Atmosfera mus saugo nuo įvairių žalingų kosminių veiksnių; tą pat daro ir magnetosfera. Pastarajai pranykus ar susilpnėjus, Žemei gerokai kenktų energingų dalelių srautai iš Saulės – tokio proceso modeliai paskelbti praeitą savaitę. Urano magnetosfera irgi saugo planetą nuo Saulės vėjo, bet daro tą gerokai kitaip, nei kitos; pagauti elektronai ir protonai ten telkiasi ne į tolygius žiedus, o į skirtingais greičiais judančias sankaupas. Supernovų liekanos tam tikra prasme irgi saugo aplinką nuo jų centre likusio kompaktiško objekto vėjo; vienas toks vėjo šaltinis, pasirodo, įsijungė visai neseniai, nors pati supernova sprogo daugiau nei prieš tūkstantį metų. Kitose naujienose – Mėnulio kraterių istorijos kalibravimas, tamsiosios materijos paieškos Jupiterio jonosferoje ir Paukščių Tako dydžio bei halo formos vertinimai. Gero skaitymo!

***

Pražūtingi Saulės dalelių pliūpsniai. Magnetiniai reiškiniai Saulėje neapsiriboja dėmėmis, protuberantais, žybsniais ir vainikinės masės išmetimais. Kartais elektringų dalelių – protonų, helio ar sunkesnių jonų – srautai, paleisti iš Saulės paviršiaus, gali įgreitėti iki greičių, artimų šviesos. Tokie energingi pliūpsniai (Saulės dalelių įvykiai, SPE) siaurais pluoštais lekia per Saulės sistemą, o kur nors pataikę gali sukelti pražūtingų padarinių. Juo labiau, kad prognozuoti jų atsiradimo ir judėjimo krypties nelabai galime, o išankstinio perspėjimo sistemos praktiškai beprasmės, mat Žemę toks pliūpsnis pasiektų per keliolika minučių – nedaug lėčiau, nei šviesa. Naujame tyrime nagrinėjama, kokį poveikį SPE galėjo turėti Žemei skirtingais laikotarpiais. Žemės magnetinio lauko stiprumas kinta per geologinius laiko tarpsnius – vien per pastarąjį šimtmetį susilpnėjo apie 6%, o kartais būdavo šimtmečių ar net tūkstantmečių, kai laukas praktiškai išnykdavo. Tyrimo autoriai sumodeliavo SPE sąveiką su Žemės magnetosfera ir atmosfera, esant skirtingiems pirmosios stiprumams. Esant dabartiniam magnetiniam laukui, energingi protonai būtų efektyviai nustumti ašigalių link, taigi sąveika su atmosfera vyktų tik ten. Sąveikos padariniai – azoto oksidų formavimasis ir ozono sluoksnio nykimas; visgi ozono sluoksnis turėtų atsistatyti maždaug per metus. Jei magnetinis laukas reikšmingai susilpnėtų, jis nebebūtų pajėgus nustumti dalelių į šalis, todėl sąveika vyktų visoje atmosferoje – na, bent jau dieninėje dalyje. Azoto oksidai sunaikintų reikšmingą ozono dalį, o atsistatyti jai reikėtų bent keleto metų. Per tą laikotarpį – tyrėjų nagrinėtomis sąlygomis jis gali siekti šešerius metus – ultravioletinės spinduliuotės indeksas Žemės paviršiuje išaugtų 20-25%, o UV spinduliuotės sukeltų DNR pažeidimų dažnumas – kone pusantro karto. Skaičiuojama, kad SPE į Žemę pataiko vidutiniškai kas tūkstantį metų. Akivaizdu, kad masinių išmirimų jie nesukelia, tačiau įvairių ligų padažnėjimą ir kitas problemas – gali. Moderniai visuomenei problemos apimtų ir elektronikos bei kitokios infrastruktūros pažeidimus, taigi pasiruošti tokiems nutikimams tikrai derėtų. Tyrimo rezultatai publikuojami PNAS.

