Energingos dalelės – elektronai, protonai ir šiek tiek sunkesnių – nuolat zuja visur kosmose. Šie kosminiai spinduliai gali pridaryti problemų Žemei ar mūsų kosminiams aparatams. Praeitos savaitės naujienose turime keletą pranešimų, susijusių su kosminių spindulių judėjimu bei poveikiu. Štai prieš pusantrų metų matyta milžiniška pašvaistė virš šiaurės ašigalio buvo tiesaus elektronų srauto nuo pat Saulės paviršiaus padarinys. O per ilgą laiką Saulės kosminiai spinduliai beoriuose kūnuose gali sukurti daug mažyčių geležies granulių – nanodalelių. Kosminiai spinduliai iš už Saulės sistemos ribų sustiprėja po supernovų sprogimų kosminėse apylinkėse, bet mūsų atmosfera apsaugo planetos paviršių nuo žalingo jų poveikio. Kitose naujienose – pirmieji Bennu sandaros analizės rezultatai, juodųjų skylių paieška Paukščių Tako hale ir senyvos galaktikos labai jaunoje Visatoje. Gero skaitymo!
***
Pašvaistės elektronai – tiesiai iš Saulės. Šiaurės pašvaistes pažįstame visai neblogai, kartais jos matomos net ir Lietuvos danguje. Dažniausiai jos susidaro vadinamajame pašvaisčių ovale (angl. auroral oval), maždaug 11 laipsnių spindulio regione aplink magnetinį ašigalį. Būtent tame žiede Žemės atmosferą pasiekia elektronai, kuriuos pagauna planetos magnetosfera ir nukreipia ašigalių link. Kartais aptinkamas ir kitoks pašvaisčių formavimosi mechanizmas, vadinamas ašigalinis lietus (angl. polar rain), kai Saulės vėjo elektronai tiesiogiai pataiko į atmosferą. Jis gali nutikti ir arčiau ašigalio. Taip nutiko ir 2022 metais per Kalėdas – užfiksuota milžiniška ir labai rami pašvaistė. Be to, priešingai nei įprastai ašigalinio lietaus atveju, pašvaistę užfiksavo megėjiškos kameros; dažniausiai šios pašvaistės nebūna matomos plika akimi. Dabar mokslininkai pateikė jos savybių paaiškinimą. Apjungę tiek antžeminių, tiek orbitinių stebėjimų duomenis, mokslininkai nustatė, kad pašvaistę sukėlė energingų elektronų srautas, atlėkęs tiesia linija iš Saulės laikotarpiu, kai Saulės vėjas buvo beveik išnykęs. Įprastai šio dalelių srauto tankis ties Žemės orbita siekia 3-10 dalelių į kubinį centimetrą, o nagrinėjamos pašvaistės metu tokiame pačiame tūryje tebuvo 0,5 dalelės. Todėl dalelių srautas, pakilęs nuo Saulės ir nulėkęs išilgai atviros magnetinio lauko linijos, praktiškai neiškraipytas pasiekė Žemę. Nedidelės variacijos, užfiksuotos antžeminių stebėjimų metu, galimai atitinka variacijas pačioje Saulėje, iš kur elektronai ir buvo paleisti. Taigi tokia pašvaistė netikėtai gali pasitarnauti net ir Saulės savybių tyrimams. Tyrimo rezultatai publikuojami Science Advances.
