Kosmose viskas juda, net jei žmogiškais laiko tarpais atrodo kitaip. Tiesa, kartais judėjimas būna ir pakankamai greitas, kad galėtume jį matuoti tiesiogiai. Pavyzdžiui, žvaigždžių virpesiai. Dabar sužinojome, kaip jie keičiais žvaigždei senstant. Kalbant apie virpesius, būtent jais paremta technologija sėkmingai išbandyta Mėnulio dulkėms nupūsti. Sūkurių irgi esama visokių – pavyzdžiui, gali būti, kad sukūriuoja netgi Veneros pluta. Tiesa, vertikaliai. Dar sūkuriuoja – irgi vertikaliai – amoniako sūkuriai Jupiterio atmosferoje. Kitose nuajienose – asteroido smūgio į Mėnulį tikimybė, artima dvinarė baltoji nykštukė ir seniausia nurimusi galaktika. Gero skaitymo!
***
Mėnulio dulkių nupurtymo įrenginys. Mėnulio dulkės – regolitas – yra labai smulkios ir aštrios dalelės. Jos maždaug miltų konsistencija dengia didelę dalį mūsų palydovo. Apollo misijų metu pastebėta, kad dulkės lengvai prilimpa prie įvairių prietaisų ir skafandrų, o nuvalyti jas – sudėtinga. Taigi ruošdamasi Artemis misijoms, NASA vysto įvairias technologijas, skirtas dulkių poveikiui sumažinti arba joms pašalinti. Praeitą savaitę paskelbta apie sėkmingą vienos pastarųjų technologijų bandymą. Elektrodinaminis dulkių skydas yra įvairių prietaisų paviršių galintis dengti elektrodų tinklas, kuriame sukuriamas „šokinėjantis“ elektrinis laukas. Jis pastumia dulkių daleles ir priverčia jas nulėkti į šalį. Sukurti du tinklo variantai – vienas nepermatomas, kitas permatomas. Pirmasis skirtas įvairių prietaisų korpusams saugoti, antrasis – fotoaparatų ir vaizdo kamerų objektyvams. Abu tinklai buvo sumontuoti zonde Blue Ghost, kurį į Mėnulį metų pradžioje sėkmingai nusiuntė privati kompanija Firefly Aerospace. Plačiau apie technologiją skaitykite NASA puslapyje.
***
2024 YR4 gali trenktis į Mėnulį. Asteroidas 2024 YR4, aptiktas pernai gruodį, kurį laiką, atrodė, kėlė grėsmę Žemei. Vienu metu buvo skaičiuojama net 3% tikimybė, kad 2032-ųjų gruodį jis gali pataikyti į mūsų planetą. Vėlesni stebėjimai leido patikslinti jo trajektoriją ir praktiškai atmesti tokią galimybę. Bet dabar atlikti nauji stebėjimai James Webb teleskopu padidino asteroido susidūrimo su Mėnuliu tikimybę. Tikimybė šiuo metu siekia apie 4%. Nors ir nelabai didelė, ji tikrai verta tolesnio atidaus dėmesio ir trajektorijos tikslinimo. Ar toks smūgis keltų pavojų mums? Nuomonės čia išsiskiria: vieni mokslininkai perspėja, kad iš Mėnulio išmuštos ir nuo asteroido atskilusios dalelės pasklistų Žemės-Mėnulio sistemoje ir sukeltų pavojų dirbtiniams palydovams, erdvėlaiviams bei astronautams, tuo tarpu kiti akcentuoja, jog realiu laiku stebimas, iš Žemės gerai matomas smūgis suteiktų daug žinių tiek apie asteroidus, tiek apie Mėnulį, o šios žinios būtų labai naudingos planuojant Žemės gynybą nuo pavojingų asteroidų. Taip pat James Webb stebėjimai leido patikslinti asteroido skersmenį – jis yra tarp 53 ir 67 metrų. Be to, panašu, kad jis gana greitai sukasi aplink savo ašį – apsisuka per 20 minučių, – o paviršiuje neturi daug palaidų grumstelių, priešingai nei Ryugu, Bennu ar Dimorphos – pastaruoju metu iš arti ištirti asteroidai. Tokios savybės labiau būdingos mažesniems asteroidams. Stebėjimų rezultatai publikuojami Research Notes of the AAS.
