Didžiausiais masteliais galaktikos telkiasi į grupes ir spiečius, šie – į superspiečius, milžiniškas gijas ir sienas, kurios kartu sudaro kosminį voratinklį. Voratinklis gerai matomas skaitmeninių modelių rezultatuose, tačiau realiais stebėjimais jį aptikti labai sudėtinga. Bet vis gerėjantys prietaisai duoda naujų proveržių. Štai praeitą savaitę užfiksuota pavienės voratinklio gijos, nusidriekusios tarp dviejų galaktikų spiečių porų, spinduliuotė ir nustatytos ją sudarančių dujų savybės. Kitame tyrime, nagrinėjant greitųjų radijo žybsnių išsisklaidymą, nustatyta, kad tarpgalaktinė medžiaga – daugiausiai plonosios voratinklio gijos – sudaro apie tris ketvirčius visos įprastos medžiagos Visatoje. Voratinklis svarbus ir tuo, kad išilgai voratinklio gijų dažniau vyksta galaktikų susiliejimai; praėjusios savaitės naujienose randame ir vieną tokį įvykį, tik labai neįprastą. Kitose naujienose – senoviniai Marso moliai, neutroninių žvaigždžių susiliejimas ir šviežias aktyvios galaktikos vėjas. Gero skaitymo!

***

Detalūs Saulės mikrožybsnio stebėjimai. Saulės žybsniai yra energingi magnetinio lauko persijungimo reiškiniai, kurių metu magnetinė energija virsta spinduliuote. Žybsnio metu išspinduliuojamos energijos srautas sudaro tik nežymią dalį visos Saulės spinduliuotės, tačiau energingų – ultravioletinių ir rentgeno – spindulių srautas išauga stipriai. Prieš pusšimtį metų kosminiais teleskopais aptikti ir mikrožybsniai – apie tūkstantį kartų silpnesni išsiveržimai. Žinoma, stebėti juos irgi daug sudėtingiau, tad reikšmingi atradimai daromi iki šiol. Štai dabar pristatyta detaliausia mikrožybsnio stebėjimų analizė. Naudodami geriausią antžeminį Saulės stebėjimų teleskopą, Daniel K. Inouye teleskopą Havajuose, tyrėjai atliko detalius aktyvaus regiono – Saulės dėmių sankaupos – stebėjimą 2023 metų spalio 16 dieną. Tuo metu jame įvyko trumpas žybsnis, o detalūs stebėjimai leido sekti ne tik jo kitimą laike, bet ir erdvinę struktūrą. Paaiškėjo, kad žybsniui energiją suteikė magnetinio lauko linijų persijungimas, kaip ir dideliems žybsniams: susisukusios priešingos krypties magnetinio lauko linijos persijungė į paprastesnę konfigūraciją, o magnetinė energija virto spinduliuote. Tačiau priešingai nei didelių žybsnių atveju, persijungimas įvyko ne vienoje kilpoje, iškilusioje tūkstančius ar milijonus kilometrų virš Saulės paviršiaus, o tarp paviršiaus ir regiono keli šimtai kilometrų virš jo. Persijungimas vyko regione, kurio forma primena platų kupolą. Jo skersmuo tesiekė apie 700 kilometrų, o mažiausios išskirtos struktūros buvo dar dešimt kartų mažesnės. Šie rezultatai ypatingi ne tik puikia erdvine skyra, bet ir tuo, kad tai vienas pirmųjų kartų, kai magnetiniai reiškiniai fiksuojami taip arti Saulės paviršiaus. Fotosferos ir virš jos esančios chromosferos ryšius tirti ypatingai sudėtinga, nes dujos ten jau gerokai praretėjusios, bet dar ne tokios karštos, kaip vainike. Smulkių struktūrų identifikavimas padės geriau suprasti, kaip kaitinamos vainiko dujos ir kaip paleidžiami plazmos pliūpsniai iš Saulės. Jie sukelia geomagnetines audras, kurios gali pakenkti Žemei ir žmonėms, tad kiekvienas šių reiškinių prognozavimo patobulinimas yra ypatingai svarbus. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astrophysical Journal.

