Stiprūs smūgiai gali supurtyti net ir milžiniškus dangaus kūnus – planetas, žvaigždes, juodąsias skyles. Štai planetesimalių – planetų pirmtakų – susidūrimai jaunoje Saulės sistemoje galėjo sukurti chondrules, dažną meteoritų ingredientą. O Marso formavimosi metu vykę susidūrimai paliko pėdsakus planetos mantijoje, kurie greičiausiai neišnyko iki šiol. Gravitacinės bangos, sklindančios iš kompaktiškų objektų susidūrimų, tampa vis svarbesniu astrofizikinių tyrimų įrankiu; dabar jų katalogas papildytas daugiau nei šimtu naujų signalų. Kitose naujienose – kintanti asteroidų spalva, pagerinti garinių planetų modeliai ir baltųjų nykštukių gyvybinės zonos. Gero skaitymo!
***

Asteroidų spalva keičiasi. Asteroidai yra Saulės sistemos formavimosi liekanos, kuriose galime rasti informacijos apie pirmuosius sistemos amžius. NASA OSIRIS-REx misija 2023 metais pargabeno asteroido Bennu mėginių į Žemę, suteikdama unikalią galimybę detaliai ištirti seniausių ir gryniausių asteroido dalelių sandarą. Mėginiai greitai užminė mįslę: kodėl Bennu atspindi Saulės šviesą kitaip, nei asteroidas Ryugu, nors mineralinė jų sandara labai panaši? Dabar mokslininkai teigia radę atsakymą. Tiek Bennu, tiek Ryugu yra anglimi turtingi „nuolaužų krūvos“ tipo asteroidai, tačiau stebint pro teleskopą, Ryugu atrodo kiek rausvas, o Bennu – melsvas. Anksčiau manyta, kad šie skirtumai kyla dėl skirtingų kosminio dūlėjimo procesų – skirtingos asteroidų paviršiaus sąveikos su Saulės vėju ir spinduliuote bei kosminiais spinduliais. Visgi mėginių analizė atskleidė kitokį vaizdą. Abu asteroidai patiria kosminio dūlėjimo procesus labai panašiai, tačiau skiriasi jų amžius. Ryugu paviršiaus grūdeliai atviroje erdvėje gulėjo tik kelis tūkstančius metų, tuo tarpu Bennu – dešimtis tūkstančių metų. „Nuolaužų krūvos“ asteroidų paviršius keičiasi cikliškai, todėl jo išvaizda, matoma per teleskopus, irgi kinta. Šis atradimas leidžia mokslininkams ekstrapoliuoti žinias apie 1,45 milijono žinomų asteroidų Saulės sistemoje savybes, nors fiziškai apsilankyti kiekviename iš jų tikrai neįmanoma. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Communications.

***

Metalų išgavimas iš Marso regolito. Marso kolonizacija reikalaus milžiniško kiekio statybinių medžiagų, tačiau jų gabenimas iš Žemės būtų ekonomiškai neįmanomas – vien vienos tonos NASA Perseverance roverio kelionė kainavo 243 milijonus dolerių. Alternatyva – gaminti medžiagas vietoje, naudojant Marso išteklius (angl. in-situ resource utilization, ISRU). Marso paviršių dengiančios dulkės, arba regolitas, susideda iš geležies gausių oksidų ir aliumosilikatų, o atmosferoje gausu anglies dvideginio, kuris gali pasitarnauti kaip redukuojantis agentas metalų gavybai. Dabar mokslininkai ištyrė tokių procesų perspektyvas laboratorijoje. Tam jie panaudojo sintetinį Marso regolito analogą, kuris savo mineraline sudėtimi panašus į Gale krateryje randamą gruntą ir susideda iš plagioklazų, piroksenų, olivino, magnetito ir hematito mineralų su įvairiais metalų oksidais. Patalpinę mėginius į kamerą su Marso atmosferos slėgiu ir keisdami temperatūrą, mokslininkai nustatė, kad geležies oksidai skilti praeda 600°C temperatūroje, o gryna metalinė geležis susidaro prie 1000-1070°C. Aukštesnėse temperatūrose (1150-1450°C) regolitas išsilydo visiškai ir formuojasi geležies-silicio lydinys. 1400°C temperatūroje skystų metalų lašeliai susijungė ir atsiskyrė nuo šlakų, panašiai kaip įprastuose žemiškuose metalurgijos procesuose. Tyrėjai planuoja optimizuoti procesą, panaudojant šalutinius produktus kitur, kad galiausiai būtų išnaudojamas visas regolitas. Iš vietoje pagamintų metalų galėtų būti statomi gyvenamųjų pastatų korpusai, gaminami tyrimų įrenginių korpusai ir kasybos įranga. Tai reikšmingai sumažintų bet kokių ateities misijų išlaidas. Rezultatai publikuojami dviejuose straipsniuose Acta Astronautica.