***
Atmosfera efektyviai saugo nuo supernovų. Maždaug kas milijoną metų 100 parsekų atstumu ar arčiau mūsų sprogsta supernova. Jos paskleista gama spinduliuotė ir iš paskos sekantys kosminiai spinduliai (energingos dalelės) bombarduoja Žemę, kaip ir kitas planetas savo kelyje. Kosminių spindulių pagausėjimas gali trukti keletą šimtmečių. Naujame tyrime pateikiami skaičiavimai, kad Žemės atmosfera tiek dabar, tiek prieš milijardus metų efektyviai saugojo planetos paviršių nuo šių pokyčių. Gama spinduliuotę gerai sugeria viršutiniai atmosferos sluoksniai; nors juos žybsnis gali sujaukti, žemutinės stratosferos – keliolikos kilometrų aukščio – gama spinduliuotė beveik nepasiekia, ką jau kalbėti apie paviršių. Kosminiai spinduliai suardo ozoną, tačiau kartu paveikia cheminius procesus, kurie paskatina ozono atsikūrimą, taigi bendras efektas nėra didesnis, nei šiandieninės žmonių pramoninės veiklos. Tas pat galiojo net ir ankstyvai Žemei, kur deguonies buvo nedaug. Galiausiai, šimtą kartų didesnis kosminių spindulių srautas padidina aerozolių kiekį atmosferoje ir paskatina debesų formavimąsi. Šio proceso poveikis klimatui yra panašaus dydžio, kaip dabartinės žmonių pramoninės veiklos, tik priešingo ženklo, t.y. planeta ne šyla, bet vėsta. Galutinė išvada – artimos supernovos greičiausiai nesukėlė masinių išmirimų Žemėje, nors anksčiau taip buvo galvojama bent apie vieną, Devono išmirimą prieš 370 milijonų metų. Tyrimo rezultatai publikuojami Communications Earth & Environment.
***
Mėnulio geležies nanodalelių kilmė. Mėnulio paviršiuje esama geležies nanodalelių – granulių, kurios susideda iš vos kelių ar keliasdešimt geležies atomų. Jų randama ir kitų beorių kūnų paviršiuje, pavyzdžiui asteroiduose. Yra žinoma, kad nanodaleles sukuria kosminiai orai, bet tikslios proceso detalės kol kas nė aiškios. Naujame tyrime mokslininkai pateikia bent dalinį atsakymą, remdamiesi Chang’e-5 misijos pargabentais Mėnulio pietų ašigalio regiono grunto mėginiais. Mėginiuose yra stiklo rutuliukų, kurie susidarė lydantis uolienoms po asteroidų smūgių. Juose aptikta įvairaus dydžio geležies nanodalelių. Mažiausios, keleto nanometrų skersmens, pasklidusios po visą rutuliukų paviršių, o didesnės daugiau koncentruojasi dviejuose telkiniuose priešingose jų pusėse, kartais rutuliukų viduje, kartais dalinai iškilusios į paviršių. Šios savybės rodo skirtingą jų prigimtį. Mažosios dalelės atsirado, kai Saulės vėjyje esantys geležies jonai atsitrenkė į rutuliukus ir juose pasiliko; laikui bėgant, kai kurie geležies atomai sukibo su kitais, bet šis procesas lėtas, todėl dalelės liko mažos. Didesnės dalelės susidarė tuo metu, kai stiklo rutuliukas dar buvo skystas, kitaip tariant, netrukus po meteorito smūgio. Geležies nanodalelės įvairiai paveikia kūnų paviršiaus išvaizdą: mažosios daro jį raudonesnį, kaip Marso, o didžiosios – tiesiog tamsesnį. Naujieji rezultatai padės įvertinti santykinius įvairaus dydžio dalelių kiekius ne tik skirtingose Mėnulio vietose, bet ir kituose kūnuose, o tai labai palengvins jų stebėjimų interpretaciją. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Astronomy.