***
Veneros pluta burbuliuoja? Venera, nors dydžiu ir mase labai panaši į Žemę, radikaliai skiriasi nuo mūsų planetos. Milžiniškas atmosferos slėgis ir temperatūra daro jos paviršių pragarišką ir toli gražu netinkamą gyvybei. Dabar mokslininkai apskaičiavo, jog Veneroje greičiausiai vyksta dar vienas reiškinys, nepanašus į žemiškus, kylantis dėl jos karščio ir jį palaikantis: medžiagos konvekcija plutoje. Konvekcija yra vienas iš šilumos perdavimo būdų: karšta medžiaga kyla aukštyn, šalta leidžiasi žemyn, taip energija perduodama į viršų. Ji nuolat vyksta Žemės atmosferoje (dėl jos ir vėjas yra šaltas), taip pat Saulės išorinėje dalyje bei Žemės gelmėse – branduolyje ir mantijoje. Tuo tarpu Žemės pluta yra kieta ir per ją energija perduodama daugiausiai šiluminiu laidumu. Konvekcijai vykti reikalingos specifinės sąlygos – netolygus kaitinimas, pakankamai paslanki medžiaga ir panašiai. Tyrimo autoriai apskaičiavo, kad Veneros plutoje tokios sąlygos gali susidaryti. Tai toli gražu nereiškia, kad Veneros pluta išsilydžiusi ir tampa magma. Kaip tik priešingai: tyrėjai nustatė, kad konvekcija gali vykti netgi visiškai kietoje medžiagoje. Tiesa, tam reikia, kad ji susidėtų iš mažesnių nei dešimtadalio milimetro skersmens granulių – praktiškai smulkaus smėlio. Jei komponentai didesni, konvekcijai reikia, kad jie būtų bent dalinai išsilydę. Toks scenarijus paaiškina, kodėl Veneros paviršius gana lygus ir neturi senų kraterių – konvekcija juos tiesiog ištrynė, net jei lavos išsiliejimų ir nebuvo. Iš kitos pusės, konvekcija plutoje gali paskatinti ir ugnikalnių išsiveržimus, kurie taip pat padengtų paviršių vis nauja lava ir sunaikintų senus kraterius. Artimiausiu metu tyrėjai ketina pritaikyti savo modelį dar vienam įdomiam kūnui – Plutonui, kuris vienintelis, neskaitant Žemės, pasižymi kažkuo panašiu į tektoninių plokščių judėjimą paviršiuje. Tyrimo rezultatai publikuojami Physics of the Earth and Planetary Interiors.
***
Saulės audra įkaitino Jupiterį. Jupiterio ašigaliai šiltesni už pusiaują. Energijos jiems suteikia pašvaistės: milžiniška planetos magnetosfera pagauna gausybę Saulės vėjo dalelių ir nuveda jas planetos link būtent arti ašigalių. Ten, pataikiusios į atmosferos daleles, energingosios jas įkaitina. Perteklinė šiluma – net 200 laipsnių skirtumas – po truputį sklaidosi į aplinką. 2017 metais aptiktas kitas netikėtai karštas regionas planetos atmosferoje. Nors yra toli nuo pašvaisčių regionų, jo temperatūra prilygsta pastariesiems. Dabar mokslininkai rado paaiškinimą – Jupiterį sušildė Saulės audra. Paaiškinimui padėjo dviejų šaltinių duomenų apjungimas. Antžeminių Keck teleskopo stebėjimais buvo aptiktas šiltasis atmosferos regionas, o Juno leido suprasti, kokios tuo metu buvo planetos magnetosferos sąlygos. Kaip tik tą dieną, kai pastebėta anomaliai šilta sritis, Juno skrido Jupiterio link, tačiau staiga pastebėjo, kad paliko planetos magnetosferą. Kitaip tariant, magnetosfera stipriai ir sparčiai susitraukė. Tuo pat metu Jupiterį turėjo pasiekti Saulės vėjo gūsis, paleistas keletu dienų anksčiau. Greičiausiai šis gūsis magnetosferą suspaudė tiek, kad energingos dalelės galėjo pataikyti į atmosferą ir arčiau pusiaujo. Įkaitęs regionas labai platus – aprėpia pusę planetos per ilgumą, nors tik aštuonis laipsnius platumos. Tyrėjų teigimu, panašūs gūsiai planetą gali pasiekti net 2-3 kartus per mėnesį. Taigi bent jau viršutiniai Jupiterio atmosferos sluoksniai Saulės vėjo energijos gauna kone nuolatos visose platumose. Tyrimo rezultatai publikuojami Geophysical Research Letters.