***

Chaotiška Marso mantija. Kiekvienos planetos vidus yra tarsi laiko kapsulė, kurioje išsaugoti jos formavimosi ir vystymosi pėdsakai. Paprastai uolinės planetos vaizduojamos kaip turinčios praktiškai vientisus sluoksnius – plutą, mantiją ir branduolį, tvarkingai išsidėsčiusius vieną virš kito. Žemėje panašiai ir yra, nes tektoninių plokščių judėjimas įvairius netolygumus sunaikina; taigi ir formavimosi pėdsakai čia beveik pranykę. Tačiau Marse, pasirodo, yra kitaip: NASA InSight misijos surinkti seisminiai duomenys atskleidė, kad raudonosios planetos mantija yra daug chaotiškesnė. Priešingai nei tvarkingai sluoksniuotas Žemės „tortas“, Marso mantija labiau primena pyragą su razinomis. Tyrimo autoriai nagrinėjo aštuonis stiprius ir daugybę silpnesnių Marso drebėjimų; du iš jų sukėlė meteoritų smūgiai, kitus – pačios planetos tektoniniai procesai. Seisminių bangų analizė atskleidė, kad aukštesnio dažnio bangos iki detektoriaus keliavo ilgiau, nei žemo; tai rodo, jog joms sklisti per Marso mantiją trukdo netolygumai. Šie netolygumai yra iki 4 kilometrų skersmens fragmentai, greičiausiai išlikę dar nuo planetos formavimosi. Jie susidarė, kai į augantį Marsą trenkėsi milžiniškos planetesimalės. Susidūrimai buvo panašūs į tą, kuris suformavo mūsų Mėnulį, tačiau pastarojo pėdsakai seniai išsisklaidė Žemės gelmėse. Smūgiai išskyrė pakankamai energijos, kad ištirpdytų dideles jaunod planetos plutos dalis ir paverstų jas magmos okeanais. Pastariesiems vėstant, pluta vėl sustingo į vientisą akmenį, tačiau mantijoje įstrigusios atsitrenkusių objektų liekanos išliko. Faktas, kad jie randami ir po 4,5 milijardo metų, rodo, kad Marso viduje konvekcija – medžiagos srovių judėjimas mantijoje – vyksta itin lėtai, mantija yra klampi ir prastai maišosi. Atradimas padės geriau suprasti ne tik Marso, bet ir kitų uolinių planetų, tokių kaip Merkurijus ir Venera, ar palydovų, kaip mūsų Mėnulis, istoriją. Tyrimo rezultatai publikuojami Science.