***
Saulės supergranulės elgiasi keistai. Saulės paviršius nuolat rabuliuoja ir kunkuliuoja – karšta plazma kyla aukštyn, sprogsta burbulais ir atvėsusi leidžiasi žemyn. Šis procesas, vadinamas konvekcija, perneša energiją iš Saulės gilumos į paviršių, ir veikia išoriniame žvaigždės trečdalyje. Modeliuose konvekcija dažnai aprašoma supaprastintai, naudojant vadinamąjį maišymosi ilgio formalizmą. Jame laikoma, kad kylančius karštos plazmos burbulus galima tam tikrą laiką laikyti vientisais dariniais, o tą laiką lemia vidutinių aplinkos savybių kitimas, vykstantis per tipinį atstumą radialia kryptimi – aukštyn arba žemyn. Bet dabar mokslininkai rado įrodymų, kad šis formalizmas nepaaiškina dalies esminių Saulės konvekcijos savybių. Tą jie nustatė nagrinėdami medžiagos judėjimą supergranulėse – 30-40 tūkstančių kilometrų skersmens burbuluose, kurie gyvuoja maždaug po 24 valandas. Orbitinės Saulės dinamikos observatorijos atlikti stebėjimai leido nustatyti maždaug 23 tūkstančių supergranulių medžiagos judėjimą 5000 km ir didesniais masteliais. Supergranulių gylis greičiausiai yra apie 20 tūkstančių kilometrų – tą mokslininkai nustatė analizuodami garso bangų judėjimą, pasireiškiantį kaip trumpo periodo vibracijos Saulės paviršiuje. Taip pat garso bangos parodė, kad supergranulių medžiaga didžiausią greitį pasiekia 10 tūkstančių kilometrų gylyje nepriklausomai nuo pačios supergranulės dydžio. Toks rezultatas prieštarauja maišymosi ilgio formalizmo prognozėms. Kita prieštara yra kylančių ir besileidžiančių srautų dydžiai: turimuose duomenyse atrodo, kad žemyn judančios medžiagos yra apie 40% mažiau, nei kylančios. Taip būti negali, vadinasi medžiaga leidžiasi daug siauresniais srautais, nei kyla. Tyrimo autorių teigimu, besileidžiantys srautai gali būti vos 100 kilometrų skersmens. Kaip ir daugelis kitų atradimų apie Saulėje vykstančius procesus, šis irgi padės geriau prognozuoti jos aktyvumą, žybsnius ir medžiagos pliūpsnius, o šios prognozės labai svarbios saugantis nuo žalingo jų poveikio žmonių kosminiams aparatams ir visai Žemei. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Astronomy.
***
Ar žinojote, kad nuskristi į Saulę yra sudėtingiau, nei išskristi iš Saulės sistemos? Tiek vienam, tiek kitam manevrui reikia reikšmingai pakeisti erdvėlaivio greitį, bet pirmajam pokytis reikalingas didesnis. Apie tai pasakoja Astrum:
***
Bennu sudėtis – numatyta ir nelabai. Pernai rugsėjį NASA zondas Osiris-Rex į Žemę pargabeno asteroido Bennu uolienų mėginį. Dabar paskelbti pirmieji 120 gramų uolienų granulių analizės rezultatai. Daugelis jų savybių atitinka tai, ko mokslininkai ir tikėjosi. Dauguma granulių yra dulkelės, mažiausios – mažesnės nei mikrometro. Yra ir didesnių akmenukų, didžiausias siekia 3,5 cm. Mineralinė sudėtis – magnetitas, karbonatai, organiniai junginiai, nehidrinti silikatai – atitinka nuotolinių stebėjimų metu gautus duomenis. Taip pat rasta ir hidruotų filosilikatų, kurie patvirtina, kad asteroido medžiaga kadaise buvo skystame vandenyje. Apskritai pagrindiniai mineralai mėginyje yra molingi ir primena randamus vandenynų dugno kalnagūbriuose Žemėje. Tarp jų aptikta ir magnio-natrio fosfatų. Šis radinys labai netikėtas, nes tokių mineralų nebuvo matyti nuotoliniais stebėjimais. Be to, šie fosfatai tirpūs vandenyje ir yra labai svarbūs visai žemiškai gyvybei. Panašių mineralų aptikta ir kito asteroido, Ryugu, mėginyje, kurį į Žemę pargabeno Japonijos misija Hayabusa2, tačiau Bennu mėginio fosfatų granulės daug didesnės ir grynesnės. Kyla klausimas, kaip jos galėjo susiformuoti. Vien drėgmės ar nedidelio vandens kiekio tam greičiausiai nepakako. Taigi gali būti, kad Bennu kadaise atskilo nuo kūno, kuris Saulės sistemos pradžioje turėjo vandenyną. Apie tokius objektus ir jų savybes daug žinių duos ir šio mėginio tolesni tyrimai; jame tarp kitų sudedamųjų dalių yra ir dalelių, senesnių už Saulės sistemą, t.y. egzistavusių dar tada, kai čia buvo tik protoplanetinis diskas, ir nepakitusių jungiantis prie asteroidų ar stambesnių kūnų. Tyrimo rezultatai publikuojami Meteoritics & Planetary Science.
