Viskas Visatoje susiję – banalesnę frazę sugalvoti turbūt būtų sunku. Bet ji nėra klaidinga, o kelios praėjusios savaitės naujienos tą patvirtina. Štai asteroidai, klasifikuojami kaip skirtingų tipų, iš tiesų gali būti labai panašios prigimties – tą rodo poliarizacijos matavimai. Magnetinio lauko linijos irgi mėgsta jungtis ir persijunginėti, o šio proceso egzistavimą Saulės vainike dabar pavyko patvirtinti betarpiškai. Skirtingai iš pradžių atrodantys reiškiniai irgi gali būti to paties proceso atvaizdai. Pavyzdžiui, rentgeno žybsniai ir gama spindulių žybsniai – jų ryšys aptiktas labai tolimame sprogime. Kitose naujienose – naujoviški teleskopų lankstymo būdai, Jupiterio branduolio kilmės analizė ir didžiausių struktūrų įtaka Visatos plėtimuisi. Gero skaitymo!

***

Sulankstomos gėlės kosminių teleskopų pagerinimui. Japoniškas popieriaus lankstymo menas origami iš pirmo žvilgsnio gali atrodyti visiškai nesusijęs su kosmosu, tačiau jau kurį laiką jis įkvepia kosminių prietaisų dizainą. Galimybė sulankstyti didelį aparatą, pavyzdžiui teleskopo veidrodį, į daug mažesnę konfigūraciją leidžia jį pakelti į kosmosą su daug mažesne raketa. Dabar pristatyta visiškai nauja origami formų šeima, kuri gali padaryti jas dar kompaktiškesnes ir patikimesnes. Egzistuojantys origami raštai, nors ir labai naudingi, turi keletą trūkumų. Pavyzdžiui, dažnai jie susipakuoja į sudėtingas struktūras, kurias lengva pažeisti transportavimo metu, o ir vėlesnis išskleidimas būtų komplikuotas. Naujos struktūros, pavadintos “žydėjimo raštais” (angl. “bloom patterns”), išsprendžia šią problemą: jos susilanksto visiškai plokščiai, išlieka plokščios transportavimo metu, o paskui atsiskleidžia į plačias išgaubtas ar įgaubtas struktūras. Keli žydėjimo raštai buvo žinomi ir anksčiau, tačiau naujojo tyrimo autoriai suprato, kad jie priklauso didesnei formų grupei, turinčiai bendras savybes. Visi jie sulankstyti atrodo kaip plokščias, plonas diskas, o atsiskleidžia vienu sklandžiu judesiu. Galutinė forma šiek tiek primena gėlės žiedą – iš čia ir pavadinimas. Komanda sukūrė matematinį modelį, aprašantį žydėjimo raštų veikimą, tada sukonstravo modelius ir prototipus iš popieriaus bei plastiko. Visos formos patikimai atsiskleidė – tai labai svarbu, nes vienas neteisingas sulankstymas galėtų sugadinti visą kosminę misiją. Naujieji raštai galėtų pagerinti ne tik teleskopų veidrodžių, bet ir antenų ar įvairių optinių įrenginių projektavimą bei gabenimą į kosmosą. Pritaikymai kosmosu neapsiriboja: jie galėtų būti naudojami ir žemėje, pavyzdžiui, konstruojant laikinus perkeliamus statinius, išsiplečiančias ir susitraukiančias robotų detales ar miniatiūrinius medicininius prietaisus. Tyrimo rezultatai publikuojami Proceedings of the Royal Society A.

