Kosmose daugelis sistemų yra hierarchinės: objektai jungiasi į grupes, šios – į didesnes grupes, ir taip toliau dar bent keletą žingsnių. Tą matome tiek palyginus smulkiu masteliu – daugianarėse žvaigždėse, tiek pačiu didžiausiu – megaparsekų dydžio, galaktikas apimančiose, struktūrose. Štai juodosios skylės dvinarėse sistemose kartais gali būti trinarių sistemų palikimas, kur viena pora susijungė anksčiau. Skirtingi masteliai naudingi ir bandant patikrinti įvairias hipotezes. Pavyzdžiui, ryšys tarp įcentrinio pagreičio, kurį galaktikoje sukuria regimoji materija, ir kurį patiria judančios žvaigždės, didelėms galaktikoms yra gana glaudus. Ar tai reiškia, kad vietoj tamsiosios materijos geriau žvaigždžių judėjimą paaiškina gravitacijos dėsnio modifikacija? Greičiausiai ne, nes mažoms galaktikoms, pasirodo, ryšys nebegalioja. O labai skirtingo dydžio supermasyvių juodųjų skylių pora gali paaiškinti beveik periodinius žybsnius vienoje aktyvioje galaktikoje. Kitose naujienose – Tarptautinės kosminės stoties jubiliejus, 3I/ATLAS ryškėjimas ir pirmas trimatis egzoplanetos atmosferos žemėlapis. Gero skaitymo!
***
Ketvirtis amžiaus Tarptautinei kosminei stočiai. 2000 metų lapkričio 2 dieną trijų žmonių įgula atvyko į Tarptautinę kosminę stotį ir tapo pirmaisiais jos gyventojais. Nuo tada ten lankėsi 73 ekspedicijos ir kone 300 žmonių, ir visą šį laiką joje gyveno bent trys darbuotojai. Taigi praeitą savaitę minėjome ketvirtį amžiaus, kai žmonės be perstojo gyvena orbitoje. Per tą laiką būta visko: gausybė eksperimentų, išėjimų į atvirą kosmosą, gedimų, hermetiškumo pažeidimų, problemų atvykti į stotį ir grįžti iš jos… Ir visgi stotis išbandymus atlaikė. Net ir politinius: nepaisant dabartinių santykių tarp JAV (bei kitų normalaus pasaulio šalių) ir rusijos, TKS tebeveikia ir skrydžiai į ją vyksta tiek iš JAV, tiek iš Baikonuro kosmodromo. Stotis dar turėtų veikti iki 2030 metų, o vėliau bus deorbituota ir nuskęs Ramiajame vandenyne. Tada ją turėtų pakeisti bent kelios komercinės stotys Žemės orbitoje, o NASA galės susitelkti į kosminės stoties šalia Mėnulio vystymą.
***
Tarpžvaigždinė kometa sparčiai ryškėja. Kometos – ledo ir uolienų likučiai iš planetų sistemų formavimosi laikų – paprastai skrieja aplink savo gimtąją žvaigždę elipsinėmis orbitomis. Priartėjusios prie žvaigždės jos pasidabina uodegomis iš garuojančių lakių dujų ir jų išmetamų dulkių, o nutolus nuo žvaigždės uodegos išnyksta. Tačiau kartais kometos gali būti išmestos į tarpžvaigždinę erdvę. Kol kas nežinome, kaip dažnai tai nutinka, nes tarpžvaigždiniais atstumais pamatyti kometų neįmanoma, o Saulės sistemoje viešnių žinome tik tris. Pirmoji, 1I/`Oumuamua, aptikta 2017 metais, antroji 2019, o trečioji, 3I/ATLAS – šiemet. Praeitą savaitę ji pasiekė perihelį – artimiausią Saulei tašką. Deja, šiuo metu ji yra priešingoje Saulės pusėje nuo Žemės, taigi antžeminiai teleskopai negali jos stebėti. Taigi mokslininkai pasitelkė kosmines Saulės observatorijas STEREO-A, SOHO ir GOES-19 ir išsiaiškino, jog ATLAS paryškėjo netikėtai sparčiai. Stebėjimai rugsėjo ir spalio mėnesiais parodė, kad kometos šviesumas, artėjant prie Saulės, augo proporcingai atstumui 7,5 laipsnyje; tai reiškia, kad dvigubas atstumo