Cheminiai elementai gali mums pasakyti labai daug apie kosminius kūnus. Dar daugiau pasako jų izotopai – atmainos su skirtingu neutronų skaičiumi branduolyje. Štai Mėnulio mėginių sieros izotopų analizė rodo, kad palydovą suformavęs smūgis greičiausiai nesumaišė Žemės ir smūgiavusio kūno medžiagos iki galo. O dviejų elementų – nikelio ir geležies – gausos santykis kometoje 3I/ATLAS pasirodė daug aukštesnis, nei Saulės sistemos kometų. Tolimesnėje Visatoje aptikta labiausiai chemiškai pirmykštė žvaigždė, o visai jaunoje galimai aptikti iš absoliučiai pirmykštės medžiagos besiformuojantys egzotiški objektai – tamsiosios materijos dalelių anihiliacija kaitinamos žvaigždės. Kitose naujienose – labai greitas žvaigždės magnetinis ciklas, planetų milžinių vėjo modelis ir mažiausias tamsus objektas, aptiktas gravitaciniu lęšiavimu. Gero skaitymo!

***

Egzotiška siera Mėnulyje. Kai astronautai grįžo iš paskutinės Apollo misijos 1972 metais, dalis jų surinktų mėginių buvo sandariai užantspauduoti ir atidėti ateičiai. Buvo tikimasi, kad ateities tyrėjai, naudodami pažangesnę įrangą, galės juos nagrinėti detaliau ir padaryti naujų atradimų. Dabar ta ateitis atėjo ir atradimai yra daromi. Štai naujame tyrime mokslininkai praneša apie neįprastą sieros izotopinę sudėtį mėginiuose, paimtuose iš Mėnulio Taurus-Littrow regiono. Didžioji dalis sieros Žemėje ir Mėnulyje yra siera-32, kurią sudaro 16 protonų ir 16 neutronų. Pridėjus vieną ar du papildomus neutronus, gaunami taip pat stabilūs sieros variantai, atitinkamai siera-33 ir siera-34. Būtent jų gausos anomalijų ir ieškojo tyrėjai. Jie aptiko, kad Apollo 17 mėginiuose sieros-33 ir sieros-34 gausa labai skiriasi. Kai kuriuose pavyzdžiuose ji atitinka žemiškus santykius, kituose – daug menkesnė. Visi nuokrypiai nuo žemiškų verčių tarpusavyje koreliuoja teigiamai; tai reiškia, kad ten, kur daugiau sieros-33, daugiau ir sieros-34, ir atvirkščiai. Sieros anomalijas paaiškinti galima dviem būdais. Pirma – tai gali būti cheminių procesų, įvykusių Mėnulyje ankstyvoje jo istorijoje, liekana. Pavyzdžiui, sieros-33 gausa sumažėja, kai siera sąveikauja su ultravioletine spinduliuote retoje atmosferoje. Manoma, kad Mėnulis jaunystėje turėjo trumpalaikę atmosferą, kurioje galėjo vykti tokios reakcijos. Jei taip ir vyko, tai būtų senovinės medžiagų apykaitos tarp Mėnulio paviršiaus ir mantijos įrodymas. Žemėje apykaitą sukelia tektoninių plokščių judėjimas, tačiau Mėnulis jų neturi, tad toks procesas jauname Mėnulyje būtų netikėtas atradimas. Kita galimybė – sieros anomalija liko nuo paties Mėnulio formavimosi. Pagrindinė Mėnulio susidarymo hipotezė teigia, kad Marso dydžio objektas, vadinamas Tėja, susidūrė su Žeme pačioje planetos jaunystėje, o smūgio išmestos nuolaužos suformavo Mėnulį. Gali būti, kad Tėjos sieros izotopinė sudėtis skyrėsi nuo Žemės, ir tie skirtumai išliko Mėnulio mantijoje. Jei teisingas pasirodytų šis variantas, tai suteiktų daug žinių apie sieros įvairovę ankstyvojoje Saulės sistemoje ir net Saulės protoplanetiniame diske. Tyrimo rezultatai publikuojami Journal of Geophysical Research: Planets.