***

Chondrulių prigimtis atskleidžia Jupiterio amžių. Meteorituose dažnai randamos mažytės apskritos granulės, vadinamos chondrulėmis. Tai 0,1-2 milimetrų dydžio rutuliukai, susidarę kristalizuojantis silikatams. Jie susiformavo pačioje Saulės sistemos jaunystėje, įkaitusiems silikatams vėstant 10-1000 kelvinų per valandą greičiu. Iki šiol nebuvo aišku, kokie procesai galėjo sukurti tokio dydžio ir taip greitai vėstančių dalelių. Dabar mokslininkai nustatė, kad chondrulės susiformavo dėl Jupiterio augimo sukeltų planetesimalių susidūrimų. Mokslininkai sukūrė kompiuterinius Jupiterio augimo modelius ir sekė, kaip jo gravitacija sukėlė dideliu greičiu vykstančius susidūrimus tarp uolingų ir vandens turinčių planetesimalių. Susidūrimų metu silikatai išsilydė, o vanduo staiga virto garais. Jie plėtėsi lyg mažyčiai sprogimai ir suskaidė silikatų lydinį į mažyčius lašelius. Taip pat besiplečiantys garai veikė kaip puiki aušinimo medžiaga, tad atvėsino lašelius ir jie tapo chondrulėmis, kurias šiandien randame meteorituose. Modeliai atskleidė, kad efektyviausiai procesas vyksta susidūrimams viršijus 2 km/s greitį. Toks mechanizmas labai natūraliai paaiškina stebimus chondrulių dydžius ir atvėsimo greičius, nereikalaudamas specifinių sąlygų. Svarbiausia išvada – chondrulių formavimosi pikas sutampa su sparčia Jupiterio augimo faze. Meteoritų analizė rodo, kad intensyviausias chondrulių formavimasis vyko 1,8 milijono metų po Saulės sistemos pradžios, taigi šį laikotarpį galime laikyti ir Jupiterio gimimo laiku. Šis tyrimas suteikia naują būdą nustatyti planetų formavimosi chronologiją. Trumpas chondrulių gamybos laikas dėl Jupiterio formavimosi negali paaiškinti meteorituose randamų skirtingo amžiaus chondrulių, todėl tikėtina, kad kitos planetos milžinės, kaip Saturnas, augdamos taip pat sudarė sąlygas chondrulių formavimuisi. Tyrimo rezultatai publikuojami Scientific Reports.

***

Suanglėjęs protoplanetinis diskas. Planetos formuojasi protoplanetiniuose diskuose aplink jaunas žvaigždes. Įprastai nagrinėjant tokio disko raidą laikoma, kad vandens ledo granulės po truputį dreifuoja iš šaltų išorinių regionų centro link, kur dėl augančios temperatūros išgaruoja. Dėl to centrinėse disko dalyse, kur gali formuotis į Žemę panašios uolinės planetos, paprastai matomi stiprūs vandens garų signalai. Tačiau dabar James Webb teleskopu aptiktas itin neįprastas protoplanetinis diskas aplink jauną žvaigždę XUE 10, kuriame dominuoja anglies dioksidas, o vandens beveik nėra. XUE 10 priklauso masyviam besiformuojančiam žvaigždžių spiečiui NGC 6357, kurį nuo mūsų skiria 1,7 kiloparseko. Tankioje aplinkoje žvaigždę ir jos diską veikia išorinė ultravioletinė spinduliuotė, maždaug 1000 kartų stipresnė nei Saulės aplinkoje. Tyrimo autoriai išmatavo infraraudonųjų spindulių spektrą ir aptiko stiprų anglies dvideginio dujų signalą. Jis buvo pakankamai ryškus, kad pavyktų aptikti ne tik pagrindinį molekulės izotopą, bet ir dar tris atmainas kuriose anglies arba deguonies atomai turi kitokį neutronų skaičių branduolyje. Tai pirmas kartas, kai protoplanetiniame diske aptinkami net keturi anglies dvideginio izotopai. Anglies dvideginio egzistavimas rodo, kad dujų temperatūra palyginus žema, iki 370 kelvinų (apie 100 laipsnių Celsijaus skalėje), o spinduliuotė sklinda iš 1,15 astronominio vieneto regiono. Žemės orbita, pagal apibrėžimą, yra 1 AU atstumu nuo Saulės, taigi anglies dvideginis tikrai matomas centrinėje disko dalyke. Tuo tarpu vandens garų ten ypač mažai, kelis šimtus kartų mažiau nei anglies dvideginio. Mokslininkai mano, kad už tokią neįprastą cheminę sudėtį atsakingas efektyvus vandens garų pašalinimas iš disko. Tai galėjo nutikti arba dėl advekcijos – vandens garai ištekėjo lauk, – arba veikiant stipriai ultravioletinei spinduliuotei, kuri suardė vandens garų molekules. Pastarasis efektas galėjo kartu paskatinti anglies dvideginio dujų gamybą. Šie rezultatai meta iššūkį įprastiems diskų evoliucijos modeliams, nes šie tokių anomalijų paaiškinti nepajėgia. Gali būti, kad atsakymą pasufleruos detalesnė skirtingų izotopų analizė – ji gali atskleisti ir išorinės UV spinduliuotės poveikį, ir į diską kritusio vandens ledo izotopinę sudėtį. Tyrimo rezultatai publikuojami Astronomy & Astrophysics.