***

Analema Žemėje ir Marse. Šaltinis: kairė pusė – Tunc Tezel (TWAN), dešinė – NASA/JPL/Cornell/ASU/TAMU

Jei kasdien fotografuotume Saulę tuo metu, kai ji pakyla aukščiausiai virš horizonto, per metus visos nuotraukos suformuotų aštuoniukės formos struktūrą – analemą. Jos forma priklauso nuo Žemės sukimosi ašies posvyrio į orbitos plokštumą ir pačios orbitos ištęstumo. Kitose planetose šie parametrai kitokie, tad ir analemos forma skiriasi. Pavyzdį matome dešinėje: Marse analema yra ne aštuoniukės, bet lašo formos. Pastaroji nuotrauka sudaryta iš 2006-2008 metais marsaeigio Opportunity darytų kadrų.

*** 

Marso moliai buvo stabilūs. Marse daug kur randama molio klodų. Molis formuojasi drėgnoje aplinkoje, taigi jų egzistavimas yra vienas iš įrodymų, kad praeityje Marse buvo ežerų, upių ir jūrų. Dabar mokslininkai pirmą kartą išnagrinėjo būdingas molio klodų aplinkas ir taip įvertino jų formavimosi eigą bei įtaką planetos klimatui. Naudodami orbitines nuotraukas tyrėjai pastebėjo, kad molis randamas vietose, kur kadaise plytėjo ežerai, tačiau jo nėra prie senovinių upių vagų. Kitaip tariant, ten, kur vanduo tekėjo sparčiai, molis nesiformavo. Tą paaiškinti nesudėtinga, nes Žemėje irgi stebima panaši tendencija: molis formuojasi stovinčio vandens telkiniuose. Molio susidarymui reikalinga, kad nuosėdų sluoksniai ilgai išliktų stabilūs – tik tada juose gali vykti lėtos cheminės reakcijos. Upių srovės nuosėdas nuneša tolyn ir moliui atsirasti neužtenka laiko. Stovinčiame vandenyje susidarę molio sluoksniai buvo ilgaamžiai, ypač dėl to, kad Marse nevyksta tektoninių plokščių judėjimas. Žemėje plutos pokyčiai nuolat atveria naujas uolienas, kurios sąveikauja su vandeniu ir oru. Taip stabilizuojamas klimatas bei formuojami įvairūs mineralai, daugiausiai karbonatai. Marse molio sluoksniai sustabdė šį procesą, todėl planetos paviršiuje susiformavo palyginus mažai karbonatų, nepaisant neabejotinai gausaus anglies dvideginio kiekio atmosferoje. Iš kitos pusės, ilgaamžiai moliai galėjo būti puiki stabili aplinka gyvybei išsilaikyti, kai planeta sausėjo. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Astronomy.