***

Marso ledynmečiai – vis menkesni. Marso vidurinėse platumose po paviršiumi slypi daug vandens ledo. Tai yra bene didžiausias šiandieninis vandens ledo rezervuaras visoje planetoje. Atmosferos modeliai prognozuoja, kad šis ledas kaupėsi per pastaruosius kelis šimtus milijonų metų dėl Marso ašies posvyrio kitimo. Pastarasis reikšmingai kinta per dešimtis ar šimtus tūkstančių metų, nes Marsas, priešingai nei Žemė, neturi masyvaus stabilizuojančio palydovo. Iki šiol nebuvo aišku, kaip šis ledo kaupimasis kito ilguoju laikotarpiu ir kokie veiksniai jam darė įtaką. Dabar mokslininkai, naudodami geomorfologinius stebėjimų duomenis ir skaitmeninius modelius, atskleidė, jog kiekvienas iš pasikartojančių apledėjimų buvo vis menkesnis, kitaip tariant, Marsas tolydžio sausėjo ir pastaruosius šimtus milijonų metų. Analizuodami kraterių nuotraukas, jie pastebėjo, kad ledo nuogulos šiaurinio pusrutulio krateriuose telkiasi pietvakariniame jų krašte, kuri dažniausiai skendi šešėlyje. Detali kraterius užpildančių nuogulų analizė rodo kelis apledėjimo etapus, įskaitant ankstyvesnį, didelio intensyvumo etapą, po kurio sekė vėlesnis, mažesnio intensyvumo etapas. Šie procesai vyko maždaug prieš 640-98 milijonus metų. Tyrėjai daro išvadą, kad apledėjimų savybes lėmė tiek planetos ašies posvyrio kitimas, tiek vandens kiekio atmosferoje mažėjimas. Marso ašiai pasvirus beveik statmenai į orbitos plokštumą, susidaro storos ašigalinės ledo kepurės, kaip yra dabar; kai polinkis didesnis, Saulės šviesa vasaromis efektyviai garina ledą ašigalių regionuose, o šis vėliau nusėda vidurinėse platumose. Nustatytas pietvakarinis nuogulų pasiskirstymas rodo, kad Marse pastaruosius pusę milijardo metų vyravo tam tikros atmosferos cirkuliacijos sąlygos, kreipusios vandens garų pernešimą. Kelių apledėjimo etapų identifikavimas leidžia geriau suprasti Marso klimato istoriją per pastaruosius kelis šimtus milijonų metų ir patvirtina, kad ledynmečiai ten vyko ne vieną kartą. Šie rezultatai svarbūs ir planuojant būsimas žmonių misijas į Marsą, nes vidurinių platumų ledas galėtų būti svarbus vandens šaltinis kolonistams. Tyrimo rezultatai publikuojami žurnale Geology.

***

Ekstremalus nikelio ir geležies santykis tarpžvaigždėje kometoje. Kometos Saulės sistemoje, net ir tioli nuo žvaigždės, skleidžia geležies ir nikelio atomams būdingas spinduliuotės linijas. Tai reiškia, kad vainike – dujų apvalkale aplink branduolį – esama šių neutralių atomų. Jie gali ištrūkti iš kometos paviršiaus, tačiau tai mažai tikėtina, nes taip toli kometa yra per šalta, kad galėtų išgaruoti tokie karščiui atsparūs atomai. Kita galimybė – atomai atsiranda skylant trumpalaikiams lakiems junginiams. Tokios pačios linijos aptiktos ir tarpžvaigždėje kometoje 2I/Borisov, kurioje nikelio ir geležies gausos santykis panašus į stebimą Saulės sistemos kometose ir vidutiniškai 10 kartų didesnis už šį santykį Saulėje. Dabar astronomai išmatavo šį santykį naujojoje tarpžvaigždinėje kometoje 3I/ATLAS. Stebėjimai atlikti Čilėje stovinčiu Labai dideliu teleskopu, matuojant kometos spektrą šešis kartus, kai atstumas nuo Saulės buvo tarp 3,14 ir 2,14 astronominių vienetų (vidutinių atstumų tarp Saulės ir Žemės). Nikelio aptikta visų stebėjimų metu, o geležies – tik kometai priartėjus per 2,64 AU ir arčiau. Aptikta nikelio gausa daug aukštesnė, nei Saulės sistemos kometose, tad kometa greičiausiai formavosi kitokiomis sąlygomis. Tiesa, nikelio ir geležies gausos santykis sparčiai mažėja, artėjant prie Saulės, tad kometa netrukus gali supanašėti su vietinėmis. Tyrėjai įvertino nikelio ir geležies atomų gamybos spartas, lygindami matomų spektro linijų intensyvumus su fluorescencijos modelio prognozėmis. Modelis, geriausiai atkuriantis stebėjimus, remiasi prielaida, kad atomai išsiskiria garuojant nikelio ir geležies karbonilams – organiniams lakiems junginiams. Taigi šių junginių greičiausiai esama ir Saulės sistemos kometose. Rezultatai padės suprasti tiek kometų formavimąsi, tiek planetinių sistemų cheminę evoliuciją, nes rodo, kad metalai kometose gali egzistuoti organiniuose junginiuose, o ne tik kaip karščiui atsparūs mineralai. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Apie 3I/ATLAS žinių per pastaruosius kelis mėnesius buvo gausybė. Kai kurios jų paremtos aiškiais moksliniais atradimais, kitos – nežabota spekuliacija ir fantazijos vaisius. Kaip jas atskirti? Ką iš tiesų žinome apie šį objektą? Pasakoja Fraser Cain:

***

Vieningas milžinių planetų vėjų modelis. Planetos-milžinės Saulės sistemoje pasižymi ekstremaliais pusiaujo vėjais, kurių greitis siekia 500-2000 km/h. Tai sparčiausi Saulės sistemoje pučiantys vėjai, gerokai viršijantys tipinius Žemės vėjų greičius. Tačiau šių vėjų kryptys skiriasi: dujinėse milžinėse (Jupiteryje ir Saturne) pusiaujo vėjai pučia į rytus, aplenkdami planetos sukimąsi, o ledinėse milžinėse (Urane ir Neptūne) – į vakarus. Iki šiol manyta, kad tokius skirtingus vėjų tipus lemia fundamentaliai skirtingi mechanizmai, nors visos keturios planetos daug kuo panašios. Pavyzdžiui, jos visos gauna mažai Saulės šviesos, turi santykinai reikšmingą vidinį šilumos šaltinį ir palyginus greitai sukasi aplink savo ašį. Dabar mokslininkai parodė, kad abu vėjų tipus gali paaiškinti tas pats mechanizmas. Tyrėjai išnagrinėjo, kaip medžiaga gali cirkuliuoti planetų-milžinių atmosferose per visą jų tūrį. Tai parodė, kad greitai besisukančiose planetose konvekcija – šilumos pernešimas medžiagai judant vertikaliai – sukuria tarsi konvejerį planetos paviršiuje. Šis konvejeris gali pradėti slinktis tiek į rytus, tiek į vakarus, ir sukurti dvejopas pusiaujines sroves. Svarbiausia išvada ta, kad abi būsenos yra stabilios ir gali nusistovėti esant toms pačioms sistemos sąlygoms. Toks sistemos elgesys vadinamas bifurkacija. Skirtumai tarp dujinių ir ledinių milžinių kyla dėl nevienodo atmosferos gylio, kuris lemia, kaip nusistovi sistema. Visgi matematiniai sprendiniai, paaiškinantys procesą, veikia visokiausioms planetoms, tad galėtų būti pritaikomi ir egzoplanetų analizei. Juno zondo renkami duomenys turėtų padėti išsiaiškinti, ar siūlomas mechanizmas tikrai veikia Jupiterio atmosferoje. Tyrimo rezultatai publikuojami Science Advances.