***

Planetos gimsta dujų ir dulkių diskuose, o jų gravitacija atveria tuose diskuose tarpus. Čia tokią situaciją ir matome: jauna planeta, nuotraukoje švytinti gelsvai, dalina diską į aiškias vidinę ir išorinę dalis. Kadaise panašiai atrodė ir Saulės sistema, kai prie jos tik pradėjo formuotis Jupiteris.

***

Detalesni garinių pasaulių modeliai. Vienas dažniausių egzoplanetų tipų yra vadinamieji subneptūnai – planetos, kurių dydis ir masė tarp Žemės ir Neptūno. Žinodami jų masę ir spindulį, galime apskaičiuoti tankį ir įvertinti cheminę sudėtį; tokie skaičiavimai rodo, kad jose turėtų būti gausu vandens. Iš kitos pusės, dauguma subneptūnų skrieja daug arčiau savo žvaigždžių nei Žemė prie Saulės, todėl jų paviršiuje skystas vanduo negali egzistuoti. Šias planetas gaubia vandens garų atmosferos, o giliau turėtume rasti egzotiškų vandens būsenų sluoksnius. Tokie „gariniai pasauliai“ teoriškai buvo numatyti dar prieš 20 metų, bet iki šiol jų struktūros modeliai buvo gana primityvūs. Dabar mokslininkai šiuos modelius gerokai patobulino. Ankstesni subneptūnams naudojami modeliai buvo pritaikyti lediniams Saulės sistemos palydovams, tokiems kaip Europa ar Enceladas. Tačiau subneptūnai kardinaliai skiriasi – jie 10-100 kartų masyvesni ir skrieja daug arčiau žvaigždžių, todėl neturi ledinio paviršiaus ar skystų vandenynų. Po vandens garų atmosfera ten egzistuoja superkritinio vandens sluoksniai. Tokia egzotiška vandens fazė tyrinėjama laboratorijose; ji pasižymi daug sudėtingesniu elgesiu nei paprastas skystas vanduo ar ledas. Kai kurie modeliai ir bandymai netgi rodo, kad ekstremalaus slėgio ir temperatūros sąlygomis subneptūnų gelmėse vanduo gali virsti superjoniniu ledu – faze, kurioje vandenilio jonai laisvai juda deguonies kristalinėje gardelėje. Naujasis subneptūnų struktūros modelis atsižvelgia į eksperimentinius duomenis apie vandens fiziką ekstremaliomis sąlygomis ir sudaro galimybę sekti šių planetų evoliuciją milijardus metų. Laikui bėgant, planeta vėsta ir traukiasi, tačiau lyginant su ankstesniais modeliais, tą daro daug lėčiau – sumažėja iki 10%. Pastaraisiais metais James Webb teleskopas patvirtino vandens garų egzistavimą keliuose subneptūnuose; astronomai tikisi artimiausiu metu aptikti dar bent dešimtis tokių objektų. Vandens pasiskirstymo modeliavimas šiose gana dažnose egzoplanetose padės suprasti, kaip vanduo – viena dažniausių molekulių Visatoje – juda planetų sistemų formavimosi metu. Tai leis geriau prognozuoti ir vandens kiekį retesnėse, vėsesnėse planetose, kurios gali būti tinkamos gyvybei. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astrophysical Journal.