***
Vertikalūs amoniako sūkuriai Jupiteryje. Viršutinėje Jupiterio atmosferos dalyje trūksta amoniako. Įvairūs modeliai prognozuoja jo gerokai daugiau, nei randame stebėdami planetą. Modeliai dažniausiai remiasi prielaida, kad atmosfera yra vertikaliai nusistovėjusi į tam tikrą pusiausvyrą, taigi greičiausiai būtent čia slypi neatitikimo priežastis. Dabar astronomai išsiaiškino, kad audros Jupiteryje gali nustumti amoniaką gilyn ir ten jį „užrakinti“. Atradimas padarytas apjungus trijų prietaisų – ALMA submilimetrinių bangų teleskopo, Hubble kosminio teleskopo ir Juno zondo, skraidančio aplink Jupiterį – duomenis. Jais visais buvo fiksuotos Jupiterio savybės audros metu 2016-2017 metais. Lyginant stebėjimus, kurie pasiekia skirtingo gylio atmosferos sluoksnius, pastebėta, kad vėjo gūsiai nunešė amoniaką gilyn. Bet tai nėra visas paaiškinimas – audrai nurimus, amoniakas turėtų pakilti atgal į pradinį lygį. Tačiau giliai nuskendęs amoniakas ima maišytis su vandeniu ir suformuoja „sniego gniūžtes“. Susikondensavusios medžiagos tampa gerokai sunkesnės už aplinkinę atmosferą ir skęsta dar giliau. Tada ir praėjus audrai aukštai atmosferoje amoniako lieka labai mažai. Sumažėja ten ir vandens – jau seniau pastebėta, kad šie regionai Jupiteryje yra netikėtai sausi. Panašūs procesai greičiausiai vyksta ir Saturne, taip pat turbūt ir įvairiose egzoplanetose. Tyrimo rezultatai publikuojami Science Advances.
***
Jupiterį esame įpratę matyti ryškesnį, nei čia. Bet taip būna, kai gauname nuotraukas iš jo apylinkių, pavyzdžiui Juno zondo. O ši nuotrauka daryta iš nelabai toli nuo Žemės – James Webb teleskopu. Joje matyti ne tik pati planeta, bet ir jos žiedas – blasus ir vienišas, susidarantis po meteoritų smūgių į įvairius palydovus.
***
Tamsioji materija įsuka planetas. Tamsiąją materiją paprastai minime kalbėdami apie galaktikas – jų sukimąsi, judėjimą spiečiuose ar šviesos iškreipimą dėl gravitacinio lęšiavimo. Bet ji gali turėti poveikį ir daug mažesniu masteliu. Štai dabar apskaičiuota, jog tamsioji materija gali pagreitinti planetų sukimąsi. Planetos gravitacija pritraukia tamsiosios materijos daleles, tad jų planetos gelmėse gali susikaupti gerokai daugiau, nei vidutiniškai aplinkoje. Kartkartėmis šios dalelės gali susidurti ir išskirti energijos, kuri šildytų planetą. Naujojo tyrimo autoriai apskaičiavo, kad dalelių sąveikos ne tik šildo planetą, bet ir paspartina jos sukimąsi. Abu efektai yra menkučiai: Žemės temperatūra dėl tamsiosios materijos kaitinimo pakyla ne daugiau nei laipsniu, sukimosi periodas sutrumpėja ne daugiau nei pora minučių per šimtą metų. Visgi tokie dydžiai, ypač sukimosi pagreitėjimas, yra išmatuojami. Tad nors atskirai paimtai planetai – ar tai būtų Žemė, ar bet kuri kita – tamsiosios materijos poveikio nustatyti negalime, nes nežinome, kokias savybes ji turėtų be jo, tirdami daugelio planetų duomenis, galėtume pastebėti tam tikras tendencijas. Pavyzdžiui, masyvesnės planetos prisikaupia daugiau tamsiosios materijos, tad jų temperatūra turėtų būti aukštesnė, nei prognozuotume pagal mažesnių planetų tendencijas, o sukimosi periodas – trumpesnis. Taip pat galima tikėtis priklausomybės nuo atstumo iki Galaktikos centro – arčiau jo esančioms planetoms tamsiosios materijos poveikis bus stipresnis. Tyrimo rezultatai arXiv.