***

Patvirtinta magnetinio persijungimo teorija. Saulės vainike nuolat vyksta vienas iš fundamentalių plazmos fizikos procesų – magnetinis persijungimas. Netoliese esančios priešingų krypčių magnetinio lauko linijos staiga persijungia, išlaisvindamos sukauptą magnetinę energiją ir sukeldamos Saulės žybsnius bei vainikinės masės išmetimus. Šis procesas tyrinėjamas jau dešimtmečius – tiek skaitmeniniais modeliais ir laboratoriniais eksperimentais, tiek stebint Saulę per atstumą. Deja, iki šiol nebuvo įmanoma tiesiogiai išmatuoti magnetinio persijungimo parametrų pačiame Saulės vainike. Dabar Parker Solar Probe zondas pirmą kartą tą padarė: skrisdamas per elektros srovės skraistę persijungiančiame vainiko regione atliko tiesioginius plazmos savybių matavimus. Istoriniai matavimai atlikti 2022 metų rugsėjo 5-6 dienomis, kai zondas skriejo pro Saulės vainiko vietą, kurioje kaip tik vyko didelis išsiveržimas. Netikėtai paaiškėjo, kad magnetinis persijungimas tęsėsi daug ilgiau nei įprastai – Parker aptiko persijungimo padarinius net praėjus 24 valandoms po žybsnio piko. Paprastai šis procesas trunka tik kelias minutes ar valandas. Ilgalaikį persijungimą patvirtino ir Solar Orbiter kosminio zondo stebėjimai, atlikti iš daug didesnio atstumo. Zondo išmatuoti plazmos parametrai persijungimo regione puikiai sutapo su skaitmeninių modelių prognozėmis – tai rodo, kad teoriniai modeliai pakankamai tiksliai aprašo procesą. Šie stebėjimai suteikia svarbią jungtį tarp teorijos ir matavimų ne tik Saulės atmosferoje, bet ir laboratoriniuose eksperimentuose bei kitose astrofizikinėse sistemose. Duomenys atskleidžia, kad magnetinis persijungimas gali vykti daug ilgiau, nei manyta anksčiau, o tai keičia supratimą apie energijos išlaisvinimo procesus kosminėje plazmoje. Rezultatai padės patobulinti magnetinio persijungimo modelius ir geriau suprasti jų ryšį su stebėjimais įvairiais masteliais – nuo Saulės vainiko iki planetų magnetosferų ar aktyvių galaktikų branduolių. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature.

***

Bendra dviejų asteroidų tipų prigimtis. Asteroidai yra tarsi laiko kapsulės, leidžiantys tyrinėti, iš ko ir kaip formavosi Saulės sistema. Jie skirstomi į tipus pagal spektrinius bruožus: M tipo asteroidų paviršiuje gausu metalų, ypač geležies ir nikelio, o K tipo paviršių sudaro silikatai. Nors jų sudėtis visiškai skiriasi, dabar mokslininkai atskleidė, kad abu tipai greičiausiai kilo iš labai panašių pirmtakų. Naudodami dedikuotą Palomar observatorijos instrumentą, tyrėjai atliko poliarizacijos matavimus regimųjų ir artimųjų infraraudonųjų spindulių ruože. Poliarizacija apibūdina šviesos bangų kryptį ir atskleidžia paviršiaus mineralų savybes, kurių neparodo spektrinė analizė ar ryškumo matavimai. Tyrime nagrinėti M tipo asteroidai Psichė, Pandora, Herta ir Kleopatra bei K tipo asteroidai Julija, Eos ir Asteropė pasižymėjo vienoda poliarizacijos priklausomybe nuo kampo, kuriuo į juos krito Saulės šviesa. Palyginimas su laboratoriniais eksperimentais atskleidė, kad jų visų paviršių greičiausiai dengia troilitas – geležies sulfido mineralas, kuris šiaip asteroiduose labai retas. Taigi troilito buvimas rodo, jog abu asteroidų tipai kilo iš panašių ar netgi vienodų didesnių pradinių objektų, kurie vėliau suskilo. Skirtingos bendros asteroidų sudėtys gali būti susijusios su skirtingais pradinių objektų sluoksniais, panašiai kaip Žemė turi branduolį, mantiją ir plutą iš skirtingų medžiagų. Troilito dulkių galėjo būti gausu pradiniame objekte arba susiformuoti dulkių debesyje po skilimo. Atradimas padės geriau klasifikuoti asteroidus, suprasti jų tarpusavio ryšius ir vystymąsi per milijardus metų nuo Saulės sistemos atsiradimo. Tyrimo rezultatai publikuojami The Planetary Science Journal.