***
Marse meteoritai krenta kasdien. Kiekvieną planetą ar palydovą nuolatos bombarduoja mažesni kosminiai kūnai. Dažniausiai tai yra tarpplanetinės dulkės – to net ir bombardavimu nelabai pavadinsi. Bet pasitaiko ir didesnių. Žemę gaubianti atmosfera apsaugo planetos paviršių nuo daugybės tokių kūnų, juos matome tik kaip ugnies pašvaistes nakties danguje. Jų priskaičiuojama po kelias dešimtis per metus. O štai Marse, pasirodo, panašių ar net didesnių smūgių pasitaiko kone kasdien. Anksčiau Marsą pasiekiančių meteoritų srautas buvo vertinamas remiantis stebėjimais iš orbitos. Įvairūs zondai reguliariai fotografavo Marso paviršių, o nuotraukose kartais būdavo aptinkami nauji krateriai. Nustačius kraterio dydį, galima įvertinti ir atsitrenkusio meteorito gabaritus. Tačiau ne visus kraterius, ypač mažiausius, pavyksta aptikti, be to, jie gerai matomi tik tose vietose, kur planetos paviršių dengia dulkės. Alternatyvus metodas remiasi Mėnulio kraterių statistinio pasiskirstymo ekstrapoliavimu. Bet Mėnulyje krateriai turėtų formuotis rečiau, nei Marse, nes Marsas yra arčiau Asteroidų žiedo, be to, turimi duomenys tinkamesni dideliems, kilometrų skersmens, krateriams, o ne mažiausiems, dešimčių metrų. Nenuostabu, kad šie vertinimai davė nesutampančius rezultatus – antruoju metodu gaunamas meteoritų smūgių dažnumas 2-3 kartus viršija gautą pirmuoju. Naujajame tyrime pristatomas dar kitas metodas – seisminių duomenų analizė. 2018-2022 metais Marso paviršiuje dirbęs NASA zondas InSight aptiko daugybę drebėjimų. Išanalizavę silpniausius, kartu ir dažniausiai nutinkančius, drebėjimus, mokslininkai padarė išvadą, kad daugumą jų greičiausiai sukėlė būtent meteoritų smūgiai. Susieję drebėjimų stiprumą ir kraterio dydį bei įvertinę, kokiu atstumu vykstančius drebėjimus InSight gebėjo aptikti, jie apskaičiavo, kad per (Žemės) metus Marse atsiranda 280-360 kraterių, kurių skersmuo viršija aštuonis metrus. Kitaip tariant, meteoritai į Marsą krenta kone kasdien. Priklausomai nuo kraterio dydžio, smūgių dažnis 2-10 kartų viršija vertinimus, gautus iš orbitinių stebėjimų. Šie rezultatai labai svarbūs planuojant ateities misijas į Marsą: kuo jų bus daugiau ir kuo didesnį plotą apims, tuo didesnis ir meteorito smūgio pavojus. Marsaeigiams šis pavojus menkas, nes pats prietaisas nėra didelis, tačiau žmonių gyvenamos tyrimų stotys užims nemenką plotą, o smūgis tiek į gyvenamąjį pastatą, tiek į Saulės baterijas gali būti pražūtingas. Tyrimo rezultatai publikuojami dviejuose straipsniuose: smūgių dažnumo vertinimas Nature Astronomy, palyginimas su kitais vertinimo būdais Science Advances.