***

Kokie gyvi organizmai lankėsi Mėnulyje? Aišku, žmonės – kol kas šešis kartus, tikėkimės, kad po keleto metų misijų ims daugėti. Bet taip – įvairios bakterijos ir panašūs mikroorganizmai, muselės, šilkverpiai, medžių sėklos ir, žinoma, lėtūnai. Apie įvairius Mėnulio lankytojus pasakoja John Michael Godier:

***

Mėnulio juostas įmagnetino magma? Mėnulio paviršiuje matyti daugybė įvairių juostų, vingių ir sūkurių, šviesesnių už aplinkinius regionus. Pastaraisiais metais nustatyta, kad šviesūs jie dėl magnetizmo. Įmagnetintos sūkurius sudarančios uolienos nustumia Saulės vėjo jonus, kurie nusėda aplinkui. Laikui bėgant Saulės vėjo veikiamas gruntas patamsėja, o sūkuriai lieka šviesūs. Tačiau kaip tos uolienos įsimagnetina, kol kas neaišku. Kai kurių įmagnetinimą galima paaiškinti asteroidų smūgiais – jie neretai atneša geležies, o ši galėjo būti įmagnetinta dar asteroido formavimosi metu. Bet ne visų sūkurių dydis ir forma atitinka tai, ko tikėtumėmės iš smūgių. Dabar mokslininkai pateikė galimą paaiškinimą: sūkurių uolienas įmagnetino magmos judėjimas Mėnulio plutoje. Kadaise Mėnulis turėjo nuolatinį magnetinį lauką, tačiau laikui bėgant jo neteko. Jei tuo metu plutoje judėjo išsilydžiusios magnetinės uolienos, jos galėjo susisukti pagal dominuojančias magnetinio lauko linijas ir sukurti stebimas anomalijas. Žemėje panašiai nutiko su mineralu magnetitu, kurį labai lengva įmagnetinti. Tačiau Mėnulyje magnetito praktiškai nėra, taigi Žemės plutos magnetizacijos tyrimų praktiškai negalima panaudoti siekiant suprasti Mėnulio savybes. Naujojo tyrimo autoriai išnagrinėjo kito mineralo, ilmenito, elgesį stingstant. Ilmenitą sudaro geležies, titano ir deguonies atomai. Pasirodo, lėtai stingstanti ilmenito lava, veikiama magnetinio lauko, išsiskirsto į titano oksidą ir geležį, o pastaroji gali išlaikyti magnetinio lauko konfigūraciją. Apskaičiuoto geležies nuosėdų įsimagnetinimo pakanka paaiškinti stebimam sūkurių magnetizmui. Šiuos rezultatus bus galima patikrinti, kai artėjančių Mėnulio misijų metu astronautai arba autonominiai mėnuleigiai ištirs sūkurių savybes ir paims jų mėginių. Tyrimo rezultatai publikuojami JGR Planets.