***
Dvinarė baltoji nykštukė kaimynystėje. Žvaigždžių sprogimai vadinami Ia tipo supernovomis, yra tokie ryškūs, kad matomi per milijardus parsekų. Dar jie visi pasiekia labai panašų didžiausią šviesį, todėl astronomai šias supernovas naudoja atstumams iki tolimų galaktikų matuoti. Visgi nors ir nežymiai, supernovos tarpusavyje skiriasi, o skirtumai priklauso nuo sprogstančių objektų masės, sprogimo eigos ir panašių detalių. Visas Ia tipo supernovas sukelia termobranduolinės reakcijos, staiga įsižiebusios baltojoje nykštukėje, kurios masė viršija kritinę ribą, apie 40% didesnę, nei Saulės masė. Kaip ji viršija tą ribą? Yra keletas teorinių modelių, bet visi jie susiję su dvinarėmis sistemomis. Pagal vieną, nykštukė prisitraukia dujų iš kompanionės, kuri yra įprasta žvaigždė, panaši į Saulę ar kiek didesnė. Tačiau nors dvinarių sistemų, sudarytų iš nykštukės ir įprastos žvaigždės, žinome daug, nei vienoje iš jų medžiaga į nykštukę nekrenta pakankamai sparčiai, kad kada nors pasiektų kritinę masę. Antrasis modelis – baltųjų nykštukių pora. Žvaigždės artėja viena prie kitos skleisdamos gravitacines bangas ir galiausiai susijungia arba susispaudžia taip, kad sprogtų. Jo problema analogiška – iki šiol nežinojome nei vienos baltųjų nykštukių poros, kurios savybės atitiktų reikalingas. Paprastai arba bendra poros masė neviršija kritinės, arba tikėtinas jų susiliejimo laikas yra daug ilgesnis už Visatos amžių. Bet dabar atrasta sistema, kuri tikrai galės sukelti Ia tipo supernovą; maža to, ji yra palyginus labai arti Saulės. Sistema WDJ181058.67+311940.94 aptikta ieškant dvinarių baltųjų nykštukių. Pirminiai skaičiavimai rodė, kad ji greičiausiai artima mums, o bendra masė viršija kritinę ribą, taigi naujojo tyrimo autoriai atliko detalesnius stebėjimus. Stebėjimai buvo ilgalaikiai, taigi jie leido sekti ir sistemos kitimą laikui bėgant. Taip patikslinta jos masė – 1,55 Saulės masės, – atstumas – 49 parsekai, – ir apskaičiuotas orbitos periodas, kuris tėra kiek daugiau nei 14 valandų. Ši sistema yra ir masyviausia, ir artimiausia mums dviejų baltųjų nykštukių pora. Jos periodas po truputį mažėja dėl gravitacinių bangų spinduliuotės. Jei sistema nepatirs jokių sukrėtimų, neturi daugiau narių ar planetų, vien dėl šio efekto pora susilies po 22,6 milijardo metų. Tai maždaug pusantro karto daugiau, nei dabartinis Visatos amžius, tačiau gerokai mažiau, nei analogiška laiko skalė kitoms žinomoms poroms. Turint omeny, kokiame erdvės tūryje aptikta viena sistema, tikėtina, kad Paukščių Take jų turėtų būti labai daug. Viena supernova, tikėtina, tokioje sistemoje turėtų sprogti maždaug kartą per 23 tūkstančius metų. Apskritai Ia tipo supernovos Paukščių Take turėtų sprogti apie 60 kartų dažniau, taigi kol kas tikrai negalime sakyti, kad radome jų prigimties paaiškinimą. Visgi atradus daugiau panašių sistemų, jų sprogimų dažnumo vertinimas gali ir išaugti. O WDJ181058.67+311940.94 sprogs greičiausiai kiek mažiau ryškiai, nei įprastos Ia tipo supernovos, nes abi nykštukės greičiausiai susprogs nuo gravitacinio tempimo ir gniuždymo dar nesusijungusios. Jei sprogimas įvyktų dabar, jis mūsų danguje būtų 10 kartų ryškesnis už Mėnulio pilnatį. Aišku, kai sprogimas nutiks iš tiesų, Žemės jau seniai nebebus. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Astronomy.