***

Jupiterio branduolio kilmė išlieka mįslinga. Jupiteris yra didžiausia Saulės sistemos planeta, sudaryta daugiausiai iš dujų. Ilgą laiką mokslininkai tikėjosi, kad giliai po debesimis egzistuoja ir kietas branduolys, bet Juno duomenys atskleidė kitokį vaizdą. Skirtingai nuo uolinių planetų, kurių kietą paviršių supa aiškiai atskirta atmosfera, Jupiterio atmosfera ir branduolys susimaišę, ir net pačiame centre sunkesni už helį elementai greičiausiai sudaro tik apie pusę tankio. Tokios išskydusios struktūros prigimtis kol kas nėra paaiškinta. Iki šiol pagrindinė hipotezė buvo milžiniško smūgiai modelis. Pagal ją, tokią struktūrą sukūrė kolosalus susidūrimas su kita planeta, kurios masė siekė pusę Jupiterio branduolio masės. Dabar mokslininkai kaip niekad gerai sumodeliavo tokius susidūrimus ir nustatė, kad jie negali paaiškinti Jupiterio branduolio savybių. Hipotezė teigė, kad milžiniškas smūgis išsklaidė Jupiterio branduolio medžiagą po visą planetos tūrį ir net per keturis milijardus metų ji nespėjo nusėsti atgal į vientisą rutulį. Teiginiai paremti skaitmeniniais modeliais, tačiau šie turi vieną trūkumą – galimai klaidingai įvertinamas skirtingų savybių medžiagos maišymasis. Naujojo tyrimo autoriai panaudojo modernų skaitmeninį modelį, kuriame medžiagos maišymasis sekamas daug geriau. Šiuo modeliu jie išnagrinėjo daugybę skirtingų susidūrimų scenarijų, įskaitant ekstremalias sąlygas, tačiau nei viename iš jų nesusiformavo stabili pasklidusio branduolio struktūra. Priešingai: modeliai parodė, kad tankaus uolinio ir ledinio branduolio medžiaga, išmesta smūgio metu, greitai vėl nusėda ir aiškiai atsiskiria nuo išorinių vandenilio ir helio sluoksnių. Taigi susidūrimo hipotezė nepaaiškina Juno duomenų apie laipsnišką perėjimą tarp branduolio ir išorinių sluoksnių. Greičiausiai pasklidęs Jupiterio branduolys susiformavo natūraliai, kai auganti planeta skirtingai absorbavo sunkias ir lengvas medžiagas formavimosi bei vystymosi metu. Šią išvadą sustiprina ir faktas, kad panašų pasklidusį branduolį turi ir Saturnas. Jei tokios struktūros būtų retų ekstremalių susidūrimų pasekmė, vargu ar jas turėtų abi didžiosios Saulės sistemos planetos. Atradimas pakeičia supratimą apie dujinių milžinių formavimąsi ir gali padėti geriau interpretuoti egzoplanetų, panašių į Jupiterį ir Saturną, stebėjimus. Tyrimo rezultatai publikuojami Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 