***

Mėnulio kraterių istorija. Mėnulis neturi tektoninių plokščių, vandens ar atmosferos, todėl krateriai jo paviršiuje beveik nenyksta. Kai kur galima pamatyti kone keturių milijardų metų amžiaus darinius, kuriuos paliko ankstyvojoje Saulės sistemoje laksčiusių asteroidų smūgiai. Žemę bei kitas uolines planetas jie irgi pasiekdavo, ir manoma, kad smūgių dažnumas į visus šiuos kūnus buvo panašus (aišku, atsižvelgiant į skirtingą jų dydį bei masę). Taigi remdamiesi Mėnulio kraterių istorija geriau galime suprasti tiek Žemės bei kaimyninių planetų raidą, tiek mažųjų Saulės sistemos kūnų populiacijos kitimą per milijardus metų. Suskaičiuoti kraterius Mėnulio paviršiaus regione iš principo nesudėtinga, bet kaip žinoti, kokio amžiaus pats regionas? Naujame darbe pateikiama geriausia šiuo metu įmanoma kalibracija. Analizė remiasi dešimties mėginių pargabenimo misijų – šešių Apollo ir keturių robotinių – surinktais uolienų pavyzdžiais. Jie apima 15 Mėnulio geologinių vienetų – skirtingo amžiaus ar prigimties paviršiaus darinių. Radiometriniais (radioaktyvių elementų skilimo produktų gausos matavimo) metodais nustatyti vienetų amžiai siekia nuo 25 milijonų iki 3,92 milijardo metų. Kiekvienam jų tyrėjai apskaičiavimas kraterių tankį, remdamiesi nuotraukomis – tiek antžeminėmis, tiek darytomis Mėnulio tyrimų zondų. Žinodami įvairaus dydžio kraterių tankį skirtingo amžiaus regionuose, jie galėjo apskaičiuotų tokio dydžio kraterių gamybos spartą skirtingu laikotarpiu. Gauti rezultatai rodo, kad pirmą pusę milijardo metų Mėnulį talžė šimtus kartų dažnesni smūgiai, nei vėliau, o pastaruosius 3,92 milijardo metų smūgių dažnis išliko beveik pastovus, tik su galimais trumpalaikiais pagausėjimais. Prieš 3,8 milijardo metų, panašu, vyko Vėlyvasis bombardavimas – reikšmingas kraterių formavimosi spartos pagausėjimas. Pastaruoju metu mokslininkai ėmė abejoti Vėlyvojo bombardavimo egzistavimu, mat kiti kraterių amžiaus vertinimai rodė, kad stiprus bombardavimas vyko tik pirmuosius 100-200 milijonų metų po Saulės sistemos susiformavimo, kuris įvyko prieš 4,5 milijardo metų. Naujojo tyrimo autorių teigimu, neatitikimo priežastys greičiausiai yra daugialypės, susijusios tiek su radiometrinio datavimo paklaidomis, tiek su kraterių skaičiavimo metodika. Tad kol kas ankstyvoji Mėnulio istorija lieka šiek tiek paslaptinga. Naujieji rezultatai padės planuojant ateities misijas, kurių metu surinkti nauji mėginiai ar regionų datavimas vietoje leis pagerinti supratimą apie Menulio – o kartu ir uolinių planetų – bombardavimo istoriją. Tyrimo rezultatai publikuojami Space: Science and Technology.

***

Netradicinis Marso zondų panaudojimas. Marsą šiuo metu tyrinėja net septyni orbitiniai zondai: Kinijos Tianwen-1, Jungtinių arabų emyratų Al-Amal, NASA Mars Odyssey, MAVEN ir Mars Reconnaisance Orbiter bei Europos kosmoso agentūros (ESA) Mars Express ir ExoMars Trace Gas orbiter. Visi jie su Žeme bendrauja radijo ryšiu. Prieš keletą metų ESA mokslininkai sugalvojo, kad radijo ryšį galima panaudoti ne tik komunikacijai, bet ir atmosferos tyrimams, o dabar pristatė pirmuosius tokio bandymo rezultatus. Eksperimentas paremtas reiškiniu, vadinamu radijo okultacija. Kai radijo signalas sklinda pro atmosferą, sąveika su dujomis iškreipia jo trajektoriją. Panaudoję abu ESA orbitinius zondus, vieną kaip siųstuvą, o kitą – kaip imtuvą, mokslininkai galėjo nustatyti atmosferos tankio kitimą regione tarp jų. Tiesa, tam reikėjo perprogramuoti zondus, kad jie galėtų tinkamai pasisukti ir bendrauti tarpusavyje, bet šį iššūkį įveikti irgi pavyko. Per beveik trejų metų laikotarpį nuo 2020 pabaigos iki praeitų metų vidurio okultacijos išmatuotos 83 kartus. Tiesa, kol kas analizė užbaigta tik 44-iems matavimams. Tarpusavio ryšio metu signalo iškreipimas nuolatos kinta, nes zondai juda vienas kito ir Marso atmosferos atžvilgiu, taigi signalas eina per vis skirtingus atmosferos sluoksnius. Taigi duomenis galima panaudoti vertikaliam atmosferos tankio profiliui apskaičiuoti. Na, ne visam – radijo bangas iškreipia daugiausiai laisvi elektronai, tad ir gaunamas tankis yra būtent šių dalelių. Gauti rezultatai gerai atkartoja kitų instrumentų surinktus duomenis apie atmosferos savybes: pavyzdžiui, kad didžiausias elektronų tankis yra 100-200 km aukštyje, tačiau jų sluoksnis vidurdienį nusileidžia žemiau, o ryte ir vakare pakyla aukščiau. Kol kas tai – tik technologijos ir metodikos pademonstravimas. Ateityje, vis daugėjant zondų apie Raudonąją planetą, radijo okultacijų matavimai gali suteikti labai daug informacijos apie atmosferos savybių kitimą einant dienoms ar metams. Tyrimo rezultatai publikuojami Radio Science.