***
Senstančių žvaigždžių virpesių pokyčiai. Kiekviena žvaigždė, ypač jei ji panašios masės į Saulę, nuolat šiek tiek virpa. Žvaigždės išorėje esantis konvekcinis – kunkuliuojantis – sluoksnis sukelia bangas, kurios sklinda per žvaigždę arba centro link, arba į šalis, verčia ją plėstis ir trauktis. Virpesių dažnis priklauso nuo įvairiausių žvaigždės savybių – masės, cheminės sudėties, garso greičio, kitų struktūros detalių. Taigi matuodami žvaigždės virpesius, o ypač – skirtingo pobūdžio svyravimų dažnio skirtumus – astronomai gali daug pasakyti apie žvaigždės savybes, įskaitant amžių. Bent jau tada, kai žvaigždė yra pagrindinėje sekoje, t.y. jos centre vandenilio branduoliai jungiasi į helį. Tada vienos iš pagrindinių bangų dažnis labai priklauso nuo to, kaip centrinėje dalyje kinta garso greitis, o ši savybė, savo ruožtu, priklauso nuo amžiaus. Žvaigždei artėjant į gyvenimo pabaigą, termobranduolinės reakcijos centre sustoja ir tęsiasi tik kevale aplink jį. Tada ir atitinkamos bangos turėtų susilpnėti ir supanašėti su kitomis, kurios sklinda arčiau žvaigždės paviršiaus. Dabar mokslininkai pirmą kartą užfiksavo šio silpnėjimo eigą realiose žvaigždėse. Išmatavę 27 žvaigždžių virpesius spiečiuje M67, tyrėjai nustatė, kad centrą pasiekiančių ir paviršiuje liekančių bangų dažniai visgi skiriasi. Skirtumą greičiausiai lemia tai, kad centro link sklindančios bangos dalinai atsispindi ir nuo konvekcinio sluoksnio giliojo krašto. Pastarasis, žvaigždei pereinant į milžinės būseną, senka vis giliau. Spiečiuje esančių žvaigždžių amžių žinome gana tiksliai, todėl naujieji rezultatai leidžia susieti amžių su virpesių savybėmis ir pasibaigus pagrindinei sekai. Ateityje virpesių stebėjimus bus galima panaudoti ir kitir esančių senyvų žvaigždžių amžiui nustatyti. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature.