***

Kaip susiformavo Galilėjiniai palydovai? Šiuo metu astronomai jau neblogai supranta planetų formavimąsi. O štai palydovų formavimasis yra gerokai kitoks procesas, su kuriuo esame daug mažiau susipažinę. Žinome, kad mūsų Mėnulis susiformavo po milžiniško smūgio į Žemę, bet tai toli gražu nėra tipinis scenarijus. Jis negali paaiškinti didžiųjų palydovų sistemų, tokių kaip Jupiterio Galilėjiniai palydovai. Dabar mokslininkai išnagrinėjo skirtingas didžiųjų palydovų sistemų formavimosi idėjas ir pasiūlė, kaip ateityje galėtume jas atskirti. Galilėjiniai palydovai formavosi vadinamajame aplinkjupiteriniame diske. Tai yra jauną žvaigždę supančio disko analogas, tik su Jupiteriu centre. Palydovų formavimasis skiriasi nuo planetų dviem aspektais: vyksta 10-100 kartų greičiau, o sistema nuolat gauna medžiagos iš aplinkžvaigždinio disko ir praranda ją kritant į centrą. Be to, tokių sistemų žinoma daug mažiau nei planetinių sistemų – vos dvi: Jupiterio ir Saturno. Tyrėdidžiuosiusjai išskyrė tris pagrindinius Galilėjinių palydovų formavimosi etapus. Pirmasis – aplinkjupiterinio disko susidarymas. Iš pradžių, prieš maždaug 40 metų, šis etapas buvo aiškinamas vadinamuoju minimalios masės modeliu, pagal kurį diskas nuo pradžių turėjo pakankamai medžiagos, kad suformuotų visus keturis  palydovus. Vėliau, šio amžiaus pradžioje, jį pakeitė “badaujančio disko” teorija, pagal kurią pradinis diskas buvo santykinai tuščias, bet sparčiai augo gaudydamas medžiagą iš aplinkžvaigždinio disko. Antrasis etapas – pačių palydovų akrecija, kuriai galėjo padėti smulkių dulkių dalelių patekimas į diską arba planetesimalių sugavimas. Smulkios dalelės galėjo prasiskverbti į aplinkjupiterinį diską nepaisant Jupiterio gravitacijos sukuriamo plataus tarpo jame, o planetesimalės galėjo kirsti šį diską dėl netvarkingų orbitų. Trečiasis etapas – palydovų migracija ir orbitinių resonansų susidarymas. Kai kurie Galilėjinių palydovų bruožai gali padėti patikrinti šias teorijas: pavyzdžiui, Kalista nėra rezonanse su kitais palydovais ir tik dalinai diferencijuota, skirtingai nuo savo brolių. JUICE misija, šiuo metu skrendanti Jupiterio link, suteiks daugiau duomenų, tačiau tikras proveržis ateis, kai teleskopai taps pakankamai galingi aptikti egzoplanetas su didelėmis palydovų šeimomis. Apžvalgą rasite arXiv.

***

Pastaruoju metu daug kalbama apie kometą – o gal ir ne – 3I/ATLAS, vos trečią žinomą tarpžvaigždinį svečią. Bet įdomių kometų gausu ir Saulės sistemoje. Štai 29P, tarp Jupiterio ir Neptūno skrajojantis kentauras, karts nuo karto sužimba šimtus kartų ryškiau dėl kriovulkaninių išsiveržimų. Kaip tai vyksta ir kodėl išsiveržimai nesibaigia? Pasakoja Astrum:

***

Potvyniai mažų žvaigždžių planetose. Potvyninės jėgos, aišku, sukelia potvynius Žemėje. Po truputį jos lėtina mūsų planetos sukimąsi, o krantus skalaujančios bangos prisideda prie erozijos ir netgi galėjo būti esminiai veiksniai gyvybės atsiradimui mūsų planetoje. Žemėje šios jėgos yra santykinai silpnos, tačiau gyvybinėje zonoje aplink mažas žvaigždes jos gali būti tūkstančius kartų didesnės. Taip nutinka dėl mažo atstumo: mažų žvaigždžių gyvybinė zona, t.y. regionas, kuriame esanti planeta gautų panašiai žvaigždės energijos, kaip Žemė gauna iš Saulės, yra dešimtis kartų arčiau žvaigždės, nei Žemės orbita. Jei planeta skrieja tiksliu apskritimu ir visą laiką į žvaigždę atsukusi tą pačią pusę, susidaranti potvynio banga yra stacionari – planeta tiesiog išsitempia į šiek tiek pailgą formą. Tačiau jei planetos orbita ištęsta arba jei sukimosi aplink ašį ir aplink žvaigždę periodai nesutampa, susidarančios bangos gali turėti reikšmingos įtakos planetos evoliucijai. Dabar mokslininkai pirmą kartą sumodeliavo šiuos procesus ir atskleidė, kad jie gali reikšmingai pagreitinti planetų orbitų vystymąsi. Tyrėjai pasitelkė skaitmeninius hidrodinaminius modelius ir palygino potvynius Žemėje su trimis egzoplanetomis: Kentauro Proksimos b, GJ 3323b ir TRAPPIST-1e. Visos jos skrieja aplink mažas žvaigždes (atitinkamai 0,12, 0,17 ir 0,08 Saulės masės) daug arčiau nei Žemė – jų atstumai iki žvaigždžių sudaro tik 0,0485, 0,0328 ir 0,0282 astronominio vieneto (Žemės orbita yra 1 AU pagal apibrėžimą). Be to, pirmų dviejų planetų orbitos yra pailgos (ekscentriškumai 0,35 ir 0,23), skirtingai nei Žemės beveik apskritiminė orbita (0,0167; nulis reikštų idealų apskritimą, vienetas – parabolinę orbitą). Modeliai atskleidė, kad potvyninės jėgos planetas su pailgomis orbitomis gali paveikti dešimtis-šimtus kartų stipriau nei Žemę. Planetose su pailgomis orbitomis vandenynų potvyniai gali pasiekti 1000 metrų aukštį ir judėti net 10 m/s greičiu. Toks vandenynų judėjimas sukeltų milžinišką energijos išsiskyrimą – vidutiniškai 100 W kvadratiniam metrui visoje planetoje. Palyginimui tiek Žemė, tiek kitos tirtos planetos iš savo žvaigždžių gauna energijos kiekį, lygų kiek daugiau nei 1000 W kvadratiniam metrui. Šie ekstremalūs potvyniai kardinaliai keistų planetų geografiją: tikėtina, kad visi žemynai būtų lengvai nuplaunami, todėl planeta greitai pavirstų vientisu vandenynu. Stiprūs potvyniai taip pat sustiprintų vandens maišymąsi gelmėse ir šilumos pernašą nuo pusiaujo prie ašigalių, o tai paveiktų klimatą ir gyvybės atsiradimo bei vystymosi galimybes. Net planetose su beveik apskritiminėmis orbitomis, prirakintose prie žvaigždžių viena puse, potvyniai būtų palyginami su žemiškaisiais. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Nuogos žvaigždės sprogimas. Masyvios žvaigždės, artėdamos prie gyvenimo pabaigos, įgauna sluoksniuotą struktūrą, panašią į svogūną: išorėje lengviausi elementai, tokie kaip vandenilis ir helis, giliau – sunkesni, o centre – geležis. Kai tokios žvaigždės sprogsta supernovomis, sprogimo spektre paprastai matyti stiprūs lengvųjų elementų signalai. Kartais žvaigždės vėjai dar iki sprogimo nupučia visą vandenilio sluoksnį, tada spektre dominuoja helis. Dar rečiau būna prarandamas ir helis, tada spektre dominuoja anglies. O dabar mokslininkai aptiko visiškai naujo tipo supernovą, kurios spektre dominuoja sunkieji elementai – silicis, siera ir argonas. Supernova SN 2021yfj buvo aptikta 2021 metų rugsėjį, naudojant Zwicky Transient Facility teleskopą Kalifornijoje. Ji suspindo labai ryškiai žvaigždėdaros regione galaktikoje, nutolusioje 680 megaparsekų (palyginimui Andromedą nuo mūsų skiria 0,78 megaparseko). Netrukus išmatavę jos spektrą, tyrėjai nustebo – vietoje įprastų lengvųjų elementų signalų jie aptiko stiprią silicio, sieros ir argono spinduliuotę. Šie sunkieji elementai formuojasi tik branduolinių reakcijų metu masyvių žvaigždžių gelmėse, šioms visai priartėjus prie gyvenimo pabaigos. Galimybė juos matyti reiškia, kad žvaigždė prieš sprogimą prarado beveik visus išorinius sluoksnius – vandenilio, helio ir net anglies – ir tapo „nuoga iki kaulų”. Tokie ekstremalūs masės nuostoliai anksčiau nebuvo stebėti; jie rodo, kad žvaigždė patyrė ypač energingus masės praradimus. Mokslininkai siūlo keletą galimų paaiškinimų: sąveiką su žvaigžde kompanione, milžinišką išsiveržimą prieš supernovą arba neįprastai stiprius žvaigždinius vėjus. Labiausiai tikėtina, kad žvaigždė tiesiog išardė pati save: ekstremalus karštis ir tankis centre iš naujo paleido tokią intensyvią branduolinę sintezę, kad sugeneruota energija išmetė galingus energijos pliūpsnius ir nupūtė išorinius sluoksnius. Šis procesas, vadinamas porinio nestabilumo epizodais, galėjo kartotis kelis kartus. Vienas iš paskutiniųjų išmestų sluoksnių susidūrė su anksčiau išmesta medžiaga ir sukūrė ryškų spindesį, kurį ir stebėjome kaip SN 2021yfj. Atradimas suteikia pirmus tiesiogius įrodymus apie masyvių žvaigždžių sluoksniuotą struktūrą ir rodo, kad žvaigždžių evoliucijos keliai yra daug įvairesni, nei manyta anksčiau. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature.