***

Ledas Marso krateriuose. Vanduo būtinas visai žemiškai gyvybei, būtinas jis ir astronautams kitose planetose. Ir ne tik tam, kad turėtų ko atsigerti ar pasigaminti maisto. Vandenį nesunkiai galima suskaidyti į vandenilį ir deguonį, kurie sumaišyti duoda raketinį kurą, vanduo naudingas ir daugeliui kitų techninių užduočių. Taigi ieškodami vietos, kur kada nors Marse galės nusileisti pirmieji žmonės, astronomai dairosi vandens. Na, ne skysto – jo ten greičiausiai nėra visai. Tačiau vandens ledas taip pat naudingas. Tiesa, prie ašigalių, kur jo tikrai daug, nusileisti nebūtų gerai, nes ten būtų sudėtinga gauti pakankamai Saulės energijos. Laimei, vandens ledo negiliai po paviršiumi esama ir vidurinėse platumose. Naujame tyrime šio ledo pasiskirstymas nagrinėjamas detaliau, nei bet kada iki šiol. Tyrėjai analizei pasirinko Amazonės ir Arkadijos lygumas vidurinėse platumose šiaurės pusrutulyje. Orbitiniai stebėjimai rodo, kad jose negiliai po paviršiumi turėtų būti vandens ledo. Tačiau iki šiol buvo neaišku, kiek to ledo yra, kaip giliai jis paslėptas po regolitu, bei ar ledas pasiskirstęs uolienų porose, ar sudaro reikšmingus vientisus klodus. Dabar, analizuodami aukštos skyros nuotraukas, tyrėjai išsiaiškino, kad paviršiuje matyti daugybė struktūrų, kurias sukūrė ledas. Viena iš tokių – daugiakampiai, susidarantys, kai vėstanti pluta traukiasi ir sutrūkinėja. Į plyšius gali pribyrėti smėlio, taip pat prigaruoti vandens iš atsivėrusių ledo paviršių, tad laikui bėgant daugiakampiai ryškėja. Analizuodami jų formą ir dydį, tyrėjai padarė išvadą, kad ledas kai kuriuose lygumų regionuose slypi vos dešimčių centimetrų gylyje. Kitaip tariant, jį pasiekti bus visai nesudėtinga. Be to, ledas yra „perteklinis“ – ne tik užpildo uolienų poras, tačiau plyti ir vientisais klodais, tad iš jo išgauti vandenį turėtų būti santykinai paprasta. Įdomu, kad ledo formuotos struktūros matomos ne visur, taigi ledo klodai greičiausiai egzistuoja tik dalyje iš nagrinėtų regionų. Tikslesnės žinios apie ledo pasiskirstymą padės planuojant žmonių misijas bei vietinės gyvybės pėdsakų paieškas. Tyrimo rezultatai publikuojami JGR Planets.

***

Galimai užfiksuota devintoji planeta. Prieš beveik dešimt metų pastebėta, kad kai kurie Saulės sistemos pakraščių kūnai juda netikėtai panašiomis orbitomis. Jos visos išsitempusios į tą pačią pusę, tarsi jas „ganytų“ koks nors masyvus nematomas kūnas. Jis pavadintas Devintąja planeta, o paieškos nesiliauja iki šiol. Nors apskaičiuota planetos masė turėtų būti tikrai nemenka – 5-10 kartų didesnė, nei Žemės – pamatyti ją turėtų būti labai sudėtinga. Planetos orbita turėtų driektis kelis šimtus kartų toliau nuo Saulės, nei Žemė, tad ją pasiekianti Saulės šviesa būtų dešimtis tūkstančių kartų silpnesnė. Net už Neptūną pasiekiančią spinduliuotę Devintosios planetos apšvietimas silpnesnis šimtus kartų. Tokia blausi atspindėta šviesa, iki pasiekdama mus, išsisklaido dar labiau, tad jos vaizdas dangaus skliaute turėtų būti šimtus tūkstančių kartų blausesnis, nei Neptūno. Bent jau regimųjų spindulių ruože. Dabar pristatyti rezultatai bandymo aptikti šią planetą infraraudonųjų spindulių diapazone, kur ji turėtų būti santykinai daug ryškesnė. Tyrėjai pasitelkė AKARI teleskopo, kuris 2006-2011 metais stebėjo visą dangų infraraudonųjų spindulių spektro ruože, duomenis. Ši labai išsami ir jautri apžvalga galėtų užfiksuoti pačios planetos skleidžiamą infraraudonąją spinduliuotę. Ši didėjant atstumui silpsta ne taip sparčiai, kaip atsispindėjusi nuo Saulės. Nepaisant to, Devintoji planeta ir infraraudonajame ruože švyti labai silpnai, taigi rasti ją tarp daugybės kitų šviesulių buvo didelis iššūkis. Pasirinkę dangaus regioną, užimantį maždaug 2% viso dangaus ploto, kuriame, remiantis skaitmeniniais modeliais, labiausiai tikėtina aptikti planetą, tyrėjai ėmėsi ieškoti blausių šaltinių, kurie nepakeičia padėties per kelias valandas, tačiau reikšmingai pajuda per savaites ar mėnesius. Būtent toks judėjimo greitis dangaus skliaute būdingas tolimoms planetoms ar panašiems kūnams. Atmosferiniai reiškiniai ar artimi asteroidai pajuda ir per kelias valandas ar dar greičiau, o žvaigždės ir galaktikos lieka stacionarios ir po mėnesių. Atmetę įvairius žinomus šaltinius bei galimai klaidingus duomenis, tyrėjai rado du objektus, kurių infraraudonoji spinduliuotė atitinka tikėtiną Devintosios planetos signalą. Žinodami, kaip jie judėjo 2006-2011 metų laikotarpiu, galime apskaičiuoti tikėtiną jų dabartinę padėtį danguje. Tada žinosime, kurlink nukreipti jautrius teleskopus, negalinčius stebėti didelės dangaus dalies. Jų skvarbus žvilgsnis galbūt leis įžiūrėti Devintąją planetą, jei ji tikrai egzistuoja. Tyrimo rezultatai publikuojami PASA.