***

Raudonosios nykštukės – nepalankios civilizacijoms. Koperniko principas, pavadintas garsiojo astronomo garbei, teigia, kad Žemė ir žmonija neužima išskirtinės ar privilegijuotos vietos Visatoje. Kosmologine prasme tai reiškia, kad Žemė yra tipiška protingą gyvybę turinti planeta, o Saulė – tipiška tokios planetos žvaigždė. Ši idėja daugelį metų davė gaires nežemiškos gyvybės paieškoms. Visgi pastaruoju metu paaiškėjo, kad dažniausiai uolinės planetos, kuriose galėtų būti vandens, skrajoja aplink raudonąsias nykštukes – mažiausias ir šalčiausias žvaigždes, bent dvigubai mažesnes už Saulę. Jos sudaro apie 80% visų žvaigždžių. Taigi atrodytų, kad ir gyvybės ieškoti reikėtų būtent tokiose sistemose. Tačiau naujame tyrime nagrinėjamas klausimas: o kas, jei žmonija ir Žemė iš tiesų yra tipiniai stebėtojai? Remdamasis dviem faktais – Visatos amžiumi ir Saulės retumu – tyrimo autorius daro išvadą, kad astrobiologams neverta daug dėmesio skirti raudonųjų nykštukių planetoms. Išvada remiasi dviem pastebėjimais. Pirmasis – jau minėtas mažų žvaigždžių gausumas, kuris kontrastuoja su faktu, kad mes gyvename prie daug retesnės ir didesnės žvaigždės. Antrasis – Visatos žvaigždžių formavimosi laikotarpis tęsis dar 10 000 milijardų metų nuo dabar, tačiau mes gyvename pirmame šio laikotarpio tūkstantadalyje, kai Visatai tėra vos 13,8 milijardo metų. Tyrėjas atliko statistinę šių dviejų faktų analizę ir nustatė, kad tikimybė, jog žmonijos egzistavimas būtent tokiomis sąlygomis yra tiesiog atsitiktinumas, yra vienas iš 1600. Šią tikimybę galima padidinti, jei laikysime, kad protingai civilizacijai atsirasti reikalinga tam tikra minimali žvaigždės masė, ir kad civilizacijos gali atsirasti tik tam tikrą dalį žvaigždžių formavimosi laikotarpio, jo pradžioje. Statistiškai išnagrinėjus abiejų galimybių duodamus pokyčius paaiškėjo, kad Žemės ir žmonijos egzistavimas tampa tikėtinas, jei protingos civilizacijos formuojasi tik prie žvaigždžių, masyvesnių nei trečdalis Saulės masės. Tuo tarpu laiko apribojimas tikimybę keičia labai mažai ir yra beveik nereikšmingas. Žvaigždės, mažesnės už trečdalį Saulės masės, sudaro apie du trečdalius visų žvaigždžių Paukščių Take. Taigi galima daryti išvadą, kad gyvybės, bent jau protingos, paieškos prie tokių mažų žvaigždžių yra bergždžios. Šiuo metu per 15 parsekų nuo Žemės yra 30 sistemų su patvirtintomis uolinėmis egzoplanetomis, tačiau net 28 iš jų skrieja aplink raudonąsias nykštukes, įskaitant artimiausiąją – Proksimą b. Taigi apsiribojimas didesnėmis žvaigždėmis leistų gerokai susiaurinti tiriamųjų objektų lauką ir likusiems skirti gerokai daugiau dėmesio. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Greitas jaunos žvaigždės magnetinis ciklas. Saulės magnetiniai reiškiniai – dėmės, žybsniai, vainikinės masės išmetimai ir panašūs – kinta periodiškai. Periodo trukmė yra 11 arba 22 metai: dauguma reiškinių kartojasi kas 11, tačiau keičiantis šiam aktyvumo ciklui apsiverčia Saulės magnetinis laukas, todėl į pradinę konfigūraciją grįžta po 22. Kaip kinta magnetiniai reiškiniai kitose žvaigždėse, ypač jaunose ir aktyvesnėse nei Saulė? Šiek tiek stebėjimų duomenų turime, tačiau iki šiol žinios buvo labai menkos. Dabar astronomai pateikė išsamų jaunos, aktyvios Saulės analogės Laikrodžio Jotos (ι Hor) magnetinio ciklo tyrimą ir parodė, kad jis daug greitesnis už Saulės. Tyrimas paremtas spektropoliarimetriniu stebėjimu, tai yra, buvo daug kartų matuojamas žvaigždės spektras ir skirtingų bangos ilgių spinduliuotės poliarizacija. Poliarizacija nurodo, kiek tvarkingai svyruoja spinduliuotę sudarančios elektromagnetinės bangos; magnetinis laukas dažnai padidina bangų poliarizaciją, todėl matuojant ją galima įvertinti ir magnetinio lauko stiprumą bei kryptį. Per beveik trejų metų kampaniją surinkti duomenys leido sukurti 18 visos žvaigždės magnetinio lauko žemėlapių. Jais remiantis tapo įmanoma atsekti magnetinio lauko struktūros raidą per maždaug 139 žvaigždės apsisukimus, kurių vienas trunka mažiau nei aštuonias paras. Pastebėti stiprūs pokyčiai, įskaitant