***

Maždaug 60 megaparsekų atstumu nuo mūsų, Povo žvaigždyno kryptimi, plyti to paties pavadinimo galaktikų grupė. Grupės yra palyginus nedideli galaktikų telkiniai; ir šioje nuotraukoje suskaičiuojame šešias didokas ir gal keliolika mažesnių galaktikų. Tarp jų išsiskiria NGC 6872 (apačioje kairėje) – tai didžiausia žinoma spiralinė galaktika, bent penkis kartus didesnė už Paukščių Taką. Jos išsiskleidusios vijos yra sąveikos su mažesne kaimyne IC 4970 pasekmė. Masyviausia grupės galaktika – elipsinė NGC 6876 truputį į dešinę ir aukštyn nuo centro.

***

Kosminių spindulių gausa jaunoje Visatoje. Kosminis vidurdienis – tai laikotarpis maždaug 2-4 milijardai metų po Didžiojo sprogimo, kai daugelis galaktikų sparčiai augo bei formavo žvaigždes. Tuometinė žvaigždėdaros sparta 10-100 kartų viršijo šiandieninę, galaktikos augo jungdamosi su kaimynėmis, o tamsiosios materijos halai irgi sparčiai didėjo prisitraukdami aplinkinę medžiagą. Šis laikotarpis itin svarbus galaktikų evoliucijai, tačiau stebėti jį regimųjų spindulių ruože sudėtinga, nes dulkės blokuoja šviesą. Dabar mokslininkai panaudojo radijo bangas, kurios laisvai prasiskverbia pro dulkes, ir atskleidė žvaigždėdaros, magnetinių laukų ir kosminių spindulių savybes jaunoje Visatoje. Tyrėjai išanalizavo 160 galaktikų radijo spektrus iš 2-4 milijardų metų amžiaus Visatos, naudodami MeerKAT (Pietų Afrikoje), Very Large Array (JAV) ir Giant Metrewave (Indija) teleskopų duomenis. Mokslininkai atskyrė du radijo spinduliuotės komponentus ir sutelkė dėmesį į sinchrotroninę spinduliuotę, kurią skleidžia elektronai, judėdami spirale magnetiniame lauke. Paaiškėjo, kad sinchrotroninės spinduliuotės spektro indeksas ankstesniais laikais buvo plokštesnis, nei dabar, taip pat jis plokštesnis sparčiau žvaigždes formuojančiose galaktikose. Plokštesnis indeksas reiškia, kad galaktika skleidžia daugiau aukštos energijos elektronų, lyginant su mažiau energingais. Taigi elektronai buvo energingesni ankstyvoje Visatoje, greičiausiai dėl intensyvesnės žvaigždėdaros. Tyrėjai taip pat nustatė, kad magnetiniai laukai tolimose galaktikose irgi yra stipresni. Paradoksalu tai, kad elektronai magnetiniame lauke paprastai greitai praranda energiją, taigi būtų galima tikėtis koreliacijos tarp stipresnių magnetinių laukų ir žemesnės elektronų energijos, tačiau ankstyvų galaktikų spektrai rodo priešingai. Galimas paaiškininmas – magnetiniai laukai tose sistemose yra labai susipynę ir turbulentiški, todėl nors ir yra stiprūs, elektronų energijos taip efektyviai nepanaikina. Tokia magnetinių laukų konfigūracija taip pat padeda kai kurioms dalelėms įgreitėti iki milžiniškų energijų ir tapti kosminiais spinduliais. Šie rezultatai perša išvadą, kad kosminio vidurdienio galaktikas turėtų gaubti didžiuliai kosminių spindulių halai; jie galėjo stipriai paveikti galaktikų evoliuciją. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astrophysical Journal.