***

Vandeninių planetų gyvybinė zona. Visatoje yra gausu vandens – tai viena paprasčiausių, taigi ir viena dažniausiai randamų molekulių. Gausu jo ir planetose, bent jau tose, kurios formuojasi kiek toliau nuo žvaigždės, nei Žemė ar Marsas. Kai tokia planeta atmigruoja arčiau žvaigždės, ji gali tapti vandenine – rutuliu, kurį gaubia dešimčių kilometrų storio vandenynas. Išgaravęs vanduo sudaro vandens garų ir vandenilio atmosferą; tokios planetos kartais vadinamos „vandenilynais“ (angl. „hycean“, nuo „hydrogen“ ir „ocean“). Žemėje visur, kur yra vandens, randame ir gyvybės, o kaip vandenilynuose? Kokiomis sąlygomis juose gali atsirasti tinkama gyvybei zona – paviršiuje ar giliau? Tokių tyrimų daryta ir seniau, tačiau naujame pridėtas potvyninio kaitinimo efektas ir taip patikslinta, kokių orbitinių savybių planetas verta tyrinėti detaliau. Ankstesni skaičiavimai rodė, kad vandenilynai skysto vandens sluoksnį gali turėti praktiškai bet kokioje orbitoje. Labai mažas šiltnamio efektą sukeliančių dujų kiekis atmosferoje reiškia, kad net ir arti žvaigždės skriejanti planeta, kurios vidutinė temperatūra galėtų siekti pusantro šimto laipsnių, gali išlaikyti skystą vandenį po aukšto slėgio atmosfera, o jei planeta prirakinta prie žvaigždės, naktinėje pusėje skystas vanduo egzistuotų ir dar arčiau. Tuo tarpu toli nuo žvaigždės skriejanti planeta būtų padengta ledu, tačiau gausus radioaktyvių elementų kiekis ir ilgaamžė pirmykštė, formavimosi metu sukaupta, energija palaikytų šiltą vandenį po paviršiumi praktiškai nepriklausomai nuo žvaigždės teikiamos šilumos. Naujojo tyrimo autoriai apskaičiavo, kad didelės vandeninės planetos, skriejančios arti žvaigždės elipsinėmis orbitomis, patiria labai stiprų potvyninį kaitinimą. Kaip Mėnulis ir Saulė sukelia potvynius Žemės vandenynuose, taip žvaigždė gali tampyti ir gniuždyti visą planetą. Vanduo daug paslankesnis už uolienas, todėl ir energija, perduodama planetai, gali būti labai reikšminga. Tuo tarpu masyvi kaimyninė planeta gali nesunkiai palaikyti vandenilyno planetos orbitą ištemptą, taigi kaitinimas gali tęsti ilgą laiką – milijonus ar net milijardus metų. Šis efektas gali reikšmingai pastumti vidinę gyvybinės zonos ribą tolyn nuo mažos žvaigždės. Jei planetos orbitos didžiausias ir mažiausias atstumai nuo žvaigždės skiriasi daugiau nei pusantro karto, vandenilyno planeta neturėtų skysto vandens sluoksnio net ir kai kuriuose regionuose, kur uolinės planetos paviršiuje galėtų egzistuoti skystas vanduo. Prie masyvesnių žvaigždžių efektas santykinai silpnesnis, nes