Po kelių savaičių su mažesniu naujienų srautu praėjusi savaitė jų buvo gausi. Ir labai daug naujienų – iš Saulės sistemos. Nemanau, kad tam yra priežastis, greičiau tai atsitiktinumas, nes kitų tarpusavio sąsajų šios naujienos neturi. Čia randame ir naują plazmos lietaus Saulės vainike modelį, ir radikaliai kitokią Veneros debesų sudėties analizę, ir Asteroidų žiedo nykimo skaičiavimus, ir sistemos jaunystėje egzistavusių planetesimalių raidos modelius. Kitos naujienos irgi iš daugmaž kosminių apylinkių, pavyzdžiui rudojoje nykštukėje aptiktas fosfinas ir rekordiškai spartus augimas laisvame planetinės masės objekte. Gero skaitymo!

***

Saulės vainikinio lietaus prigimtis. Saulėje lyja, nors ir ne tokiu lietumi, kokį mes pažįstame Žemėje. Vainikinis lietus vyksta, kaip pavadinimas ir sufleruoja, Saulės vainike – superkarštos plazmos sluoksnyje virš paviršiaus, kur temperatūra siekia milijonus laipsnių. Šį lietų sudaro vėsesni ir tankesni plazmos lašeliai, kurie susiformuoja aukštai vainike ir krenta žemyn išilgai kilpos formą įgavusių magnetinio lauko linijų. Dešimtmečius mokslininkai stengėsi paaiškinti, kaip šis lietus gali taip greitai susiformuoti Saulės žybsnių metu – kai kurie žybsniai užtrunka vos kelias minutes. Ligšioliniuose vainikinio lietaus skaitmeniniuose modeliuose reikėdavo valandas ar net dienas trunkančio šildymo, kad susiformuotų gumulai, primenantys lietų, o tai aiškiai nederėjo su stebimais greitais procesais. Naujame tyrime pateikiamas problemos sprendimas ir parodoma, kad greitam vainikinio lietaus formavimuisi reikia atsižvelgti į cheminių elementų jonizacijos pokyčius žybsnio metu. Ankstesniuose modeliuose buvo remiamasi prielaida, jog įvairių elementų pasiskirstymas vainike nekinta erdvėje ir laike, nors akivaizdu, kad taip nėra. Naujajame tyrime mokslininkai į hidrodinaminius modelius įtraukė kintančius elementų kiekius, ypač tų, kuriuos lengva jonizuoti, atplėšiant vieną elektroną. Paaiškėjo, kad plazmos srautai, tokie kaip žemiau vainiko esančios chromosferos garavimas, tiesiogiai keičia vietinę elementų pusiausvyrą, o tai keičia plazmos vėsimo spartą. To pakanka, kad plazmos lašai susiformuotų vos per kelias sekundes ar minutes, kaip ir realiose vainiko kilpose. Šis atradimas svarbus ne tik dėl vainikinio lietaus paaiškinimo; jis verčia iš naujo apsvarstyti visą vainiko kaitinimo supratimą, nes ankstesniuose modeliuose greičiausiai buvo pervertintas laikas, kurio reikia plazmai atvėsti. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astrophysical Journal.