sumažėjimas atitinka 180 kartų paryškėjimą. Įprastai kometos ryškėja maždaug proporcingai atstumui ketvirtame laipsnyje, tad dvigubas priartėjimas atitinka 16 kartų paryškėjimą. Vadinasi ATLAS greičiausiai išmetinėja labai daug dujų ir dulkių. Šią išvadą patvirtina ir faktas, kad GOES-19 observatorijos nuotraukoje netgi pavyko išskirti kometos dydį – ją gaubia maždaug 400 tūkstančių kilometrų skermens vainikas. Įdomu, kad kometos spinduliuotė žymiai mėlynesnė nei Saulės – tai reiškia, jog didelę matomos šviesos dalį sudaro ne atspindėta Saulės šviesa, o pačios kometos dujų emisija. Tarpžvaigždinės kometos gali suteikti informacijos apie cheminę sudėtį bei sąlygas kitose planetinėse sistemose; ATLAS stebėjimai artimiausiais mėnesiais bus turbūt geriausias tokios informacijos šaltinis, kurį kada nors esame gavę. Tyrimo rezultatai arXiv.
***
Trimatis egzoplanetos atmosferos žemėlapis. Ypač arti savo žvaigždžių skriejančios masyvios egzoplanetos vadinamos ultrakarštaisiais jupiteriais. Jų atmosferos turėtų pasižymėti įvairiais įdomiais reiškiniais – stipriais vėjais, karštais taškais, cheminės sudėties ir temperatūros skirtumais. Skirtumai turėtų priklausyti tiek nuo ilgumos, tiek nuo platumos ir aukščio. Ankstesni stebėjimai sufleravo, kad tokie pokyčiai tikrai egzistuoja, bet apėmė tik integruotus dieninio ir naktinio pusrutulių duomenis, tad teikė tik grubią informaciją apie atmosferos netolygumus. Dabar astronomai sudarė pirmąjį spektroskopinį egzoplanetos atmosferos žemėlapį, išskirdami jos savybes vienu metu visose trijose dimensijose. Tyrėjai James Webb teleskopo spektrografu išanalizavo ultrakarštojo jupiterio WASP-18b antrinį užtemimą. Antrinis užtemimas įvyksta, kai planeta pasislepia už žvaigždės ir mes nebematome jos dieninės pusės šviesos. Stebint, kaip silpsta skirtingo bangos ilgio šviesa, galima sudaryti planetos paviršiaus temperatūros ir cheminės sudėties žemėlapį. Jis atskleidė mažesnius temperatūros skirtumus tarp karščiausio dieninės pusės taško ir tolimesnių išilgai pusiaujo nei prognozavo teoriniai modeliai. Tai rodo, kad reikšmingą šiluminės spinduliuotės dalį skleidžia disocijuojančios vandenilio molekulės irba debesys naktinėje planetos pusėje. Be to, tyrėjai identifikavo du išskirtinius pagal šilumą planetos atmosferos regionus: karštą zoną aplink subžvaigždinį tašką ir šaltesnį žiedą netoli dieninės pusės kraštų. Karštojoje zonoje, kaip ir galima tikėtis, temperatūra auga kylant į viršų; be to, ten randama mažiau vandens garų, nei kitose planetos vietose – akivaizdžiai ten temperatūra pakankama, kad šią molekulę suardytų. Žiedo regionas pasižymi žemesne temperatūras, o cheminę sudėtį nustatyti sudėtinga. Gauti duomenys atskleidė sudėtingesnę atmosferos struktūrą nei tikėtasi – vietoj paprastos karštos dieninės ir šaltos naktinės pusės, planeta turi įvairių zonų su savitomis šiluminėmis ir cheminėmis savybėmis. Tai rodo, kad atmosferos cirkuliacija ir cheminės reakcijos ultrakarštuose jupiteriuose yra daug sudėtingesnės nei manyta. Panašią analizę galima taikyti ir daugeliui kitų žinomų planetų; tai atskleis trimačių šiluminių, cheminių ir dinaminių atmosferų savybių įvairovę. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Astronomy.