kelis ašigalių apsikeitimus ir lauko stiprumo bei geometrijos pokyčius. Duomenų pakako sudaryti vadinamąsias drugelių diagramas, kurios rodo žvaigždės dėmių ir kitų magnetinių reiškinių migraciją pusiaujo bei ašigalių link laikui bėgant; tai pirmas kartais, kai tokia diagrama sudaryta kitai žvaigždei, nei Saulė. Diagramos parodė, kad magnetiniai poliai du kartus apsiverčia per maždaug 100 žvaigždės apsisukimų, arba 773 paras; tai yra pilnutinis Laikrodžio jotos magnetinis ciklas. Palyginimui Saulės 22 metų ciklas apima daugiau nei 300 žvaigždės apsisukimų. Sekdami magnetinio lauko pasiskirstymą pagal žvaigždės platumą ir šio skirstinio kitimą laikui bėgant, tyrėjai pirmą kartą įvertino didelio masto srauto savybes žvaigždėje, kitoje nei Saulė. Jie išmatavo, kad magnetinės struktūros ašigalių link juda 15-78 m/s greičiu, o pusiaujo link – 9-19 m/s greičiu; abu greičiai palyginami su automobilių judėjimu, tik pirmasis – labiau su lenktynine mašina. Šie rezultatai suteikia svarbių įžvalgų apie dinamo procesus, veikiančius jaunose Saulės tipo žvaigždėse, ir leidžia juos tiesiogiai palyginti su Saulės magnetiniu ciklu. Jaunesnis žvaigždės amžius ir greičiau vykstantys procesai padės geriau suprasti, kaip vystosi magnetiniai laukai žvaigždžių jaunystėje ir kaip jie palaipsniui tampa panašesni į šiandieninės Saulės. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Labiausiai chemiškai pirmykštė žvaigždė. Pirmosios Visatos žvaigždės formavosi iš pirmykščių dujų, kuriose nebuvo sunkesnių už helį elementų, astronomijoje vadinamų metalais. Tokia cheminė sudėtis lėmė dideles žvaigždžių mases, todėl jos mirdavo po kelių dešimčių milijonų metų ar mažiau ir nė viena neturėtų būti išgyvenusi iki šių dienų. Tačiau jei jų tiesioginiai palikuonys – antrosios kartos žvaigždės, susiformavusios iš pirmųjų žvaigždžių praturtintos tarpžvaigždinės terpės – būtų pakankamai mažos, jos galėtų egzistuoti ir šiandien. Tokios žvaigždės turėtų būti atpažįstamos pagal žemiausią metalingumą – sunkesnių už helį elementų gausą. Iki šiol žinota žemiausio metalingumo žvaigždė bendrai turėjo apie 10 tūkstančių kartų mažiau metalų, nei Saulė, arba 1,4 dalies milijone. Kai kurios kitos žvaigždės turi dar mažesnę geležies gausą, tačiau jose, kaip taisyklė, būna santykinai daugiau anglies, todėl bendras metalų kiekis siekia apie vieną 1000-ąją Saulės metalingumo. Dabar astronomai atrado ir detaliai išnagrinėjo naują žvaigždę, kurios metalingumas žemesnis nei bet kurios kitos žinomos. Raudonoji milžinė SDSS J0715-7334 kilusi iš Didžiojo Magelano debesies, Paukščių Tako palydovinės galaktikos, pakraščių. Ji pasižymi ypač mažomis tiek geležies, tiek anglies gausomis: geležies yra apie 20 tūkstančių kartų mažiau, nei Saulėje, anglies – bent 30 tūkstančių kartų mažiau. Taigi bendras metalingumas tėra mažiau nei 0,8 dalies milijone. Detali cheminės sudėties analizė leidžia daryti išvadą, kad supernova, praturtinusi dujas prieš šiai žvaigždei formuojantis, kilo mirštant apie 30 kartų už Saulę masyvesnei žvaigždei. Dabartiniai mažos masės žvaigždžių formavimosi modeliai gali paaiškinti SDSS J0715-7334 egzistavimą tik jei jai formuojantis jau egzistavo tarpžvaigždinės dulkės, kurios padėjo dujoms atvėsti. Tokia išvada labai svarbi tobulinant paaiškinimus apie pirmųjų dulkių atsiradimą Visatoje. Žvaigždės cheminė sudėtis yra labiau pirmykštė ne tik už žinomas žvaigždes aplinkinėje Visatoje, bet netgi už galaktikas Visatos jaunystėje, kurias kol kas aptiko James Webb teleskopas. Kai kurios iš pastarųjų galaktikų buvo laikomos galimai visiškai neturinčiomis metalų, nes nepavyko išmatuoti tikslios jų gausos. Naujasis atradimas rodo, kad tokios galaktikos iš tiesų gali turėti metalų, tad tikrai pirmykštėms galaktikoms identifikuoti reikia reikšmingai gilesnių stebėjimų. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Ūkai turi įvairiausių formų. Kaip ir debesyse, dažnai juose įžiūrime tai, ką norime matyti. Štai šiame debesyje šviesūs regionai, kupini žvaigždžių įkaitintų dujų, primena kultinį vaizdo žaidimų veikėją Pacman’ą.