***

Veneros debesyse gausu vandens. Veneros atmosfera ilgą laiką laikyta viena nepalankiausių gyvybei Saulės sistemoje – joje plyti stori sieros rūgšties debesų sluoksniai, o paviršiuje temperatūra siekia beveik 500 laipsnių. Tačiau kai kuriose debesų sluoksnių dalyse slėgis ir temperatūra artimi žemiškiesiems, todėl pastaraisiais metais vis daugiau diskutuojama, ar ten galėtų egzistuoti gyvybė. Pagrindinis argumentas prieš tokią galimybę buvo vandens trūkumas – manyta, kad debesis sudaro beveik vien sieros rūgštis. Visgi paaiškėjo, kad šios išvados – klaidingos: naujame tyrime mokslininkai pristatė įrodymus, kad aerozolius Veneros debesyse daugiausia sudaro vanduo. Tyrėjai pasitelkė 1978 metais Pioneer Venus Large Probe zondu surinktus duomenis, juos suskaitmenino ir iš naujo įvertino atliktus matavimus. Leidžiantis pro debesis, dviejų zondo instrumentų įleidžiamosios angos užsikimšo aerozolių dalelėmis, o toliau besileidžiant per karštesnę atmosferą šie aerozoliai ėmė garuoti ir išskirti įvairias dujas. Tarp jų užfiksuoti įvairūs sieros oksidai, taip pat grynas deguonis ir vanduo, geležies oksidas ir magnio sulfatas. Analizuodami, kurie junginiai išsiskyrė specifinėse temperatūrose, mokslininkai nustatė, kad aerozolius sudaro maždaug po 20% geležies sulfato ir sieros rūgšties bei apie 60% vandens. Tiesa, pastarasis randamas ne lašelių pavidalu, kaip Žemės debesyse, o hidratuose, tokiuose kaip hidratuotas geležies sulfatas, hidratuotas magnio sulfatas ir panašūs. Tokią interpretaciją paremia faktas, kad vanduo daugiausiai skyrėsi zondui pasiekus 185°C ir 414°C temperatūrą, kuri būdinga hidratų skilimui. Geležis ir magnis greičiausiai Venerą pasiekia iš kosmoso – dulkių, kurios įtraukiamos į planetos atmosferą ir reaguoja su rūgštiniais debesimis. Šie rezultatai taip pat paaiškina, kodėl nusileidę zondai ir nuotoliniai spektroskopiniai matavimai skirtingai vertino vandens kiekį – nuotoliniai instrumentai negali aptikti hidratuose surišto vandens. Naujosios žinios reikšmingai keičia diskusijas apie gyvybės galimybes Veneros debesyse, nes mikroorganizmai teoriškai galėtų išnaudoti hidratuose surištą vandenį savo biologiniams procesams. Tyrimo rezultatai publikuojami JGR Planets.

***

Apie gyvybę Marse paskutinį mėnesį kalbama tikrai daug. Tačiau ar pagalvojame, ką reikštų toks atradimas, ypač jei jį padarytų jau į Marsą spėję nukeliauti žmonės. Apie Marso gyvybę pasakoja PBS Space Time:

***

Asteroidų žiedas nyksta. Tarp Marso ir Jupiterio orbitų plyti Asteroidų žiedas – regionas, kuriame skrieja milijonai įvairaus dydžio uolienų, likusių nuo Saulės sistemos formavimosi laikų. Nors žiedas gali pasirodyti stabilus, iš tikrųjų jis nuolat netenka masės dėl dviejų procesų: asteroidų pabėgimo ir dūlėjimo. Pabėga asteroidai tada, kai patenka į nestabilias dinamines zonas, atsirandančias dėl aplinkinių planetų gravitacijos; iš ten jie „išsklaidomi“ – numetami – Saulės link arba Jupiterio orbitos kryptimi. Tuo tarpu likę žiede fragmentai tarpusavio susidūrimais smulkinami į meteoritines dulkes. Iki išol nebuvo tiksliai įvertinta, kaip sparčiai Asteroidų žiedas praranda masę kiekvienu iš dviejų būdų. Naujame tyrime pateikiamas detalus šių procesų įvertinimas. Tyrėjai apskaičiavo, kad dabar Asteroidų žiedas per milijoną metų praranda beveik 0,01% savo masės, gautos įvertinus visų asteroidų, išskyrus kelis masyviausius, kuriems susidūrimai nelabai baisūs, savybes. Iš šio kiekio apie 20% sudaro pabėgantys asteroidai, o 80% – dulkės, kurios didele dalimi prisideda prie vadinamojo zodiakinio švytėjimo nakties danguje. Ekstrapoliuodami dabartinę masės netekimo spartą į praeitį, tyrėjai nustatė, kad prieš 3,0-3,5 milijardo metų Asteroidų žiedo masė turėjo būti apie 50% didesnė, o masės netekimo sparta – maždaug dvigubai didesnė nei dabar. Tai kartu rodo ir kad praeityje susidūrimai buvo dažnesni, todėl dažniau asteroidai pataikydavo ir į Žemę, Mėnulį ir kitas uolines planetas. Tokia tendencija gerai dera su geologiniais duomenimis. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Susidūrimų mozaika ankstyvoje Saulės sistemoje. Saulės sistemos planetos formavosi augant ir susidūrinėjant planetesimalėms – šimtų kilometrų skersmens planetų užuomazgoms. Susidūrimai kartais objektus ir sudaužydavo į šipulius, o kai kurios nuolaužos tebeskrajoja kaip asteroidai. Planetesimalės buvo diferencijuoti objektai – turėjo plutą, mantiją ir branduolį – tad ir jų nuolaužos pasižymi skirtinga chemine sudėtimi. Metaliniai asteroidai, ir nuo jų atskilę bei į Žemę nukritę geležiniai meteoritai, leidžia bent šiek tiek pažinti tokius objektus. Geležiniai meteoritai pasižymi dviem cheminės sudėties variantais: vienuose anglies randama daug, kituose – ne. Lyginant su pastaraisiais, anglies turtingų meteoritų motininiai kūnai turėjo mažesnius, sieros neturtingus, labai siderofiliškais elementais (HSE) praturtintus branduolius ir jaunesnius branduolių susidarymo amžius. Dabar mokslininkai pasiūlė tokių savybių paaiškinimą, pagrįstą ankstyvosios Saulės sistemos smūgių ir pertvarkymo ciklais. Tyrėjai sukūrė planetinių branduolių evoliucijos modelius, remdamiesi iš naujo interpretuotais geležinių meteoritų duomenimis ir cheminių elementų gausos pusiausvyros paskirstymo skaičiavimais tarp sieros neturtingo kieto ir sieros turtingo skysto metalo. Jų modelis rodo, kad HSE praturtėjimas įvairiuose branduoliuose atsirado dėl daugiapakopės sekos. Pirmiausia, pradinės planetesimalės diferenciacijos metu atsiskyrė sieros turtingi, HSE neturtingi protobranduoliai; tada energingi susidūrimai, prasidėję 1-2 milijonus metų po Saulės sistemos formavimosi, sudaužė šiuos branduolius dar prieš atsiskiriant sieros neturtingam metalui; vėliau mantijos fragmentai vėl susijungė į naujas planetesimales; galiausiai tolesnis radioaktyvaus aliuminio kuriamas šildymas sukūrė HSE praturtintus, sieros neturtingus branduolius. Geležiniai meteoritai, turintys daug anglies, kilę būtent iš tokių antros kartos branduolių. Atsižvelgimas į „dingusius” sieros turtingus protobranduolius padeda suderinti įvairias skirtingų geležinių meterotių savybe ir pabrėžia ankstyvojo kolizijų proceso vaidmenį formuojant planetesimalių cheminę evoliuciją. Tyrimo rezultatai publikuojami Science Advances.