***

Planetų tranzitai išryškina žvaigždžių dėmes. Žvaigždžių dėmės, panašios į Saulės, paveikia jų matomą šviesumą, o tai daro įtaką planetų atmosferų tyrimų tikslumui. Taip pat dėmės teikia informaciją apie žvaigždės magnetinio lauko savybes ir aktyvumą, o tai svarbu tiek aiškinantis apie žvaigždžių įvairovę, tiek apie galimą planetų tinkamumą gyvybei. Analizuoti dėmes nelengva, nes žvaigždžių paviršių išskirti negalime (yra išimčių, bet labai nedaug); tradiciniai metodai remiasi tik žvaigždžių šviesio kitimu, šioms sukantis aplink savo ašį, bet tai suteikia tik ribotą informaciją apie dėmių savybes. Dabar mokslininkai sukūrė naują metodą, kuris padeda sudaryti žvaigždžių paviršių žemėlapius naudodamas planetų tranzitų duomenis. Tranzitu vadinamas planetos praslinkimas per žvaigždės diską, stebint iš Žemės. Jo metu matome, kad žvaigždė pritemsta, nes planeta užstoja dalį jos šviesos. Kai planeta tranzito metu pereina per žvaigždės dėmę, šviesos kreivėje atsiranda charakteringi pokyčiai – papildomi šviesio sumažėjimai ir padidėjimai. Šie signalai gali atskleisti dėmių savybes, tokias kaip dydis, vietą žvaigždės diske ir tikrasis ryškumas. NASA TESS ir Kepler teleskopų surinkti duomenys leidžia ne tik nustatyti planetų savybes, bet ir detaliai ištirti jų motininių žvaigždžių paviršių. Naujasis metodas apjungia planetų tranzitų modeliavimą su žvaigždžių kintamumo analize, naudodamas matematines transformacijas, kurios padeda išskirti paviršių struktūras, ir tikimybinius dėmių savybių modelius. Testuodami metodą sintetiniais duomenimis, tyrėjai sėkmingai atkūrė dėmių pasiskirstymus, žvaigždžių ir planetų orbitų ašių tarpusavio orientaciją ir dėmių fizikines savybes. Pritaikę metodą sistemos TOI-3884 stebėjimams jie parodė, kad toje žvaigždėje dėmės susitelkusios aukštose platumose, o planetos orbita sudaro didelį kampą su žvaigždės sukimosi ašimi. Geresnės žinios apie žvaigždžių dėmes padės tiksliau charakterizuoti egzoplanetų atmosferas, atskiriant žvaigždžių aktyvumo signalus nuo tikrų planetų atmosferos savybių. Tyrimas ypač naudingas būsimoms misijoms, tokioms kaip NASA Pandora, kuri stebės egzoplanetų atmosferas ir jų šeimininkių žvaigždžių aktyvumą. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astrophysical Journal.