***

Tamsioji materija Jupiterio jonosferoje? Viršutinėje Jupiterio atmosferos dalyje, jonosferoje, randama daug trivandenilio jonų – jie susideda iš trijų sukibusių vandenilio atomų, pametusių vieną elektroną. Dieninėje planetos pusėje juos sukuria Saulės spinduliuotė, arti ašigalių – magnetinė pašvaisčių energija. Naktinėje pusėje toli nuo ašigalių trivandenilio neturėtų būti – nusileidus Saulei, šie jonai turėtų gana greitai išnykti. Visgi šiek tiek trivandenilio ten yra. Naujame tyrime nagrinėjama, ar jį galėjo sukurti tamsiosios materijos dalelių susidūrimai. Tamsioji materija užpildo visą Visatą; jos dalelės tankiau telkiasi ten, kur stipresnė gravitacija. Nors ir nesudaro tokių tankių darinių, kaip žvaigždės ar planetos, šios dalelės turėtų kauptis aplink Saulę ar Jupiterį. Krisdamos į Jupiterio gravitacinį lauką, tamsiosios materijos dalelės kartais gali pataikyti į atomus ir suteikti jiems papildomos energijos, galbūt net jonizuoti. Vienas galimas susidūrimo produktas yra trivandenilio jonas. Tyrimo autoriai išnagrinėjo Cassini zondo duomenis, surinktus per šešias valandas stebėjimų skrendant pro Jupiterį 2000 metais, pakeliui Saturno link. Duomenys apėmė tris valandas prieš vietinį vidurnaktį ir tris po jo. Atmosferoje aptikta šiek tiek infraraudonosios spinduliuotės, kurią skleidžia trivandenilio jonai ir apskaičiavo trivandenilio gausą naktiniame Jupiterio pusiaujuje.. Jei visi jonai būtų tamsiosios materijos dalelių produktai, iš šių duomenų būtų galima apskaičiuoti tamsiosios ir įprastos materijos dalelių sąveikos stiprumą. Jis paprastai išreiškiamas kaip skerspjūvio plotas – galima įsivaizduoti tamsiosios materijos dalelę kaip tam tikro ploto diską, į kurį pataikęs protonas ar panaši dalelė patiria sąveiką. Plotas priklauso nuo dalelės masės; mažiausia vertė gaunama tuo atveju, jei masė lygi protono ar neutrono masei – maždaug 10, pakelta -38 laipsniu, kvadratinių centimetrų. Palyginimui, tai yra apie 100 milijonų kartų mažiau, nei realus protono skerspjūvio plotas. Tiesa, tai tik viršutinė riba; tyrėjai negali atmesti tikimybės, kad bent dalis, o gal ir visi, trivandenilio jonai atkeliauja iš ašigalinių zonų arba dieninės planetos pusės, arba juos sukuria kokie nors kiti procesai. Jei tamsiosios materijos dalelių masė didesnė, gautieji vertinimai nesuteikia geresnio skerspjūvio ploto apribojimo, nei jau turimi duomenys iš kitų eksperimentų, tačiau jei ji mažesnė, šie duomenys leidžia atmesti kai kuriuos palyginus stiprių sąveikų modelius. Tyrėjai taip pat apskaičiavo, kad trivandenilio jonų spinduliuotės matavimai į Jupiterį panašių egzoplanetų naktinėse pusėse leistų tamsiosios materijos skerspjūvio plotą apriboti dar labiau, ypač jei egzoplaneta yra gerokai arčiau Galaktikos centro, kur bendras tamsiosios materijos tankis yra didesnis. Tyrimo rezultatai publikuojami Physical Review Letters.