***

Naujas gyvybingumo įvertinimo metodas. Planetų paviršių gyvybingumas iki šiol dažniausiai buvo vertinamas tik pagal vieną parametrą – energiją, gaunamą iš žvaigždės. Nuo to priklauso, ar planeta patenka į vadinamąją gyvybinę zoną aplink žvaigždę, kur vidutinė paviršiaus temperatūra leidžia egzistuoti skystam vandeniui. Tačiau Saulės sistemos pavyzdžiai – tiek šiandieninis Marsas, tiek praeities Žemė – rodo, kad tikroji gyvybingumo situacija yra gerokai sudėtingesnė. Tą patvirtina ir trimačiai klimato modeliai. Žemėje gyvybė egzistuoja plačiame temperatūrų, drėgmės, druskingumo ir kitų parametrų diapazone – nuo keliolika kilometrų gylio po žeme ar vandenynu iki kalnų viršūnių, nuo dykumų iki drėgnųjų atogrąžų miškų. Mikroorganizmai išgyvena temperatūrose nuo -20°C iki 122°C, o sudėtingesnė gyvybė – tarp 0°C ir 50°C. Dabar mokslininkai sukūrė naują gyvybingumo įvertinimo metriką, kuri geriau atspindi stebimą gyvybės pasiskirstymą Žemės paviršiuje. Tyrėjai panaudojo palydovinių stebėjimų duomenis apie fotosintetinančius organizmus kaip Žemės paviršiaus gyvybingumo žemėlapį ir lygino jį su įvairiais klimato savybių indikatoriais. Paaiškėjo, kad indikatoriai, paremti vien paviršiaus temperatūra, drėgme ar jūrų apledėjimu, negali tinkamai atkurti stebimų gyvybingumo zonų. Išbandę įvairias parametrų kombinacijas, tyrėjai suformulavo naujovišką kriterijų, kuris remiasi regiono paviršiaus temperatūra, kritulių kritimo ir jų garavimo spartomis. Jis parodė gerokai geresnį sutapimą su stebimais duomenimis – sudalinus Žemės paviršių į daugybę mažų regionų, šis kriterijus teisingai prognozavo gyvybingumą maždaug 70% iš jų, o sausumos regionuose – beveik 80%. Reikalingi parametrai yra įprasti globalių cirkuliacijos modelių pateikiami rezultatai, jie glaudžiai siejasi su atmosferos cirkuliacija tiek vertikaliai, tiek tarp skirtingų platumų. Naujasis rezultatas leis daug patikimiau įvertinti žinomų egzoplanetų tinkamumą gyvybei ir taip atsirinkti, kurioms iš jų skirti daugiau dėmesio tolesnių stebėjimų metu. Tyrimo rezultatai publikuojami The Planetary Science Journal.

***

Aplinkplanetiniame diske gausu anglies. Planetos milžinės formuojasi rydamos dujas, kurios krenta į jas iš protoplanetinio disko. Šis procesas, vadinamas akrecija, dažniausiai vyksta per diską: krentančios dujos turi tam tikrą judesio kiekio momentą, kuris yra tvarus dydis, todėl jos negali nukristi tiesiai į planetą, o pirmiausia ima suktis aplink ją ir suformuoja diską. Toks aplinkplanetinis diskas tiekia medžiagą tiek planetos augimui, tiek palydovų formavimui. Nors keletas aplinkplanetinių diskų buvo atrasti jau seniau, jų cheminė sudėtis iki šiol išliko mįslinga, mat tokie blausūs ir dažniausiai labai artimi žvaigždėms dariniai pasimesdavo žvaigždės ir jos protoplanetinio disko spinduliuotėje. Dabar, naudodami James Webb teleskopą, mokslininkai pirmą kartą detaliai ištyrė aplinkplanetinio disko spektrą ir nustatė, kad jame netikėtai daug anglies. Žvaigždė Chameleono CT A, dvinarės sistemos didesnioji narė, turi protoplanetinį diską ir bent vieną masyvią planetą, o ši – savo diską. Pastarojo spektras atskleidė anglimi turtingų molekulių įvairovę, įskaitant septynis anglies junginius, tarp kurių yra netgi benzenas, susidedantis iš šešių anglies ir šešių vandenilio atomų. Tokia didelė anglies junginių gausa rodo, kad diske anglies yra daugiau, nei deguonies. Tokia tendencija yra priešinga tipinėms planetų milžinių atmosferų savybėms, kur deguonies būna randama dažniau. Taip pat aplinkplanetinio disko savybės skiriasi ir nuo protoplanetinio disko, juosiančio žvaigždę – jame anglies junginių apskritai neaptikta. Diskų cheminės sudėties skirtumas rodo sparčią jų raidą: nors tik susiformavus planetai abu diskai turėjo būti vienodi, per maždaug milijoną metų sandara išsiskiria visiškai. Iš kitos pusės, aplinkplanetinio disko cheminės savybės atitinka tendencijas, stebimas izoliuotuose objektuose: kuo mažesnė centrinio objekto masė, tuo didesnis anglies ir deguonies gausos santykis. Šie rezultatai pirmą kartą leidžia pažvelgti į chemines ir fizines medžiagos, krentančios ant besiformuojančios dujinės milžinės, savybes. Tai bus svarbu ir siekiant suprasti, kaip formavosi Jupiteris bei Saturnas. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astrophysical Journal Letters.

