvis turi nykstamai mažai tamsiosios materijos). Tokių telkinių, kaip šis, egzistavimas padeda patikrinti Visatos struktūrų formavimosi ir raidos modelius, nes skirtingi modeliai dažnai duoda nevienodas prognozes būtent apie ekstremalius objektus. Tyrimo rezultatai pristatomi dviejuose straipsniuose: atradimas – Astrophysical Journal, tamsiosios materijos egzistavimo klausimas – arXiv.

***

140 parsekų atstumu nuo mūsų, Gyvatnešio žvaigždyne randame vieną artimiausių žvaigždėdaros regionų – Gyvatnešio Ro debesų kompleksą. Naujose James Webb teleskopo nuotraukose jo detalės atsiskleidžia kaip niekad anksčiau. Bene ryškiausias komponentas matyti nuotraukos apačioje – jauna, maždaug 20 kartų už Saulę masyvesnė žvaigždė čia išpučia burbulą, kurio pakraščiuose formuojasi naujos žvaigždės.

***

Neutroninių žvaigždžių čiurkšlių greitis. Čiurkšles paleidžia įvairūs kosminiai objektai, nuo besiformuojančių žvaigždžių iki aktyvių galaktikų branduolių. Esminis čiurkšlei reikalingas ingredientas yra akrecija – medžiagos kritimas į kosminį kūną. Dalis krentančios medžiagos gali būti magnetinių laukų įsukama ir išmetama tolyn milžinišku greičiu. Tikslus greitis gali daug pasakyti apie čiurkšlės paleidimo procesą, pavyzdžiui nurodyti, ar ji paleidžiama nuo pat kūno paviršiaus ar iš tolimesnių regionų. Daugiausiai tiriamos aktyvių galaktikų čiurkšlės, nes jos yra ilgiausios, ryškiausios ir energingiausios. Tuo tarpu neutroninių žvaigždžių čiurkšlės gerokai blausesnės, taigi vien užfiksuoti jas sunku. Bet dabar pirmą kartą pavyko. Tyrėjai stebėjimams pasirinko dvi dvinares žvaigždes, kuriose viena komponentė yra neutroninė žvaigždė. Abi žvaigždės daugmaž periodiškai paskleidžia rentgeno žybsnius – taip nutinka, nes kompanionės medžiaga į jas krenta nestabiliai ir kartais sužimba termobranduolinių reakcijų sprogimais. Tokie žybsniai labai naudingi, nes jų metu čiurkšlė trumpam pranyksta ir vėl atsikuria. Tai leidžia įvertinti, kaip greitai ji juda – jei čiurkšlė plistų nuolatos, negalėtume pasakyti, kiek laiko medžiagai užtrunka nukeliauti tam tikrą atstumą. Analizuodami rentgeno ir radijo stebėjimų duomenis, surinktus tuo pačiu metu, tyrėjai nustatė, jog abiejų neutroninių žvaigždžių čiurkšlės juda kiek daugiau nei trečdaliu šviesos greičio. Nors ir milžiniškas, šis greitis daug mažesnis už panašaus šviesio juodųjų skylių čiurkšlių greitį. Jis rodo, kad čiurkšlės paleidžiamos ne visai nuo neutroninės žvaigždės paviršiaus – tokio greičio nepakaktų, kad medžiaga nuo jo atsiplėštų. Šie rezultatai leis patikrinti neutroninių žvaigždžių vėjų ir čiurkšlių paleidimo modelius ir padės geriau suprasti šių egzotiškų objektų evoliuciją. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature.

***

Dvinarės juodosios skylės žybsniai. Aplink supermasyvias juodąsias skyles dažnai randame dujų, ten skrajoja ir žvaigždžių telkiniai. Gali būti ir įvairių mažesnių juodųjų skylių. Nors vienareikšmiškų įrodymų, kad ten pastarųjų esama, kol kas neturime, teorinių modelių, kokius jų sukeliamus efektus galėtume pastebėti, netrūksta. Dabar paskelbta, jog prieš keletą metų pavyko netikėtai aptikti vieno tokio modelio prognozių patvirtinimą – unikalią sistemą, kurioje suirusi žvaigždė padėjo apšviesti mažos juodosios skylės jaukiamą dujų telkinį aplink didesnę. 2020 metų gruodį automatinė įvairiausių žybsnių paieškų sistema All-Sky Automated Search for SuperNovae (ASAS-SN) užfiksavo žybsnį 260 megaparsekų nutolusioje galaktikoje. Galaktikos branduolys, iki tol buvęs visai neaktyvus, paryškėjo apie 16 kartų, o rentgeno spindulių ruože – net apie tūkstantį. Mokslininkai nusprendė nukreipti į jį rentgeno spindulių teleskopą NICER, įrengtą Tarptautinėje kosminėje stotyje, ir vykdyti dažnus matavimus. Žybsnis tęsėsi apie tris mėnesius, o tai leidžia spręsti, kad greičiausiai jį sukėlė žvaigždė, priartėjusi pernelyg arti juodosios skylės. Skylės gravitacija suardė žvaigždę ir pavertė ją dujų srautu, kurio dalis suformavo trumpalaikį diską aplink skylę. Tokie potvyninio suardymo įvykiai randami reguliariai; skaičiuojama, kad kiekvienoje atskirai paimtoje galaktikoje toks scenarijus susiklosto kartą per 10-100 tūkstančių metų. Įdomesnė kita žybsnio detalė – kas 8,5 paros rentgeno spinduliuotė trumpam sumažėdavo apie tris kartus. Tyrėjai šiuos duomenis bandė paaiškinti 12 fizikinių modelių, bet tinkamas pasirodė vienintelis, susijęs su palydovine juodąja skyle. Pagal šį modelį aplink centrinę, maždaug 10 milijonų Saulės masių, juodąją skylę sukasi daug mažesnė – 100-10000 Saulės masių. Vieną ratą ji apsuka per 8,5 paros. Jos orbita praktiškai statmena riestainio formos retų dujų telkiniui, supančiam didžiąją skylę. Kiekvienos orbitos metu mažoji skylė dujų telkinį kerta du kartus ir išsineša iš jo šiek tiek dujų. Vėliau orbita nuneša ją į stipraus magnetinio lauko, besidriekiančio nuo didžiosios skylės ašigalių, regioną. Ten magnetinis laukas nutempia dujas tolyn, o palyginus tankus jų debesis, pasipainiojęs kelyje tarp mūsų ir didžiosios juodosios skylės, pritemdo pastarosios apylinkių spindesį. Tuo metu, kai žybsnis nevyksta, rentgeno spinduliuotė sklinda iš daug platesnio regiono, tad dujų debesys jos nepritemdo. Scenarijus reikalauja keleto palankių aplinkybių – mažosios juodosios skylės orbitos, dujų telkinio ir magnetinio lauko konfigūracijos, potvyninio suardymo žybsnio – tad nenuostabu, jog anksčiau panašių reiškinių aptikta nebuvo. Visgi skaičiuojama, kad supermasyvių juodųjų skylių kaimynystėje mažesnių skylių turėtų pasitaikyti dažnai, taigi tik laiko klausimas, kol pamatysime daugiau jų egzistavimo požymių. Tyrimo rezultatai publikuojami Science Advances.

***

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

Laiqualasse