gyvybinės zonos vidinė riba yra toliau nuo žvaigždės, tad potvyninis kaitinimas irgi silpnesnis. Žvaigždėms, kurių masė viršija pusę Saulės masės, potvyninio kaitinimo efektas yra nereikšmingas. Atnaujinti gyvybinės vandenilynų zonos skaičiavimai padės geriau atsirinkti, kurias planetas verta stebėti ieškant gyvybės požymių. Labai arti mažų žvaigždžių planetose gali būti tiesiog per karšta, ir visas vandenynas gali išgaruoti į pražūtingą atmosferą. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Neutroninių žvaigždžių susiliejimo modelis. Neutroninės žvaigždės yra egzotiški objektai. Kone dvi Saulės masės, suspaustos į keliolikos kilometrų spindulio objektą, pasižymi įvairiomis keistomis konfigūracijomis, labai stipriu magnetiniu lauku ir reliatyvistiniais efektais, tokiais kaip stiprus erdvės ir laiko iškreipimas. Dviejų neutroninių žvaigždžių susiliejimas paskleidžia gravitacines bangas bei sukuria galingą plazmos čiurkšlę. Keletą kartų tokie reiškiniai buvo stebėti, tačiau norėdami detaliai suprasti, kas ir kaip vyksta susiliejimo metu, turime pažvelgti detaliau – skaitmeniniais modeliais. Dabar mokslininkai pristatė ilgiausią dviejų neutroninių žvaigždžių susiliejimo skaitmeninį modelį, kuriame įtraukiami reliatyvistiniai, hidrodinaminiai, magnetiniai ir spinduliuotės efektai. Modelyje sekamas neutroninių žvaigždžių, kurių masė yra 1,65 ir 1,25 Saulės masės, sukimasis viena aplink kitą, susijungimas ir tolesni procesai, formuojantis juodajai skylei. Modelis apima laiką nuo maždaug 20 milisekundžių prieš susiliejimą iki 1,5 sekundės po jo. Gali pasirodyti, kad šie skaičiai labai maži, tačiau procesai vyksta labai greitai: prieš pat susiliejimą žvaigždžių orbitos periodas irgi matuojamas milisekundėmis. Per modeliuotą laikotarpį susijungusių neutroninių žvaigždžių medžiaga pradėjo virsti juodąja skyle, aplink kurią susisuko akrecinis diskas. Jį kirto stiprus magnetinis laukas, kuris per maždaug sekundę pasiekė gana tvarkingą konfigūraciją. Būtent ši konfigūracija sudarė sąlygas plazmos čiurkšlės išsiveržimui. Čiurkšlė turėtų veržtis apie sekundę, o vėliau pradėti silpti. Šie rezultatai gerai dera su stebėjimų duomenimis; tiesa, pastarųjų kol kas turime nedaug, bet laikui bėgant gravitacinių bangų detektoriai tokių susiliejimų aptiks vis daugiau. Žinodami apie jų įvairovę ir turėdami skaitmeninių modelių rezultatus, astronomai galės daug geriau suprasti neutroninių žvaigždžių savybes ir apskritai materijos elgesį egzotiškomis sąlygomis. Tyrimo rezultatai publikuojami Physical Review Letters.