***

Urano protonų žiedų asimetrija. Uranas – viena menkiausiai ištirtų Saulės sistemos planetų. Vieninteliai jos aplinkoje surinkti duomenys mus pasiekia iš 1986 metų, kai pro šalį praskrido Voyager 2. Jis rado kelis planetos palydovus, išmatavo magnetinio lauko ir spinduliuotės žiedų stiprumą. Spinduliuotės žiedais vadinami regionai aplink planetą, kur magnetinio lauko pagautos Saulės vėjo dalelės – protonai ir elektronai – lėtai dreifuoja aplink planetą. Voyager 2 duomenimis, elektronų žiedas aplink Uraną yra maždaug maksimalaus įmanomo stiprumo, tuo tarpų protonų – apie šimtą kartų silpnesnis. Dabar mokslininkai pagaliau pasiūlė tokios anomalijos paaiškinimą: protonų žiedas nėra silpnas, o tiesiog asimetriškas. Idėją pasufleravo paties Urano magnetinio lauko asimetrija. Kitų planetų magnetinį lauką gana gerai galima aprašyti kaip dipolį – tarsi vieno pailgo magneto kuriamą lauką; tuo tarpu Urano magnetinis laukas yra kvadrupolis, tarsi jį kurtų keturi kryžmai sudėti pailgi magnetai. Tyrėjai apskaičiavo, kaip judėtų protonai, pagauti tokio magnetinio lauko. Pasirodo, jų judėjimo greitis rate aplink planetą labai keičiasi – kai kur yra didesnis, kai kur mažesnis. Tose vietose, kur dalelės juda lėtai, jų susikaupia daug, o ten, kur greitis didelis, koncentracija sumažėja. Būtent pro tokį mažos koncentracijos regioną greičiausią ir praskrido Voyager 2. Šiuo metu NASA vysto misiją į Urano sistemą, kuri galėtų išskristi per dešimtmetį, o į paskirties vietą atvykti dar po keliolikos metų. Vienas iš jos tikslų bus ištirti planetos magnetinio lauko prigimtį ir keistos konfigūracijos priežastis. Nesimetriškai judantys dalelių žiedai galėtų būti dar vienas puikus tyrimų objektas. Tyrimo rezultatai publikuojami Geophysical Research Letters.

***

Egzoplanetų žinome jau daugiau nei pusšešto tūkstančio. Nors kol kas jos tėra geriausiu atveju taškeliai teleskopų nuotraukose, o dažniausiai – išvis tik šešėliai žvaigždžių šviesos kreivėse ar iškreipimai jų spektruose, – galime šį tą pasakyti ir apie jų savybes, įskaitant spalvą. Pavyzdžiui, Neptūno dydžio planetos dažnai turėtų turėti daug metano ir atspindėti daug mėlynos šviesos. O štai Jupiterio dydžio planetų atmosferose esantis vandenilis ir anglis suteikia joms rusvą spalvą. Aišku, arti žvaigždžių esančios planetos įkaista ir ima spindėti raudonai. Uolinių planetų spalvos greičiausiai daug įvairesnės. Čia matote šias žinias, sudėtas į vieną vizualiai patrauklų plakatą.