***

Juodųjų skylių čiurkšlių energijos išgavimas. Besisukančios juodosios skylės neretai išmeta reliatyvistines čiurkšles – siaurus labai energingus dalelių srautus, lekiančius beveik šviesos greičiu išilgai juodosios skylės sukimosi ašies. Prieš pusšimtį metų sukurtas teorinis modelis, vadinamas Blandfordo-Znajeko mechanizmu, paaiškina, kaip juodosios skylės sukimosi energija gali būti perduodama čiurkšlei. Pagal jį, besisukanti juodoji skylė veikia panašiai kaip elektros generatorius – jos sukimasis suka aplinkinį magnetinį lauką, o tai sukuria elektrinį lauką, kuris pagreitina įelektrintas daleles ir išmeta jas čiurkšlėmis. Nors šis mechanizmas plačiai naudojamas aiškinti aktyvius galaktikų branduolius ir kitus energingus reiškinius, kol kas nebuvo jo tiesioginio patvirtinimo detaliais skaičiavimais. Naujame tyrime ši spraga užpildyta: mokslininkai pateikė reliatyvistinius magnetohidrodinaminius skaičiavimus, kuriais patvirtinamas Blandfordo-Znajeko mechanizmo teisingumas. Tyrėjai sumodeliavo įvairiai sparčiai besisukančių juodųjų skylių magnetosferas. Taip jie sekė elektromagnetinius reiškinius juodųjų skylių aplinkoje ir jų poveikį aplinkinei medžiagai. Tai leido išmatuoti paleidžiamos čiurkšlės galią bei jos priklausomybę nuo sukimosi spartos. Gautasis sąryšis labai gerai sutapo su analitiniais skaičiavimais ir taip pat dera su didesnio mastelio reliatyvistinių skaitmeninių modelių rezultatais. Taip pat pastebėta, kad energijos čiurkšlei suteikia ir magnetinio lauko linijų persijungimas, tačiau tai nėra dominuojantis energijos šaltinis. Rezultatai leidžia tvirtai teigti, kad Blandfordo-Znajeko mechanizmas veikia, ir duoda tikslias čiurkšlių galios prognozes labai įvairioms besisukančioms juodosioms skylėms – nuo žvaigždinių iki supermasyvių. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astrophysical Journal Letters.