***

Fosfinas rudojoje nykštukėje. Žemos temperatūros rudųjų nykštukių ir dujinių milžinių planetų atmosferose teoriškai turėtų egzistuoti fosfino molekulių. Šis junginys, sudarytas iš vieno fosforo ir trijų vandenilio atomų, ypač svarbus ne tik kaip atmosferos cheminės sudėties ir vykstančių procesų indikatorius, bet ir kaip galimas biopėdsakas, mat Žemėje fosfiną gamina beveik išimtinai anaerobiniai mikroorganizmai. Iki šiol stebėjimų duomenys ir modelių prognozės nederėjo tarpusavyje: tiek rudųjų nykštukių, tiek egzoplanetų atmosferose fosfino arba nebuvo aptinkama visai, arba buvo aptinkama daug mažiau, nei prognozuojama. Bet dabar James Webb teleskopo spektroskopiniai stebėjimai parodė, kad rudosios nykštukės Wolf 1130C atmosferoje fosfino yra tiek, kiek ir prognozuojama. Tyrėjai aptiko daugybę fosfino sugerties spektro linijų, susitelkusių ties maždaug 4,3 mikrometrų bangos ilgiu. Remdamiesi jų stiprumu, jie apskaičiavo, kad fosfino gausa siekia maždaug 1 dalį dešimtyje milijonų. Tokia gausa dera su nepusiausvyrų atmosferos chemijos modelių prognozėmis; šie modeliai tiksliai atkuria fosfino gausą ir Jupiterio bei Saturno atmosferose. Šiose planetose fosfinas formuojasi giliau, nei galime įžiūrėti, tačiau nuolat kyla aukštyn ir yra išardomas Saulės spinduliuotės, bet kurį laiką būna matomas. Be to, išmatuota vertė gerokai viršija nustatytas kituose objektuose. Šis skirtumas gali būti susijęs su mažu sunkesnių už helį elementų kiekiu Wolf 1130C. Tai neįprastas bruožas lyginant su kitomis rudosiomis nykštukėmis ir gali gerokai pakeisti dominuojančias chemines reakcijas. Visgi kol kas lieka neaišku, kokia tikroji fosfino gausos priežastis. Tokia nežinomybė verčia abejoti bendru mūsų supratimu apie fosfiną formuojančius ir naikinančius procesus. Tai aktualu šios molekulės egzistavimo Veneroje klausimui. Prieš keletą metų jos ten galimai aptikta, tačiau kol kas nežinia, iš kur ji atsirado. Jei, kaip atrodo tikėtina iš naujųjų rezultatų, fosfiną kuria ir naikina daugiau procesų, nei įvertiname, negalime šios molekulės egzistavimo Veneroje laikyti biopėdsaku. Tyrimo rezultatai publikuojami Science.