***
Planetos pačios pasigamina vandenį. Gausiausias Galaktikoje planetų tipas – vadinamieji sub-Neptūnai, mažesnės už Neptūną, bet masyvesnės už Žemę planetos. Jos turi uolinį branduolį, kurį gaubia vandenilio ar vandens sluoksnis. Manyta, kad vandens gausūs sub-Neptūnai formavosi toliau nuo žvaigždės, kur vanduo sustingęs į ledą ir gali prisijungti prie planetos, o vėliau migravo į dabartines orbitas. Tačiau kai kurios tokios planetos randamos labai arti žvaigždžių, kur atmigruoti sudėtinga. Kometų ir asteroidų smūgiai taip pat negali paaiškinti tokio didelio vandens kiekio, daugybę kartų viršijančio esantį Žemėje. Dabar dvi nepriklausomos tyrėjų komandos atliko eksperimentus, kurie gali pateikti šio klausimo atsakymą. Pasak jų, planetos pačios pasigamina vandenį, uoliniams branduoliams reaguojant su vandenilio atmosferomis. Panaudoję deimantinius priekalus, mokslininkai suspaudė ir įkaitino tikėtinus planetų branduolių ir mantijų mineralus iki 16-60 gigapaskalių slėgio (šimtus tūkstančių kartų aukštesnio, nei atmosferos slėgis jūros lygyje) ir virš 4000 laipsnių temperatūros. Taip jie imitavo sąlygas jaunose planetose su magmos okeanais. Tokiomis sąlygomis silikatai išsilydo, o molekulinis vandenilis veikia kaip antklodė ir palaiko magmos okeaną milijardus metų. Eksperimentai atskleidė, kad dideli vandenilio kiekiai ištirpsta ir susimaišo su silikatiniu tirpalu, o tirpumas stipriai priklauso nuo temperatūros. Reakcijos metu deguonis išlaisvinamas iš silikato ir reaguoja su atmosferos vandeniliu bei pagamina didžiulius vandens kiekius. Šie gali sudaryti net iki kelių dešimčių procentų viso reaguojančių medžiagų svorio. Tai daug daugiau, nei anksčiau prognozuota ekstrapoliuojant žemo slėgio idealių dujų elgesį. Geležies oksido redukcija taip pat sudaro sąlygas formuotis dideliems vandens kiekiams. Taigi šios reakcijos gali sukurti pakankamai vandens, kad paaiškintų jo kiekį sub-Neptūnuose, bent jau tuose, kurie nuo pradžių turi vandenilio atmosferas. Rezultatai rodo naują kelią vandeniu turtingoms planetoms susiformuoti: pirmykštė vandenilio atmosfera, spaudžianti ir šildanti uolinį branduolį, sukondensuoja milžinišką vandens kiekį, kuris gali ilgai išlikti net ir tada, kai atmosfera vėliau praretėja. Taigi vandeniu turtingos planetos neprivalo formuotis toli nuo žvaigždžių, o vandens pasauliai gali būti dar dažnesni, nei tikėjomės. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature: silikatų eksperimentai, geležies oksido eksperimentai.