***

Senovinės supernovos palikimo modelis. 1181 metais Japonijos metraščiuose minima nauja žvaigždė, pasirodžiusi Kasiopėjos žvaigždyne (aišku, japonai jo taip nevadino) ir švytėjusi apie pusę metų. Vienu metu ji buvo tokia ryški, kaip Saturnas – toli gražu ne ryškiausia “nauja žvaigždė” žmonijos metraščiuose, bet vis tiek išskirtinis įvykis. Pastaraisiais dešimtmečiais mokslininkai išsiaiškino, kad tai buvo supernovos sprogimas, tik kiek blausesnis, nei įprasti, o prieš trejus metus pavyko aptikti ir jo liekaną – besiplečiantį dujų debesį. Šio struktūra pasirodė netikėta: vietoj vienos smūginės bangos liekanos išorėje astronomai aptiko dvi – išorinę ir vidinę. Tiek išorėje, tiek viduje matyti karštos, rentgeno spindulius skleidžiančios, dujos, o tarp jų – dulkėtas žiedas, švytintis infraraudonai. Dabar pristatytas skaitmeninis modelis, kuriuo paaiškinta tokia struktūra. Tyrėjai išnagrinėjo archyvinius stebėjimus rentgeno spindulių teleskopais Chandra ir XMM-Newton ir patikslino abiejų rentgenu švytinčių regionų savybes. Taip jie patvirtino, kad išorinė smūginė banga atsirado supernovos išmestai medžiagai trenkiantis į aplinkinę tarpžvaigždinę medžiagą. Sprogimo kinetinė energija turėjo būti apie šimtą kartų mažesnė, nei “tipinių” supernovų – tai būdinga vadinamam Iax sub-tipui. Ia supernovų tipas yra baltosios nykštukės sprogimas, galimai susijungus su kita; dažniausiai po sprogimo iš abiejų žvaigždžių nieko nelieka. Iax atveju nykštukė sprogsta nepilnai. Baltoji nykštukė liekanos centre irgi atrasta prieš keletą metų; naujasis atradimas praktiškai patvirtina, kad ji yra 1181-ųjų metų supernovos sprogimo padarinys. Vidinė smūginė banga turėtų būti baltosios nykštukės vėjo susidūrimo su anksčiau supernovos išmesta medžiaga pasekmė. Įdomu, kad geriausią atitikimą stebėjimams duoda modelis, kuriame vėjas pradėjo pūsti per pastaruosius 20-30 metų. Tikėtina, kad tada – per 810 metų po supernovos sprogimo – baltosios nykštukės centras, sudarytas daugiausiai iš deguonies ir neono, susitraukė tiek, kad paviršiuje esantis anglies sluoksnis sutankėjo ir pradėjo vykdyti termobranduolines reakcijas. Tyrėjai planuoja atlikti nykštukės stebėjimus interferometriniu radijo teleskopu, kuris leis išskirti struktūras aplink ją ir taip patikrinti modelio prognozes. Galimybė iš tokių “archeologinių” duomenų nustatyti supernovos savybes pasitaiko nedažnai, tad natūralu, kad astronomai nori kuo nuodugniau ištirti sistemą ir taip geriau suprasti supernovų vystymąsi. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astrophysical Journal.