***

Rekordinis laisvai skriejančios planetos augimas. Dauguma planetų skrieja aplink žvaigždes, tačiau kartais randame ir planetų-vienišių, gravitaciškai nesurištų su jokia žvaigžde. Kaip tokie objektai susiformavo? Tai gali būti mažiausios masės objektai, susiformavę panašiai kaip žvaigždės, arba milžiniškos planetos, išmestos iš savo gimtųjų sistemų. Atsakymo kol kas neturime, bet naujo tyrimo rezultatai prisideda prie jo paieškų. Atronomai aptiko milžinišką augimo spurtą vienoje tokioje planetoje, rodantį ją esant panašią į žvaigždes. Objektas, įvardijamas katalogo numeriu Cha 1107-7626, nuo mūsų nutolęs apie 190 parsekų Chameleono žvaigždyno kryptimi. Tai yra jauna 5-10 kartų už Jupiterį masyvesnė planeta, apsupta dujų ir dulkių disko. Stebėdami jį Čilėje esančiu Labai dideliu teleskopu ir James Webb kosminiu teleskopu, tyrėjai aptiko dramatišką medžiagos kritimo į planetą spartos padidėjimą. Šių metų balandį-gegužę objektas buvo ramybės būsenoje, tačiau birželį-rugpjūtį medžiaga į jį ėmė kristi 6-8 kartus sparčiau; sparta pasiekė maždaug vieną Jupiterio masę per 10 milijonų metų. Tai didžiausia kada nors išmatuota planetinės masės objekto augimo sparta; ji atitinka apie šešis milijardus tonų per sekundę. Krintanti medžiaga įkaista, tad išaugusi akrecija sukėlė ir šviesio padidėjimą apie 3-6 kartus regimųjų spindulių ruože ir apie 10-20% infraraudonuosiuose spinduliuose. Žybsnio metu pastebėti spektro linijų pokyčiai primena vykstančius žvaigždėse ir rudosiose nykštukėse, kai ten prasideda magnetinio lauko linijų valdoma akrecija. Pasikeitė ir krentančios medžiagos cheminė sudėtis: žybsnio metu pastebėta vandens garų spinduliuotė, pasikeitė angliavandenilių skleidžiami spinduliai. Stebėjimų kampanijos pabaigoje žybsnis vis dar tęsėsi, taigi jis truko bent du mėnesius. Panašiai sparti akrecija aptikta ir archyviniuose, 2016 metais surinktuose duomenyse; tai leidžia daryti išvadą, jog šis objektas gali patirti pasikartojančius žybsnius. Žybsnis savybėmis labai primena jaunose žvaigždėse kartais stebimus vadinamuosius Vilko EX tipo išsiveržimus ir yra pirmasis subžvaigždinis objektas, kuriame tokio tipo reiškiniai aptikti. Visa tai rodo, kad nors būdamas planetinės masės, objektas auga taip pat, kaip žvaigždės, taigi bent dalis planetų-vienišių susiformuoja pačios savaime, o ne yra išmetamos iš savo gimtųjų sistemų. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astrophysical Journal Letters.

***

Kokia čia galaktika – elipsinė ar spiralinė? Jos išorė atrodo labai spirališkai: dujų kupinas diskas, jaunų žvaigždžių spiečiai, dulkių vijos… Tuo tarpu centras, priešingai, visiškai elipsiškas: dujų nėra, žvaigždės išsidėsčiusios elipsoidu. Tikrasis atsakymas – nežinomas, bet galimai susijęs su kokia nors stipria sąveika ar net susiliejimu su kaimyne.