***
Jupiterio jonosferos struktūros. Jupiteris, kaip ir kitos planetos, turi sluoksniuotą atmosferą. Viršutinėje jos dalyje išskiriama troposfera, kur dominuoja neutralios dujos, ir jonizuotų dujų kupina jonosfera. Pastarosios savybes galima stebėti net nuo Žemės paviršiaus, nes pagrindinė sudedamoji dalis ten yra trivandenilio jonas (trys vandeniliai, sukibę tarpusavyje ir pametę vieną elektroną), o jis spinduliuoja artimųjų infraraudonųjų spindulių ruože. Prie ašigalių spinduliuotė tikrai stipri – jai energijos suteikia planetos magnetosfera ir iš palydovo Ijo atlekiančios vulkaninės dalelės. Tuo tarpu arti pusiaujo trivandenilio spinduliuotė nusilpsta, o išryškėja labai panašaus bangos ilgio metano spinduliuotė iš troposferos. Visgi James Webb teleskopu pavyko atskirti vieną nuo kito, o dabar pateiktuose rezultatuose matyti įvairios sudėtingos trivandenilio pasiskirstymo struktūros. Stebėjimams pasirinktas regionas kaip tik virš Didžiosios raudonosios dėmės. Anksčiau buvo manoma, kad jonosfera virš šio sūkurio visiškai rami. James Webb stebėjimai pasiekė 300 kilometrų erdvinę skyrą – tokiu masteliu pastebėti įvairūs lankai, juostos ir dėmės. Vien Saulės šviesos, kuri ties Jupiteriu 25 kartus silpnesnė, nei ties Žeme, nepakanka paaiškinti jonosferos struktūrizavimui. Tyrimo autorių teigimu, papildomą energiją jonosferai greičiausiai suteikia gravitacijos palaikomos bangos, kuriomis Didžiosios raudonosios dėmės sūkuriavimo energija perduodama aukštyn. Detalesnius atsakymus į šiuos klausimus suteiks pernai paleistas zondas JUICE, kuris tyrinės Jupiterį ir tris didžiuosius jo ledinius palydovus – Europą, Ganimedą ir Kalistą. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Astronomy.
***
Besiformuojančios žvaigždės kartais išmeta čiurkšles – dujų srautus, nukreiptus išilgai savo sukimosi ašies. Naujoje James Webb teleskopu darytoje nuotraukoje matyti daugybė tokių čiurkšlių žvaigždėdaros regione Gyvatės žvaigždyno ūke. Kai kurias ryškesnes žvaigždes supa aštuoni spygliai, atsirandantys dėl difrakcijos aplink teleskopo veidrodį laikančius strypus. O čiurkšlės visos nukreiptos panašiomis kryptimis – nuotraukoje viršun kairėn ir apačion dešinėn. Šis atradimas patvirtina seną prognozę apie žvaigždžių grupių formavimąsi.
***
Neutroninių žvaigždžių trūkiai – kvantiniai. Neutroninės žvaigždės yra masyvių, 8-10 kartų už Saulę masyvesnių, žvaigždžių liekanos. Maždaug dvi Saulės masės, suspaustos į keliolikos kilometrų skersmens rutulį, sukuria ekstremalias sąlygas, suspaudžia elektronus į protonus, kol visame kūne lieka beveik vien neutronai. Neutroninės žvaigždės aplink savo ašį sukasi labai tvarkingai, išskyrus kartkartėmis nutinkančius „trūkius“ (angl. glitch), kurių metu sukimosi greitis staiga padidėja maždaug milijonąja dalimi. Kol kas nėra visuotinai priimto paaiškinimo, kas juos sukelia, tačiau neabejojama, kad tai susiję su supertakaus žvaigždės branduolio ir santykinai kietos plutos sąveika. Naujame tyrime mokslininkai pateikia galimą trūkių prigimties paaiškinimą, paremtą kvantiniais sūkuriais. Kvantiniu sūkuriu vadinamas kokių nors fizikinių savybių arba pačios medžiagos judėjimas ratu, kuris išlieka stabilus, net jei medžiaga perturbuojama. Jie dažnai randama supertakiose medžiagose, pavyzdžiui labai šaltame helyje. Neutroninių žvaigždžių branduoliai irgi yra supertakūs, taigi ir kvantinių sūkurių ten turėtų būti. Įprastai manoma, kad sūkuriai tiesiomis linijomis, išilgai sukimosi ašiai, kerta visą žvaigždę, nesąveikauja tarpusavyje, nors juos skiria vos mikrometrai, ir yra praktiškai „įšalę“ medžiagoje. Neutroninei žvaigždei spinduliuojant, sūkuriai po truputį slenkasi į išorę ir kartais yra išmetami – taip nuolat lėtėja visos žvaigždės sukimasis. Tačiau naujojo tyrimo autorių teigimu, toks paveikslas neatspindi realybės. Iš tiesų neutroninės žvaigždės branduolį turėtų sudaryti dvi dalys. Vidiniame, labiau suslėgtame, branduolyje sklinda išilginės bangos, suspaudžiančios ir išplečiančios medžiagą, tuo tarpu išoriniame – skersinės, arba svyravimai į šalis. Ties branduolių sandūra pasikeičia ir kvantinių sūkurių pobūdis, todėl vienas išorinio branduolio sūkurys „sukimba“ su dviem vidiniame. Taip sūkuriai ima sąveikauti tarpusavyje. Dabar jie nebegali iš neutroninės žvaigždės pabėgti po vieną, o tik pakankamai didele grupe. Taigi laikui bėgant sūkuriai kaupiasi prie neutroninės žvaigždės paviršiaus, kol galiausiai didelė jų grupė išmetama į šalis. Tada branduolio sukimasis staigiai sulėtėja, o paviršiaus – pagreitėja, ką ir matome stebėdami neutronines žvaigždes. Tyrėjai sumodeliavo, kokie sūkurių tinklai turėtų formuotis ir kaip vystytis, ir apskaičiavo tikėtiną trūkių energijos (t.y. energijos skirtumo tarp neutroninės žvaigždės būsenos prieš trūkį ir po jo) pasiskirstymą. Gautas rezultatas puikiai atitinka stebėjimų duomenis. Tyrimo rezultatai publikuojami Scientific Reports.