***

Retieji izotopai aplinkinėse žvaigždėse. Beveik viskas, ką matome aplinkui, susideda iš atomų, kurie buvo sukurti karštose žvaigždžių gelmėse. Iš paprasčiausių vandenilio ir helio branduolių, kurie egzistavo nuo Visatos aušros, žvaigždės gamina sunkesnius elementus, tokius kaip anglis, azotas ir deguonis; astronomai juos bendrai vadina metalais. Žvaigždei pabaigus gyvenimą, dalis naujai pagamintų elementų išsklaidoma į kosmosą ir praturtina dujas Paukščių Take bei suteikia žaliavų naujoms žvaigždėms ir planetoms formuotis. Kiekvienos žvaigždės šviesa turi šios cheminės istorijos „pirštų atspaudą“, kurį astronomai gali perskaityti tyrinėdami izotopus – to paties elemento atmainas su skirtingu neutronų skaičiumi. Dabar mokslininkai pirmą kartą išmatavo anglies ir deguonies izotopų santykius 32 artimose mažose žvaigždėse ir patvirtino, kad didelė dalis Visatos anglies išskiriama novų sprogimų metu. M spektrinio tipo nykštukės yra mažos, vėsios ir ilgaamžės žvaigždės. Taip pat jos labai dažnos – sudaro tris ketvirtadalius visų Galaktikos žvaigždžių. Jų spektruose gausu įvairiausių cheminių elementų, o kartais ir molekulių, linijų. Tyrimui panaudoti archyviniai duomenys, kurie iš pradžių buvo surinkti visai kitiems tikslams – egzoplanetų paieškai. Žemėje beveik 99% anglies atomų turi šešis neutronus (pridėjus šešis protonus, gauname 12 branduolio dalelių, todėl šis izotopas vadinamas anglimi-12), tačiau maža dalis jų turi septynis (anglis-13). Tyrėjai nustatė, kad žvaigždės, turinčios daugiau metalų, pasižymi aukštesniu anglies-13/anglies-12 gausos santykiu. Tai reiškia, kad laikui bėgant Visatoje didėja anglies-13 dalis. Šis rezultatas atitinka teorinius modelius, pagal kuriuos nedideli žvaigždžių sprogimai – novos – per paskutinius kelis milijardus metų praturtino tarpžvaigždinę terpę anglimi-13. Deguonies izotopų deguonies-16/deguonies-18 santykio matavimai taip pat rodo, kad metalais turtingos žvaigždės pasižymi žymiai mažesniais santykiais nei Saulė. Šie rezultatai taip pat dera su analogiškais galaktikos cheminės evoliucijos modeliais. Atradimas suteikia naują įrankį atsukti kosmoso cheminį laikrodį ir suprasti mūsų Galaktikos cheminę raidą. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Astronomy.

***

Šiaurinė žvaigždė – turbūt geriausiai žinoma iš visų nakties šviesulių. Ryški, nekintanti, rodanti aiškią šiaurę… Bet taip buvo ne visada, ir ateityje nebebus. O ir šiaip, ši žvaigždė turi daug paslapčių. Apie jas pasakoja Astrum:

***

Baltųjų nykštukių gyvybinės zonos. Baltosios nykštukės yra Saulės tipo žvaigždžių paskutinė evoliucijos stadija. Kai žvaigždė išeikvoja branduolinį kurą ir nepajėgia toliau jungti ankstesnių reakcijų produktų, jos išoriniai sluoksniai pasklinda į šalis kaip planetinis ūkas, o centre lieka kompaktiškas karštas branduolys. Tokio objekto masė gali siekti iki 1,4 Saulės masių, tačiau spindulys palyginamas su Žemės. Daugiausiai jie susideda iš anglies ir deguonies, bet būna ir sunkesnių elementų, pavyzdžiui neono ar magnio. Tik susiformavusios baltosios nykštukės yra labai karštos ir lėtai vėsta milijardus metų. Aplink jas irgi egzistuoja gyvybinė zona – regionas, kur gali egzistuoti skystas vanduo; žvaigždės liekanai vėstant, zona palaipsniui siaurėja ir artėja prie žvaigždės. Tačiau dabar mokslininkai nustatė, kad reikšminga dalis baltųjų nykštukių gali išlaikyti stabilias gyvybines zonas daug ilgiau nei manyta. Tyrėjai išanalizavo apie 4000 žvaigždžių iš Hypatia katalogo, kuriame surinkti aukštos raiškos spektroskopinių matavimų duomenys, apimantys žvaigždes iki 500 parsekų nuo Saulės. Naudodami skaitmeninį žvaigždžių evoliucijos kodą MESA, jie sumodeliavo, kiek neono-22 kiekviena žvaigždė pagamintų iki virsdama baltąja nykštuke. Neonas-22 yra neono atmaina, branduolyje turinti 10 protonų (kaip ir visi neono branduoliai) ir 12 neutronų. Jis susidaro žvaigždės gyvenimo pabaigoje, kai azotas-14 vieną po kito prisijungia du helio branduolius. Kai baltosios nykštukės centrinėje dalyje neono-22 gausa viršija 2,5%, jai vėstant pradeda vykti distiliacija: anglies ir deguonies kristalai išstumia lauk neono atomus, tampa lengvesni už aplinkinę medžiagą ir kyla aukštyn, kur išsilydo. Toks procesas išskiria milžiniškus energijos kiekius ir praktiškai sustabdo nykštukės vėsimą net 10-čiai milijardų metų. Paaiškėjo, kad tokios sąlygos susidaro 0,6-2,5% visų baltųjų nykštukių, esančių Saulės aplinkoje. Gaia teleskopo stebėjimai patvirtina šiuos skaičiavimus: jo duomenyse aptikta neįprasta baltųjų nykštukių sankaupa, vadinama „Q šaka“, kur nykštukės, panašu, vėsta daug lėčiau, nei kitos. Tyrėjų teigimu, tokių nykštukių turėtų būti dar daugiau arti Galaktikos centro, kur žvaigždės turi daugiau azoto; centriniuose dviejuose kiloparsekuose jų dalis gali siekti apie 7,6%. Atradimas reikšmingas astrobiologijai: jei baltosios nykštukės gali palaikyti stabilias gyvybines zonas milijardus metų ilgiau nei manyta, ten esančiose planetose irgi gali išsivystyti ar bent išlikti gyvybė. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Gausybė naujų gravitacinių bangų atradimų. Gravitacinės bangos yra erdvėlaikio virpesiai, kuriuos sukelia masyvių kosminių objektų, tokių kaip juodosios skylės ir neutroninės žvaigždės, susidūrimai. Pirmą kartą aptiktos 2015 metais, jos atvėrė visiškai naują būdą tirti kosmosą. Dabar tarptautinis LIGO-Virgo-KAGRA bendradarbiavimo tinklas, jungiantis detektorius JAV, Italijoje ir Japonijoje, paskelbė naują duomenų rinkinį, kuriuo daugiau nei padvigubina žinomų signalų skaičių. Nauji duomenys surinkti per pirmus devynis ketvirtojo LIGO stebėjimų etapo mėnesius, nuo 2023 gegužės iki 2024 sausio. Detektorių jautrumas, lyginant su ankstesniais etapais, padidėjo ketvirtadaliu, o tai leidžia aptikti signalus daug didesniame erdvės regione. Tarp naujų atradimųyra ir galingiausias (galima sakyti „garsiausias“, nes gravitacinės bangos daug kuo primena garso bangas) kada nors užfiksuotas signalas GW230814. Šis, kaip ir dar keli naujai aptikti, įvyko jungiantis juodosioms skylėms, masyvesnėms nei 40 Saulės masių. Tokios greičiausiai susiformuoja tik jungiantis mažesnėms, taigi šie signalai patvirtina vadinamųjų hierarchinių susiliejimų egzistavimą. Du signalai – GW230814 ir GW231226 – pirmą kartą pasiekė signalo ir triukšmo santykį virš 30, o tai leidžia ypač tiksliai tirti jų bangų formas ir astrofizikines savybes. Kataloge pateikti 128 signalai, įvykiuose dalyvavusių juodųjų skylių masių diapazonas siekia nuo 5,79 Saulės masių iki 137 Saulės masių. Tarp signalų yra ir du juodosios skylės-neutroninės žvaigždės susidūrimai. Šie duomenys leis dar tiksliau patikrinti reliatyvumo teorijos prognozes; kol kas atrodo, kad jie dera puikiai, bet šio aspekto analizė dar labai preliminari. Be to, duomenis bus galima naudoti tiriant Visatos plėtimosi spartą, siekiant patikslinti Hablo konstantą – vieną svarbiausių ir labiausiai ginčytinų šiuolaikinės kosmologijos parametrų. Su naujais teleskopais, tokiais kaip Veros Rubin observatorija, ateityje bus galima aptikti tiek gravitacines bangas, tiek šviesą iš kosminių susidūrimų, kuriuose dalyvauja bent viena neutroninė žvaigždė, taip atskleidžiant dar gilesnes žinias apie žvaigždžių ir juodųjų skylių savybes. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

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

Laiqualasse