***

Galaktika – didesnė, nei manyta. Koks yra Paukščių Tako spindulys? Nustatyti šį dydį bet kuriai galaktikai sudėtinga, nes pakraščiuose esančios žvaigždės gali būti nutolusios labai toli nuo centro, ir pamatyti jas vargu ar įmanoma. Todėl paprastai galaktikos dydžiui įvardinti naudojami kitokie parametrai, pavyzdžiui pusės šviesio spindulys. Tai spindulys, kurio viduje (t.y. arčiau centro) esančios žvaigždės skleidžia pusę visos galaktikos spinduliuotės. Galaktikoms, mase prilygstančioms Paukščių Takui, šis spindulys dažniausiai siekia apie šešis kiloparsekus, nors ekstremalūs atvejai apima ruožą nuo trijų iki keliolikos. Palyginimui, Saulę nuo Paukščių Tako centro skiria aštuoni kiloparsekai. Ilgą laiką buvo manoma, kad mūsų Galaktika yra gana ekstremali, nes apskaičiuota pusės šviesio spindulio vertė nedaug viršijo tris kiloparsekus. Bet dabar mokslininkai teigia, kad iš tikro dydis gerokai didesnis, beveik lygus kitų galaktikų vidurkiui. Problema, kylanti siekiant išmatuoti mūsų Galaktikos dydį, yra ta, kad žiūrime į ją iš vidaus. Taigi norėdami įvertinti, kurios žvaigždės skleidžia pusę visos spinduliuotės, turime labai gerai įvertinti tų žvaigždžių padėtis Galaktikos centro atžvilgiu. Tyrimo autoriai pasitelkė infraraudonųjų spindulių teleskopą APOGEE ir išmatavo net 250 tūkstančių raudonųjų milžinių padėtis. Šios senos žvaigždės pasiskirsčiusios panašiai, kaip ir bendra žvaigždžių populiacija. Gauti rezultatai rodo, kad centrinėje Galaktikos dalyje žvaigždžių koncentracija mažesnė, nei manyta iki šiol, tada 3,5-7,5 kiloparsekų atstumu koncentracija beveik nekinta ir mažėti ima tik didesniu atstumu. Gautas pusės šviesio spindulys siekia net 5,75 kiloparseko, beveik tiksliai tiek pat, kaip panašios masės galaktikų vidurkis. Taigi Paukščių, Takas, panašu, nėra anomaliai susispaudusi galaktika. Iš kitos pusės, bendras žvaigždžių pasiskirstymas gana netikėtas ir leidžia manyti, kad Paukščių Tako žvaigždžių populiacijos raida buvo gana sudėtinga. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Astronomy.

***

Paukščių Tako halas – suplotas. Paukščių Taką, kaip ir kiekvieną galaktiką, supa tamsiosios materijos halas. Kitose galaktikose jis dažnai yra suploto elipsoido formos – tą žinome matuodami žvaigždžių bei spiečių judėjimą, gravitacinio lęšiavimo signalą ir kitus netiesioginius indikatorius. O kaip mūsų Galaktikoje? Atsakyti sudėtinga, nes esant Galaktikos viduje, sunku išmatuoti jos pakraščių judėjimą. Pastaraisiais metais nustatyta, kad Paukščių Tako diskas nėra visai plokščias; jo pakraštys sulinkęs, panašiai kaip bulvių traškučio. Sulinkusį diską halas veikia nevienodai, jei nėra idealiai sferinis, todėl linkis turėtų precesuoti – keistis jo padėtis centrinės disko dalies atžvilgiu. Keletą kartų buvo bandoma išmatuoti precesijos mastą, bet gauti rezultatai labai nevienareikšmiai, nes žvaigždžių, kurios pasitelktos matavimams, judėjimą lemia toli gražu ne vien tamsiosios materijos halas, bet ir sąveikos su kaimynėmis, įvairūs rezonansai ir panašiai. Dabar mokslininkai teigia išsprendę šias problemas ir pateikė atsakymą, kad Paukščių Tako halas tikrai yra suplotas, tačiau nežymiai. Analizei jie pasitelkė žvaigždžių Cefėidžių duomenis. Šios žvaigždės nuolat reguliariai kinta, o kitimo periodas glaudžiai siejasi su ryškiu, todėl galima labai tiksliai nustatyti atstumą iki jų. Remdamiesi Gaia ir LAMOST apžvalgų duomenimis (pastarąja – kad įvertintų žvaigždžių amžių), tyrėjai išnagrinėjo 2600 Cefėidžių orbitas ir nustatė, kad disko linkis tikrai juda. Jis tą daro priešinga kryptimi, nei sukasi žvaigždės pačiame diske, o greitis ties 10 kiloparsekų nuo Galaktikos centro siekia apie 21 km/s. Tai daug mažiau, nei pačių disko žvaigždžių judėjimo greitis, matuojamas maždaug 220 km/s. Tai paaiškina ir kodėl anksčiau buvo taip sunku nustatyti linkio precesijos greitį ar net jos egzistavimą. Kuo žvaigždžių orbitos toliau nuo centro, tuo greičiau jos precesuoja, bet precesijos greitis auga lėčiau, nei atstumas, tad precesijos periodas irgi ilgėja. Toks judėjimas būdingas galaktikoms su suplotu halu, tad toks yra ir mūsiškis. Tiesa, suplotas jis nedaug – ilgis vertikalia kryptimi siekia 84-96% kitų dviejų krypčių. Remdamiesi šiuo rezultatu, galėsime geriau suprasti Paukščių Tako raidą, mat halo forma gali kisti jungiantis su kitomis galaktikomis. Disko linkis yra gana naujas reiškinys, jo amžius siekia apie 100 milijonų metų, taigi naujieji rezultatai rodo dabartinę halo formą. Kitais būdais nustačius, kokia forma buvo prieš milijardus metų, sužinosime, ar ir kiek ji keitėsi. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Astronomy.