***
Juodųjų skylių hale nėra. Iš ko susideda tamsioji materija? Hipotezių netrūksta, bet atsakymų kol kas neturime. Turime tik įvairias viršutines ribas – kai kurias hipotezes galima patikrinti, įvertinant kokius nors signalus, kokius skleistų numanomi kūnai, jei iš jų susidėtų visa tamsioji materija. Tokių signalų neaptikus galima apskaičiuoti, kokią maksimalią visos tamsiosios materijos dalį tie objektai gali sudaryti. Dabar mokslininkai taip patikrino idėją, kad tamsiąją materiją sudaro dešimčių ar šimtų Saulės masių juodosios skylės. Apskritai mintis, kad tamsiąją materiją sudaro masyvūs tamsūs kūnai, nėra nauja, tačiau pastaraisiais dešimtmečiais ją užgožė alternatyvus, elementariųjų dalelių, modelis. Taip nutiko dėl keleto priežasčių: juodosios skylės atsiranda mirštant žvaigždėms, taigi jų pasiskirstymas galaktikose turėtų būti panašus, arba netgi kompaktiškesnis, nei žvaigždžių, tačiau norint paaiškinti tamsiąją materiją, jos turėtų būti pasklidusios galaktikų haluose; be to, žvaigždinės masės (~10 Saulės masių) juodųjų skylių turėtų būti tiek daug, kad dažnai matytume gravitacinio lęšiavimo įvykius. Gravitaciniu lęšiavimu vadinamas reiškinys, kai masyvaus kūno gravitacija iškreipia pro šalį sklindančius šviesos spindulius, todėl tolimas šaltinis kurį laiką paryškėja, o kartais netgi pasikeičia jo matoma forma ar padėtis. Jei lęšiuojantis kūnas yra juodoji skylė, prognozuoti lęšiavimų neįmanoma, nes iki prasidedant lęšiavimo įvykiui, negalime pasakyti, kur ta juodoji skylė juda. Taigi nors ligšioliniai duomenys apie gravitacinio lęšiavimo įvykių dažnumą leido atmesti 10 Saulės masių juodąsias skyles, kaip vienintelį tamsiosios materijos ingredientą, rezultatas nebuvo labai tvirtai statistiškai pagrįstas. Be to, gravitacinių bangų detektoriai aptiko ne vieną juodąją skylę, kurios masė siekia dešimtis, o kartais ir virš šimto Saulės masių; tokių juodųjų skylių tamsiajai materijai paaiškinti užtektų daug mažesnio skaičiaus, o jų lęšiavimo įvykiai truktų daug ilgiau.. Naujajame tyrime pristatomi dviejų dešimtmečių trukmės praktiškai nuolatinių Didžiojo Magelano debesies stebėjimų duomenys. Lenkijoje įrengtu teleskopu OGLE buvo stebimas 80 milijonų žvaigždžių šviesio kitimas. Per visą tą laiką užfiksuota 16 gravitacinio lęšiavimo įvykių, kurie visi truko metus ar trumpiau. Faktas, kad nerasta ilgesnių įvykių, leidžia tvirtai atmesti galimybę, jog tarp mūsų ir Didžiojo Magelano debesies yra daug masyvių – dešimčių ar šimtų Saulės masių – juodųjų skylių. Visus įvykius galima paaiškinti juodosiomis skylėmis pačioje palydovinėje galaktikoje. Apskritai objektai, kurių masė mažesnė nei 860 Saulės masių, bet didesnė už Žemės masę, negali sudaryti daugiau nei 10% tamsiosios materijos Paukščių Tako hale. Tai – labai optimistinė viršutinė riba, daug labiau tikėtina, kad tokie objektai, jei ir egzistuoja, sudaro mažiau nei procento dalį tamsiosios materijos. Vadinasi juodųjų skylių hipotezę galima atmesti daug tvirčiau, nei iki šiol. Tyrimo rezultatai publikuojami dviejuose straipsniuose: įvykių katalogas ir detali analizė – The Astrophysical Journal Supplement Series, implikacijos tamsiosios materijos prigimčiai – Nature.