***

Aktyvi galaktika pavalgiusi atsirūgo. Aktyviomis vadinamos tos galaktikos, kurių centrinė supermasyvi juodoji skylė sparčiai ryja dujas. Dujos ją pasiekia iš didesnių galaktinių mastelių ir daro tą netolygiai: kartais sparčiau, kartais lėčiau. Teoriniai modeliai rodo, kad pokyčiai gali vykti net ir savaičių ar mėnesių laikotarpiais, kitaip tariant, turėtume galėti juos stebėti gyvai. Dabar pirmą kartą aptiktas po tokio medžiagos kritimo pokyčio įvykęs kitas numatytas reiškinys – nuo juodosios skylės pučiančio vėjo sustiprėjimas. Atradimas padarytas stebint galaktiką PG1211+143, nutolusią apie 340 megaparsekų. Tai pirmoji galaktika, kurioje – dar 2001 metais – aptiktas stipriai jonizuotų dujų vėjas, 15% šviesos greičio lekiantis tolyn nuo juodosios skylės. 2014 metų birželį-liepą penkias savaites ši galaktika buvo stebima rentgeno spindulių teleskopu XMM-Newton. Duomenys atskleidė nuolat kintantį rentgeno spinduliuotės vaizdą. Dar 2018 metais publikuotame straipsnyje paskelbta, kad aptiktas į juodąją skylę kone trečdaliu šviesos greičio lekiantis naujas dujų srautas, o pernai, toliau analizuojant tuos pačius duomenis, nustatyta, kad šios dujos kaupėsi žiede arti juodosios skylės. Žiedo spindulys tik apie dešimt kartų viršija juodosios skylės įvykių horizonto spindulį, taigi jį galima įsivaizduoti kaip sutankėjimą akreciniame diske – juodąją skylę maitinančioje dujų struktūroje. Naujajame tyrime nagrinėjama paskutinė tų pačių duomenų dalis; stebėjimai apima laikotarpį praėjus maždaug trim savaitėms po aptikto įkrentančio srauto. Ir čia pastebėtas naujas rentgeno komponentas, kuris rodo, jog nuo aktyvaus branduolio pradėjo pūsti vėjas, ir jis lekia beveik tokiu pačiu greičiu į išorę, kaip ankstesnis srautas krito į centrą. Šis vėjas daug greitesnis, nei anksčiau aptiktas, o tai rodo, kad jis paleistas iš arčiau juodosios skylės esančio regiono. Taip ir turėtų būti, nes ilgalaikio nusistovėjusio akrecinio disko medžiaga vidutiniškai yra toliau nuo juodosios skylės, nei 10 įvykių horizonto spindulių. Pats akrecinis srautas šių perturbacijų metu pakito nežymiai – tą rodo ultravioletinės spinduliuotės pastovumas. Visgi rentgeno spinduliuotės pokyčiai rodo, kad medžiagos kritimas į juodąją skylę gali kisti labai sparčiai, ir į šiuos pokyčius svarbu atsižvelgti, siekiant suvokti pilną aktyvaus branduolio poveikį visai galaktikai. Tyrimo rezultatai publikuojami MNRAS.