***

Labai skirtingo mastelio skaitmeniniai modeliai. Dauguma astrofizikinių reiškinių vyksta labai dideliais masteliais, lyginant su mums įprastais. Bet tie masteliai taip pat yra įvairūs: supermasyvi juodoji skylė ir aplink ją besisukantis dujų diskas yra milijonus kartų mažesnė už visą galaktiką ar tarpgalaktinę erdvę. Tačiau dujų srautai juda visais šiais masteliais ir tai, kas vyksta mažiausiuose jų, glaudžiai siejasi su didžiausiais. Tai kelia didelių iššūkių skaitmeniniams modeliams, kurie yra pagrindinė priemonė suprasti astrofizikinių reiškinių eigą. Pastaraisiais metais skaičiavimų resursai tapo pakankami, kad galėtume skaičiuoti kosmologinius – daugybę galaktikų apimančius – modelius, pasiekdami akrecinių diskų – mažiau nei parseko mastelio – erdvinę skyrą. Bet vien erdvinės skyros nepakanka. Skirtingo mastelio modeliai naudoja skirtingus receptus aprašyti įvairiems smulkiems procesams, pavyzdžiui dujų vėsimui, žvaigždžių formavimuisi ar jų spinduliuotės poveikiui. Kuriant modelį su labai skirtingos skyros regionais, svarbu suderinti ir šiuos receptus. Dabar grupė mokslininkų pateikė tokio tarpusavyje derančio modelio rezultatus. Modelis apjungia ir praplečia du anksčiau naudotus skaitmeninius modelius: FIRE, kuriuo skaičiuojama galaktikų evoliucija ir didesni masteliai, vidurkinant žvaigždžių formavimosi procesą ir jo padarinius; bei STARFORGE, skirtą mažesniems masteliams, kur galima sekti pavienių žvaigždžių formavimąsi (nors, žinoma, irgi supaprastintai). Taip pat modelyje įtrauktas magnetinio lauko ir spinduliuotės poveikis dujų judėjimui. Galutinis produktas leidžia nagrinėti dujų judėjimą nuo 100 megaparsekų – didesnio už galaktikų spiečių – iki 100 astronominių vienetų – mažiau nei tūkstantosios parseko dalies – mastelių. Tyrėjai išnagrinėjo dujų kritimą iš tarpgalaktinių mastelių iki pat juodosios skylės, 10 milijonų kartų masyvesnės už Saulę. Dujų srautas net ir mažiausiais masteliais gali siekti 10-100 Saulės masių per metus – daugiau nei užtektinai, kad juodosios skylės aplinka spinduliuotų kaip labai ryškus aktyvus branduolys. Kitas įdomus rezultatas – parsekų ir mažesniame mastelyje sistemos evoliucijai didžiausią įtaką turi magnetinis laukas. Ilgą laiką, nagrinėjant akrecinius diskus, į pastarąjį praktiškai nebuvo atsižvelgiama, laikant, kad jo įtaka nedidelė; pastaruoju metu požiūris keičiasi, o naujieji rezultatai tą dar kartą patvirtina. Magnetiniai laukai tiek reguliuoja dujų judėjimą, tiek sustabdo jų koncentravimąsi į gumulus ir virtimą žvaigždėmis. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

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

Laiqualasse