***

Raudonieji taškeliai – ne visai taškeliai. Tarp gausybės James Webb teleskopo atradimų vieni įdomiausių yra vadinamieji maži raudonieji taškeliai (angl. Little Red Dots, LRD). Tai kompaktiškos raudonos galaktikos, matomos iš laikų, kai Visatos amžius neviršijo maždaug pusantro milijardo metų. Daugelyje šių objektų matyti aktyvių branduolių požymių, pavyzdžiui tam tikros spektro linijos ir signalai, rodantys greitą dujų judėjimą. Aktyvų branduolį sukuria dujos, sparčiai krentančios į supermasyvią juodąją skylę, o šie objektai LRD atrodo ypatingai masyvūs, lyginant su visos galaktikos mase. Taigi LRD, panašu, yra labai svarbūs objektai, siekiant atsakyti į vieną esminių šiandieninių astrofizikos klausimų: kaip atsirado supermasyvios juodosios skylės, kaip jos užaugo iki milijardų Saulės masių per mažiau nei milijardą metų, ir kodėl jos augo greičiau nei jų galaktikos. Problema identifikuota aptikus ypatingai ryškius kvazarus jaunoje Visatoje, tačiau mažas jų kiekis neleido pasistūmėti ieškant sprendimo. LRD yra gerokai daugiau šių galaktikų žinoma bent keli šimtai. Dabar tyrėjai pirmą kartą išnagrinėjo LRD formų įvairovę. Astronomai ištyrė 99 LRD, naudodami ypač gilios JADES apžvalgos infraraudonųjų spindulių duomenis. Paaiškėjo, kad beveik trečdalis objektų nėra tiesiog kompaktiški taškeliai, kaip atrodė regimųjų (ištemptų į tolimąją infraraudonąją spinduliuotę) bangų ruože. Priešingai, pažvelgus į ultravioletinį spinduliuotės ruožą (nors jis irgi dėl Visatos plėtimosi išsitempė į infraraudonąją sritį) juose matyti sutrikdytos ar gumulėtos struktūros. Tą paaiškina geresnė James Webb teleskopo skyra trumpesnių bangų ruože. Morfologinė analizė rodo, kad 15 LRD turi po kelis susijusius komponentus, o kiti 15 – labai asimetriškas struktūras. 15 objektų turi spektro duomenis, tarp jų šešiuose aptiktos plačios vandenilio linijos, rodančios aktyvaus branduolio egzistavimą. Kituose devyniuose objektuose dominuoja jaunų žvaigždžių spinduliuotė. Taigi atrodo, kad LRD sudaro mišrią ir įvairialypę šaltinių šeimą. Likę 70% imties vis dar atrodo kompaktiški, tačiau tai gali būti tiesiog nepakankamos skyros ar teleskopo jautrumo pasekmė. Šie rezultatai suteikia svarbią užuominą: LRD gali būti galaktikos raidos etapas, prasidedantis dėl susiliejimo ar panašios sąveikos su kita galaktika, tačiau taip pat galintis kilti ir dėl kitų priežasčių. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Tamsiosios energijos įtaka kosminėms struktūroms. Per paskutinius tris dešimtmečius astronomai sukaupė tvirtus įrodymus, kad Visata plečiasi vis spartėdama. Greitėjimo priežastis vadinama tamsiąja energija; tai fundamentali erdvėlaikio savybė, kuri stumia visą erdvę į šalis ir skatina galaktikas tolti vienas nuo kitų. Dabartinis standartinis kosmologinis modelis, Lambda-CDM, remiasi prielaida, kad tamsioji energija yra konstanta, nekintanti nei laike, nei erdvėje. Nors ši paprasta prielaida tapo šiuolaikinės kosmologijos pagrindu, ji paliko neatsakytą klausimą: o kas, jei tamsioji energija lailuo bėgant kinta? Neseniai Tamsiosios energijos spektroskopinio instrumento (DESI) stebėjimai pateikė pirmąsias užuominas, kad tamsioji energija praeityje buvo stipresnė, o vėliau vis silpo ir silpsta toliau. Tačiau kaip kintanti tamsioji energija galėtų paveikti didžiųjų kosminių struktūrų, tokių kaip galaktikų spiečiai, augimą ir raidą, kol kas labai mažai suprantame. Naujame tyrime pristatoma šio proceso analizė, paremta milžinišku skaitmeniniu modeliu. Mokslininkai suskaičiavo tris aukštos skyros skaitmeninius modelius, kuriuose sekamas tamsiosios medžiagos judėjimas per milijardus metų. Viename modelyje parinkti parametrai atitinka standartinę Lambda-CDM Visatą, o kitos dvi įtraukė dinaminį tamsiosios energijos (DDE) elementą. Vienas iš šių modelių apsiribojo DDE komponento įtraukimu, o kitus parametrus paliko tokius, kaip Lambda-CDM, kito parametrai atitiko naujausius DESI rezultatus. Rezultatai parodė, kad paties DDE komponento poveikis stulbinančiai kuklus, tačiau kai kosmologiniai parametrai buvo pritaikyti pagal DESI duomenis, poveikis Visatos struktūrai tapo daug ryškesnis. Esminį poveikį turėjo 10% didesnis materijos tankis, kuris sustiprina gravitacines jėgas, o tai lemia ankstesnį ir efektyvesnį masyvių galaktikų telkinių formavimąsi. DESI duomenimis paremtas DDE modelis prognozuoja iki 70% daugiau masyvių galaktikų spiečių ankstyvose Visatos epochose. Be to, šiame modelyje gautas pirmykščių medžiagos tankio svyravimų pėdsakas – materijos „ratilų“ Visatoje dydis – buvo keliais procentais mažesnis, nei Lambda-CDM atveju, o tai puikiai sutampa su tikrais DESI stebėjimais ir patvirtina modelio prognozavimo galią. Tyrimo rezultatai publikuojami Physical Review D.

***

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

Laiqualasse