***
Senos galaktikos jaunoje Visatoje. Tarp daugybės James Webb teleskopo atradimų bene įdomiausi yra senovinės galaktikos. Tarp jų rasime ir pačių tolimiausių, kurios tik pradeda formuoti žvaigždes, bet dar daugiau klausimų astronomams užduoda kiek kita jų grupė. Tai – galaktikos, kurių šviesa atsklinda iš mažiau nei milijardo metų Visatos, tačiau atrodo jau gerokai pažengusios raidos keliu. Dabar pristatyta nuodugni trijų tokių objektų analizė rodo, kad jie tikrai anomalūs, tačiau nežinia, kuriuo iš dviejų aspektų. Ankstesni tokių galaktikų atradimai padaryti fotometriškai – matuojant jų šviesumą skirtinguose plačiuose elektromagnetinio spektro ruožuose. Lyginant tokius duomenis su teoriniais modeliais įvertinta, kad tos galaktikos greičiausiai matomos 600-800 milijonų metų amžiaus Visatoje, o jų žvaigždės yra šimtų milijonų metų amžiaus. Tačiau tai nebuvo vienintelė galima duomenų interpretacija. Siekdami objektų savybes nustatyti tiksliau, mokslininkai išmatavo jų spektrą – spinduliuotės intensyvumo pasiskirstymą pagal bangos ilgį. Šiems stebėjimams reikia daug daugiau laiko, nei fotometriniams, todėl jie daromi tik tada, kai žinome, jog taikinys įdomus. Visų trijų galaktikų spektrai patvirtino ankstesnę interpretaciją, kad jose žvaigždės formavosi šimtus milijonų metų iki stebimo laikotarpio. Tačiau kol kas neaišku, kokia bendra žvaigždžių masė. Skirtingi spektro modeliai leidžia iki šimto kartų besiskiriančius rezultatus – nuo milijardo iki šimto milijardų Saulės masių. Pastarasis skaičius prilygsta Paukščių Tako žvaigždžių masei, taigi jei jis pasirodytų teisingas, tai reikštų, kad šios galaktikos susiformavo ir praktiškai visas raidos stadijas praėjo ypatingai greitai, daug greičiau, nei prognozuoja bet kokie teoriniai modeliai. Alternatyvus paaiškinimas – žvaigždžių masė maža, tačiau reikšmingą spinduliuotės dalį skleidžia aktyvūs galaktikų branduoliai. Tokiu atveju šių galaktikų centrinės juodosios skylės turėtų būti 100-1000 kartų masyvesnės, nei panašiose galaktikose šiandien. Kaip tokios juodosios skylės galėtų užaugti taip greitai tokiose mažose galaktikose, irgi išlieka neaišku. Ateities stebėjimai turėtų atskleisti, kuri iš šių anomalijų yra tikra. Bet kuriuo atveju, tolesni tyrimai praplės, o gal net ir apvers, šiandieninį supratimą apie galaktikų formavimosi eigą. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astrophysical Journal Letters.
***
Štai tokios naujienos iš praėjusios savaitės. Kaip įprastai, laukiu jūsų klausimų ir komentarų.
Laiqualasse