***

Kosminė pelėda. Galaktikų susiliejimai Visatoje vyksta nuolatos. Jie pakeičia galaktikų formą – dažniausiai padaro jas apvalesnes, – skatina žvaigždžių formavimąsi, perskirsto dujas, pamaitina supermasyvias juodąsias skyles ir kitaip radikaliai paveikia galaktikų evoliuciją. Sekti susiliejimo eigos realybėje neįmanoma, nes jie trunka šimtus milijonų metų, o sujaukimas susijungusioje galaktikoje gali būti matomas milijardus. Taigi stebėjimais stengiamasi aptikti kuo daugiau susiliejimų skirtinguose etapuose ir iš jų susidaryti bendrą vaizdą apie jų eigą. Dabar aptiktas vienas išskirtinai atrodantis susiliejimas, puikiai demonstruojantis vieną iš svarbių etapų – žvaigždėdaros sustiprinimą. Susiliejimas vyko maždaug prieš aštuonis milijardus metų, bet jo šviesa mus pasiekia tik dabar. Dvi spiralinės galaktikos, pasižyminčios žvaigždėdaros žiedais, susidūrė praktiškai šonu. Žvaigždėdaros žiedas yra sparčiai žvaigždes formuojančių dujų žiedas, kurio viduje matyti „skylė“ – mažai dujų turintis ir žvaigždžių beveik neformuojantis galaktikos regionas. Žiedai dažnai susidaro po galaktikų susidūrimų, kai mažesnė galaktika pralekia beveik tiksliai pro didesnės centrą. Susidariusios smūginės bangos sukelia žvaigždėdaros žybsnį, kuris plinta į šalis. Tokių galaktikų apskritai žinoma vos keli šimtai, tad aptikti dvi jas besijungiančias – tikrai netikėta. Abu žvaigždėdaros žiedai yra keliolikos kiloparsekų skersmens ir sudaro pelėdos akis. Jų susidūrimo fronte matoma dar spartesnė žvaigždėdara, o viename fronto gale ji ypatingai energinga – tai atitinka pelėdos snapą. Abi besijungiančios galaktikos turi aktyvius branduolius, o vienas iš jų skleidžia čiurkšlę. Ji pataiko kaip tik į snapą ir papildomai sustiprina žvaigždėdarą jame. Taigi pelėda tampa puikia vieta tirti, kiek poveikio žvaigždėdarai turi smūginė banga, sukelta dujų srautų tarpusavio susidūrimo, o kiek – tas dujas papildomai smūgiuojanti čiurkšlė. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Įprastos materijos pasiskirstymas Visatoje. Visatoje trūksta medžiagos. Kalbu ne apie tamsiąją medžiagą, o apie įprastą, arba barioninę. Iš jos susidedame mes, planetos ir žvaigždės, taip pat jos apstu tarpžvaigždinėje ir net tarpgalaktinėje erdvėje. Dar prieš 10-15 metų, susumavę visus žinomus barioninės medžiagos rezervuarus vietinėje Visatoje, astronomai gaudavo skaičių, maždaug dvigubai mažesnį už vertę, kurią mums duoda Visatos struktūrų evoliucijos tyrimai bei jaunos Visatos medžiagos tankio matavimai. Tad kur slepiasi kita pusė medžiagos? Per pastarąjį dešimtmetį aptikta nemažai galimų plačiai pasklidusių karštų dujų rezervuarų, tačiau buvo neaišku, kiek gi iš tiesų juose yra medžiagos. Dabar grupė mokslininkų pateikė atsakymą. Jie pasitelkė beveik 70 greitųjų radijo žybsnių duomenis. Šie žybsniai yra trumpi, milisekundes trunkantys, radijo bangų pliūpsniai, kurie mus pasiekia iš už Paukščių Tako ribų. Jie pasižymi žemėjančiu tonu – pirmiausia mus pasiekia aukšto dažnio bangos, vėliau – žemo. Taip nutinka dėl dispersijos: radijo bangos, sklisdamos pro dujas, kad ir labai retas, šiek tiek sulėtėja, o žemo dažnio bangos sulėtėja labiau, nei aukšto. Kuo daugiau medžiagos tarp žybsnio šaltinio ir mūsų, tuo dispersija didesnė. Visi tyrėjų pasirinkti žybsniai turi patikimai identifikuotus šaltinius – motinines galaktikas. Taigi ir atstumus iki jų nustatyti galima gana tiksliai. Žinodami atstumą ir dispersiją, tyrėjai apskaičiavo vidutinį medžiagos tankį tarp žybsnio ir Paukščių Tako (papildomą dispersiją, kylančią dėl Paukščių Tako medžiagos, įvertinti nesunku, nes Paukščių Tako dujų pasiskirstymą žinome gana detaliai). Taip jie galėjo įvertinti ir bendrą tarpgalaktinės medžiagos, esančios už galaktikų grupių ir spiečių, kiekį. Paaiškėjo, kad šios dujos sudaro net tris ketvirtadalius visos barioninės medžiagos aplinkinėje Visatoje. Grupių ir spiečių tarpgalaktinė bei aplinkgalaktinė medžiaga sudaro apie 15%, o galaktikose esančios dujos ir žvaigždės – apie 10% visos materijos. Bendrai barioninė medžiaga sudaro apie 5,1% kritinio Visatos masės-energijos tankio. Šis rezultatas gerai dera su ankstyvos Visatos stebėjimų duodamais skaičiais, taigi trūkstamų barionų problemos praktiškai nebelieka. Kartu gerokai sumažėja ir kita pastarųjų metų kosmologijos problema, susijusi su didžiausių struktūrų dydžių pasiskirstymu. Ankstesni modeliai dydžių skirstinį prognozavo remdamiesi prielaida, kad barioninė medžiaga pasiskirsto panašiai, kaip ir tamsioji, kurios maždaug pusė yra sutelkta į galaktikų ir spiečių halus. Sumažinus šitaip sutelktos medžiagos kiekį, t.y. įvertinus, kad barionų haluose sutelkta tik ketvirtis, gaunamas dydžių skirstinys turėtų tapti panašesnis į stebimą. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Astronomy.