***

Trumpalaikiai rentgeno žybsniai atskleidžia žvaigždžių mirtis. Daugelis astronominių reiškinių vystosi ypatingai lėtai, tačiau pasitaiko ir išimčių. Viena jų – greitieji trumpi rentgeno žybsniai (angl. Fast X-ray Transients, FXT). Vos kelias minutes trunkantys žybsniai porą dešimtmečių išliko paslaptingi, nes dažniausiai būdavo aptinkami tik archyviniuose duomenyse, gerokai po to, kai pats žybsnis pasibaigė ir tolesniais stebėjimais nebuvo įmanoma nieko pamatyti. Pernai sausį paleistas rentgeno teleskopas Einstein Probe keičia situaciją: jis gali pakankamai greitai lokalizuoti FXT poziciją danguje, kad ten spėtų pažvelgti ir kiti teleskopai. Dabar paskelbta vieno pirmųjų tokių žybsnių analizė rodo, kad FXT greičiausiai yra žvaigždžių mirčių požymiai. Įvykis, pažymėtas EP240315a pagal atradimo datą, truko kiek mažiau nei pusvalandį. Einstein Probe pateikė gana tikslią objekto padėtį, tada keli teleskopai, greitai nukreipti ta pačia kryptimi, ją dar patikslino ir leido atlikti stebėjimus tiek regimųjų, tiek ultravioletinių ir gama spindulių ruože. Paaiškėjo, kad sprogimas įvyko, kai Visata buvo mažiau nei 10% dabartinio amžiaus – jo šviesa iki mūsų keliavo 12 milijardų metų. Žybsnio nuotolis ir ryškis leido apskaičiuoti, kad sprogimas per kelias sekundes išskyrė daugiau energijos, nei Saulė išspinduliuos per visą savo gyvenimą. Tokia milžiniška energija, kaip ir aptiktas gama spindulių signalas, rodo, kad bent jau šis FXT buvo gama spindulių žybsnio dalis. Gama žybsniai tyrinėjami daugiau nei pusšimtį metų. Vienas iš dviejų pagrindinių jų šaltinių yra labai masyvių žvaigždžių sprogimai. Greičiausiai toks reiškinys stebėtas ir šįkart. Įdomu, kad žybsnio spektre praktiškai nematyti vandenilio pėdsakų. Tai reiškia, kad didelė dalis – bent 10% – sprogusios žvaigždės išspinduliuotų ultravioletinių fotonų galėjo pabėgti iš motininės galaktikos į tarpgalaktinę erdvę. Ultravioletiniai fotonai palaiko tarpgalaktines dujas jonizuotas; tuo metu, kai įvyko EP240315a, buvo praėję nelabai daug laiko nuo tada, kai tarpgalaktinė erdvė tapo pilnai jonizuota. Astronomai jau ilgą laiką ginčijasi, kokie objektai – masyvios žvaigždės ar aktyvūs branduoliai, didelės ar mažos galaktikos – daugiausiai prisidėjo prie jonizuojančių fotonų pasklidimo po Visatą. EP240315a yra kol kas tolimiausias įvykis, kai galime stebėti jonizuojančių fotonų pabėgimą iš individualios žvaigždės aplinkos, taigi jo ir panašių reiškinių analizė reikšmingai prisidės prie atsakymo paieškų. Per metus nuo šio pirmojo įvykio mokslininkai aptiko dar 20 panašių sprogimų. Jie suteikia naują būdą tirti tiek masyvių žvaigždžių mirtį, tiek tolimosios Visatos savybes. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Astronomy.