***

Mažiausios masės tamsus objektas. Tamsioji materija yra mįslinga materijos forma, kuri nespinduliuoja ir nesugeria šviesos, tačiau veikia įprastą medžiagą gravitaciškai. Visatoje jos turėtų būti apie šešis kartus daugiau, nei įprastos, taigi ji turi esminę įtaką galaktikų judėjimui ir kosminių struktūrų formavimuisi. Vienas pagrindinių klausimų apie šią medžiagos formą – ar ji pasiskirsčiusi lygiai, ar susitelkusi į gumulus? Kadangi tamsiosios materijos stebėti tiesiogiai negalima, geriausias būdas nustatyti jos telkimosi savybes yra gravitacinio lęšiavimo efektas, kai tolimesnio objekto šviesa iškreipiama, judant pro kito objekto gravitacinį lauką. Tokiu būdu jau seniai matuojamas tikrasis materijos pasiskirstymas galaktikų spiečiuose, aptinkamos juodosios skylės ir egzoplanetos. Dabar astronomai aptiko mažiausios masės tamsiosios materijos telkinį, kada nors išmatuotą šiuo metodu. Tyrėjai panaudojo radijo teleskopų tinklą iš viso pasaulio ir taip suformavo Žemės dydžio super-teleskopą, galintį užfiksuoti subtilias gravitacinio lęšiavimo signalo variacijas. Labai lygioje arkoje, kuri susidaro, kai tolimas objektas ir lęšiuojantis kūnas yra tiksliai vienas už kito, jie aptiko nedidelį suplonėjimą, kurį sukelti gali tik kito, mažesnio objekto gravitacija. Apskaičiuota pastarojo objekto masė tėra vos didesnė už milijoną Saulės masių. Be to, jis nutolęs milžinišku atstumu – šviesa nuo jo iki mūsų keliavo daugiau nei septynis milijardus metų, arba pusę Visatos amžiaus. Ši masė yra maždaug šimtą kartų mažesnė, nei ankstesnis mažiausias gravitaciniu lęšiavimu aptiktas objektas. Nors atradimas reikalavo palankaus atsitiktinumo – tinkamo tarpusavio išsidėstymo tarp mažo tamsiojo objekto, didesnio lęšio ir tolimos šviesios galaktikos – jis vis tiek rodo puikias interferometrinių stebėjimų galimybes. Taip pat atradimas puikiai dera su vadinamąja šaltosios tamsiosios materijos teorija, kuria remiasi didelė dalis mūsų supratimo apie galaktikų formavimąsi. Pagal ją, mažiausi tamsiosios materijos telkiniai turėtų būti maždaug milijono Saulės masių. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Astronomy.

***

Tamsiosios materijos žvaigždžių kandidatai. Pirmosios Visatos žvaigždės formavosi iš pirmykščių vandenilio ir helio dujų, be sunkesnių elementų. Jos greičiausiai buvo labai masyvios ir gyveno tik kelias dešimtis milijonų metų. Tačiau 2007 metais buvo pasiūlyta egzotiška idėja: galbūt kai kurioms pirmosioms žvaigždėms energiją teikti galėjo ne branduolinė sintezė, o tamsiosios materijos dalelių anihiliacija. Tokios „tamsiosios žvaigždės“ (DS) galėtų formuotis pirmykštėje Visatoje prie tamsiosios materijos halų centrų, kur pastarosios tankio pakanka tapti šilumos šaltiniu. Jos turėtų būti labai ryškios, išsipūtusios ir masyvios. Prieš dvejus metus mokslininkai identifikavo pirmuosius tris DS kandidatus James Webb teleskopo duomenyse, remdamiesi fotometrine – objektų spalvų – analize. Dabar, naudodami JWST spektroskopinius duomenis, jie patvirtino du ir aptiko dar du naujus DS kandidatus. Vienas iš naujai aptiktų objektų, JADES-GS-z14-0, yra antras tolimiausias kada nors aptiktas objektas. Jo spektre tyrėjai galimai identifikavo labai specifinį DS požymį – jonizuoto helio absorbcijos liniją. Tokios linijos nesitikima rasti paprastose žvaigždėse, nes jai atsirasti reikia aukštos energijos fotonų, kuriuos gali skleisti tamsiosios materijos anihiliacija, bet ne paprastos termobranduolinės reakcijos. Deja, spektre matoma ypatybė ganėtinai silpna, tad negalima vienareikšmiškai teigti, kad ji tikrai yra būtent ši linija. Šio objekto spektras neseniai išmatuotas ir ALMA teleskopu, kuriuo aptikta jonizuoto deguonies emisijos linija. Deguonies buvimas reikštų, kad šis objektas nėra izoliuota tamsiosios materijos žvaigždė be sunkių elementų, kaip tikėtasi. Jei vėlesni stebėjimai patvirtins abiejų spektro ypatybių egzistavimą, tai reikštų, kad tamsiosios materijos žvaigždę supa metalais praturtintas ūkas. Tai pareikalautų teorinių DS formavimosi ir evoliucijos modelių patobulinimų, nes ankstesniuose tyrimuose buvo daroma prielaida, kad jos formuojasi izoliuotai, be jokių kompanionų ar apvalkalų. Atradimai suteikia naujos informacijos apie ankstyvosios Visatos objektus ir tamsiosios materijos vaidmenį jų formavime. Tyrimo rezultatai publikuojami PNAS.

***

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

Laiqualasse