***
Žvaigždėdara Galaktikos centre. Paukščių Tako centre egzistuoja maždaug šimto parsekų spindulio Centrinė molekulinė zona. Tai yra masyvus, bent dešimtis milijonų Saulės masių dujų turintis, žiedas arba spiralė. Nors jame sutelkta apie dešimtadalį visų šaltų dujų, esančių Galaktikoje, žvaigždės ten formuojasi palyginus lėtai. Manoma, kad joms trukdo stiprus magnetinis laukas, o dabar James Webb stebėjimai atskleidžia įvairialypį jo poveikį. Stebėjimams pasirinktas zonos regionas Šaulio C, kurį sudaro milžiniškas šaltų dujų debesis, jame besiformuojančios žvaigždės ir jų pučiami jonizuoto vandenilio burbulai. Ten aptikta daugybė jaunų žvaigždžių ir iš jų besiveržiančių medžiagos čiurkšlių – panašiai kaip ir kituose žvaigždėdaros regionuose. Bet rasta ir aiškių skirtumų nuo pastarųjų: Šaulio C yra gausu siaurų, siūliškų dujų sankaupų. Kai kurios jų formuoja arkas ir greičiausiai žymi smūgines bangas, kurias suspaudžia jaunų žvaigždžių spinduliuotė ir vėjai. Tačiau kitų taip nepaaiškinsi – siūlai driekiasi nuo šalto debesies paviršiaus, sudaro π formos struktūrą regiono centre. Be to, jų spinduliuotė atskleidžia, kad nemaža dalis energijos yra nešiluminė. Tokias savybes gerai paaiškina stiprus magnetinis laukas: jis ir energiją dujoms suteikia, ir suspaudžia jas į siaurus siūlus. Be to, tai paaiškina, kodėl apskaičiuotas plazmos šiluminio ir magnetinio slėgių santykis yra mažesnis už vienetą visame šiame regione. Tyrėjų teigimu, tokios sąlygos turėtų būti būdingos ne tik šiam regionui, bet ir visai Centrinei molekulinei zonai, o gal ir kitiems galaktikų centrams. Tyrimo rezultatai publikuojami dviejuose straipsniuose The Astrophysical Journal.
***
Seniausia nurimusi galaktika. Ankstyvoje Visatoje buvo daug dujų, kurios krito į galaktikas ir sparčiai formavo žvaigždes. Vėliau procesas lėtėjo, o galiausiai įvairiose galaktikose ir liovėsi – jos vadinamos nurimusiomis arba numalšintomis. Teoriniai modeliai prognozuoja, kad numalšinimui reikėjo bent kelių milijardų metų. Visgi realybė modeliams nepaklūsta – atrasta numalšinta galaktika, egzistavusi vos 700 milijonų metų po Didžiojo sprogimo. Kaip ir daugelis pastarojo meto ankstyvos Visatos atradimų, šis padarytas James Webb teleskopu. Galaktika, žinoma tik katalogo numeriu RUBIES-UDS-QG-z7, aptikta ankstesnių to paties teleskopo stebėjimų metu ir pasirodė keista, tad atrinkta detalesnei analizei. Naujojo tyrimo autoriai išmatavo jos spektrą ir rado aiškių požymių, kad galaktikoje praktiškai nėra žvaigždžių, jaunesnių nei 50-100 milijonų metų. Kitaip tariant, žvaigždes formuoti ji nustojo Visatai esant maždaug 600 milijonų metų amžiaus. Be to, ši galaktika labai tanki – daugiau nei 10 milijardų Saulės masių žvaigždžių sutelktos mažiau nei kvadratinio kiloparseko plote. Šiandieninėje Visatoje tokį tankį pasiekia masyviausių elipsinių galaktikų centrai. Teoriniai modeliai prognozuoja, kad tokios galaktikos gali egzistuoti, tačiau turėtų būti ypatingai retos. Dangaus plote, kurį kol kas ištyrė James Webb teleskopas, tikimybė aptikti tokią galaktiką yra tik 1% – aišku, jei modeliai teisingi. Taigi labai tikėtina, jog yra priešingai, ir modeliai neatsižvelgia į kurį nors veiksnį, galintį staigiai ir anksti sustabdyti žvaigždžių formavimąsi visoje galaktikoje. Atradus daugiau panašių objektų, bus galima susigaudyti, koks tas veiksnys galėtų būti. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astrophysical Journal.
***
James Webb teleskopas randa daug visokiausių netikėtų galaktikų. Vienas iš jų tipų – diskinės galaktikos tolimoje Visatoje. Apie vieną tokį naują atradimą pasakoja jo autorė Dr. Becky:
***
Štai tokios naujienos iš praėjusios savaitės. Kaip įprastai, laukiu jūsų klausimų ir komentarų.
Laiqualasse