***

Milžiniška kosminio voratinklio gija. Viena iš vietų, kur slypi „trūkstama“ barioninė medžiaga Visatoje (žr. aukštesnę naujieną), yra tarpgalaktinės dujų gijos, sudarančios vadinamąjį kosminį voratinklį. Gijų medžiaga yra ypatingai reta ir karšta, todėl ir spinduliuoja silpnai. Dar prieš keletą metų ji buvo aptinkama tik pagal tai, kad sugerdavo dalį toliau esančių ryškių objektų spinduliuotės. Vėliau kelioms tyrėjų grupėms pavyko užfiksuoti pačių gijų spinduliuotę, tačiau dažniausiai tik sumuojant daugelio numanomų gijų signalus, sudėtus vieną ant kito. Dabar astronomams pavyko aptikti pavienės gijos spinduliuotę ir netgi nustatyti ją sudarančių dujų fizines savybes. Stebėjimams jie pasirinko Shapley superpiečių – 200 megaparsekų atstumu nutolusį vieną didžiausių žinomų galaktikų telkinių Visatoje. Jo masė daugiau nei 10 tūkstančių kartų viršija Paukščių Tako, jis susideda iš daugiau nei 8000 galaktikų, susigrupavusių į kelias dešimtis spiečių. Kosminiu rentgeno teleskopu Suzaku tyrėjai atliko keturis stebėjimus, kurių bendra trukmė siekia daugiau nei pusantros paros, ir susikoncentravo į regioną tarp dviejų spiečių porų. Taip pat, naudodami aukštesnės erdvinės skyros rentgeno teleskopą XMM-Newton, jie identifikavo taškinius spinduliuotės šaltinius tame pačiame regione, kad galėtų atmesti jų įtaką. Taip jie nustatė, kad galaktikas jungia gija, kurios rentgeno spinduliuotė maždaug penktadaliu stipresnė, nei už gijos ribų. Dujų temperatūra yra apie 10 milijonų laipsnių, o koncentracija – apie 10 dalelių kubiniame metre, šimtą tūkstančių kartų mažiau, nei vidutinis dujų tankis Paukščių Tako diske. Net ir toks tankis yra apie 30-40 kartų aukštesnis, nei vidutinis visos Visatos barioninės medžiagos tankis. Visas gijos ilgis siekia apie 7,2 megaparseko – devynis kartus daugiau, nei skiria mus nuo Andromedos galaktikos. Šie parametrai daugmaž atitinka skaitmeninių modelių prognozes, tačiau detalus palyginimas leis šiuos modelius patobulinti ir geriau suprasti didžiausių Visatos struktūrų formavimąsi. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Astronomy.

***

Kelionės laiku – dažna mokslinės fantastikos rašytojų išmonė. Mokslininkai irgi apie jas galvoja. Sukurtas ne vienas hipotetinis būdas, kaip tą padaryti, aišku iki praktinio pritaikymo jiems dar be galo toli. Apie kirmgraužas turbūt girdėjote daugelis, galbūt girdėjote ir apie Alcubierre variklius. O John Michael Godier supažindina su mažiau girdėta matematine įdomybe: Krasnikovo vamzdžiais:

***

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

Laiqualasse