***

Struktūrų įtaka Visatos plėtimuisi. Standartinis kosmologijos modelis, vadinamas Lambda-CDM, aprašo Visatos evoliuciją nuo Didžiojo sprogimo iki šių dienų. Jame laikoma, kad medžiaga Visatoje pasiskirsčiusi daugmaž tolygiai, o skirtingos materijos sankaupos tarpusavyje nesąveikauja. Realybėje, aišku, yra visai kitaip: Visatoje matome žvaigždes ir planetas, galaktikas ir jų spiečius, taip pat – milžiniškas tuštumas. Visos jos nuolat sąveikauja gravitaciškai. Dabar mokslininkai sukūrė naują matematinį modelį, kuris pirmą kartą į Lambda-CDM įtraukia tiek kolapsuojančius materijos regionus, tiek besiplečiančias tuštumas. Modelyje vidutinė materija, tankūs spiečiai ir retos tuštumos traktuojami kaip skirtingi materijos komponentai, ir skaičiuojama tiek medžiagos apykaita tarp jų, tiek galimai skirtingas erdvės plėtimasis skirtingose vietose. Taip sukuriamas receptas, leidžiantis apskaičiuoti didžiausių kosminių struktūrų poveikį kosmologiniams matavimams, nenaudojant naujos fizikos. Tyrėjai siekė nustatyti minimalius tuštumų ir spiečių dydžius, reikalingus, kad jie paveiktų Visatos plėtimąsi ir kosmologinių parametrų matavimus. Analizuodami trijų nepriklausomų duomenų rinkinių, apimančių galaktikų pasiskirstymą ir remiantis supernovų sprogimais išmatuotus atstumus iki jų, išsidėstymą grafikuose, mokslininkai nustatė, kad jie persidengia ne ten, kur prognozuoja standartinis modelis. Standartinis Lambda-CDM modelis numato, kad visų duomenų rinkinių kontūrai turėtų prognozuoti spiečių ir tuštumų gabaritus, didesnius už maksimalų įmanomą dydį šiandieninėje Visatoje. Realybėje kiekvienas duomenų rinkinys išsidėstęs vis kitoje parametrų erdvės dalyje, o persidengia jie maždaug ties 10 megaparsekų dydžiu. Tai reiškia, kad didesni nei maždaug 10 megaparsekų skersmens spiečiai ar tuštumos gali turėti pastebimos įtakos kosmologinių parametrų vertinimams. Turint omeny, kad kosminės tuštumos įprastai yra 10-100 megaparsekų skersmens, o spiečiai irgi gali viršyti 10 megaparsekų, į jų įtaką atsižvelgti derėtų. Naujasis modelis gali padėti išspręsti du didžiausius šiuolaikinės kosmologijos klausimus – Hablo įtampą ir kintančią tamsiąją energiją. Hablo įtampa yra neatitikimas tarp dviejų Visatos plėtimosi spartos skaičiavimo metodų, o dinamiška tamsioji energija yra rezultatas, jog tamsioji energija laikui bėgant silpsta. Įtraukus spiečių ir tuštumų efektą, Visatos plėtimasis pakinta būtent taip, kaip stebima, o įvertintas tamsiosios energijos stiprumas aplinkinėje Visatoje irgi gaunamas mažesnis, nei ankstyvoje. Tyrimo rezultatai publikuojami Physical Review Letters.

***

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

Laiqualasse