***
Viena iš James Webb teleskopo tyrimų krypčių yra egzoplanetų atmosferos. Naujausi atradimai apie atmosferos egzistavimo galimybes planetoje TRAPPIST-1e daro ją turbūt panašiausią į Žemę iš visų žinomų. Plačiau pasakoja Astrum:
***
Energingas jaunos žvaigždės išsiveržimas. Saulė dažnai išmeta milžiniškus plazmos pliūpsnius, vadinamus vainikinės masės išmetimais (CME). Jie dažnai vyksta kartu žybsniais. Kartais jie pasiekia Žemę, sukelia poliarines pašvaistes ir geomagnetines audras. Kai Saulė ir Žemė buvo jaunos, Saulė greičiausiai buvo daug aktyvesnė, tad jos CME galėjo turėti daug įtakos gyvybės atsiradimui ir evoliucijai mūsų planetoje. Ankstesni tyrimai atskleidė, kad jaunos į Saulę panašios žvaigždės dažnai paleidžia galingus žybsnius ir CME, kurie gerokai viršija didžiausius šiais laikais užfiksuojamus Saulės įvykius. Tačiau kol kas nebuvo aišku, ar šių jaunų žvaigždžių išsiveržimai panašūs į Saulės CME ir kokį poveikį galėtų turėti savo planetoms. Dabar astronomai beprecedentiškai tiksliai išmatavo vienos jaunos Saulės analogės CME ir nustatė, kad jo poveikis planetoms galėtų būti pražūtingas. Komanda pasirėmė kelių teleskopų stebėjimais: Hubble kosminiu teleskopu matavo ultravioletinę spinduliuotę, o trim antžeminiais – vandenilio spinduliuotę regimųjų bangų diapazone. Tyrimo objektas buvo jauna Saulės analogė Drakono EK ir joje vykęs CME, galingesnis už visus fiksuotus Saulėje per daugiau nei pusantro šimtmečio. Daugiabangiai spektroskopiniai stebėjimai leido tyrėjams užfiksuoti ir karštą, ir vėsų išmetimo komponentus realiuoju laiku, mat ultravioletiniai stebėjimai rodo karštesnės, o regimieji – vėsesnės plazmos judėjimą. Taip nustatyta, kad Drakono EK CME susidėjo iš bent dviejų fazių. Pradžioje karšta tūkstančių laipsnių temperatūros plazma buvo išmesta 300-550 km/s greičiu, o maždaug po 10 minučių sekė vėsesnės, apie tūkstančių laipsnių, dujos, išmestos 70 km/s greičiu. Didžioji dalis CME energijos buvo karštoje plazmoje, o tai leidžia manyti, kad dažni stiprūs CME praeityje galėjo sukelti stiprias geomagnetines audras, pajėgias nuardyti ar chemiškai pakeisti jaunų planetų atmosferas. Teoriniai modeliai ir laboratoriniai eksperimentai rodo, kad CME gali vaidinti kritinį vaidmenį biomolekulių formavimuisi bei labai paveikti šiltnamio efektą sukeliančias dujas. Abu šie komponentai yra esminiai gyvybės atsiradimui ir išsilaikymui jaunoje planetoje. Atradimas turi didelę reikšmę nagrinėjant egzoplanetų tinkamumą gyvybei ir sąlygas, kuriose atsirado gyvybė Žemėje ir galbūt kitur. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Astronomy.
***
Šioje nuotraukoje matote Paukščių Taką. Na, ne visą – apie ketvirtį pločio, daugmaž centro link, koncentruojantis į disko plokštumą. Ir ne taip, kaip matytume plika akimi: čia pavaizduota radijo spinduliuotė. Spalvos, žinoma, irgi netikros, tačiau atspindi realią informaciją: mėlynai pavaizduota aukštesnio dažnio, raudonai – žemesnio spinduliuotė. Rausvi burbulai daugiausiai yra supernovų liekanos, o mėlyni – žvaigždėdaros regionai.
***
Nykštukinės galaktikos patvirtina tamsiąją materiją. Galaktikos sukasi greičiau, nei galėtume tikėtis pagal jų matomos materijos kiekį. Kas jas sulaiko neišsilaksčiusias? Standartinis paaiškinimas – nematoma tamsioji materija, kuri padidina galaktikų masę bent keletą, o kartais ir tūkstančius kartų. Alternatyvi hipotezė teigia, jog gravitacijos dėsniai kosminiais mastais veikia šiek tiek kitaip. Naujame tyrime pristatomi 12 mažiausių ir blankiausių palydovinių Paukščių Tako galaktikų stebėjimai, kurie leido patikrinti konkuruojančias teorijas. Viena iš alternatyvių hipotezių – modifikuota Niutono dinamika (MOND), pasiūlyta 1980-aisiais, teigia, kad gravitacijos dėsniai keičiasi esant labai mažiems pagreičiams. Taigi dideliu atstumu nuo galaktikos centro žvaigždės jaučia stipresnę trauką, todėl juda greičiau. Prieš keletą metų pastebėta, kad daugelio galaktikų žvaigždžių išmatuotas judėjimo pagreitis glaudžiai dera su prognozuojamu vien pagal regimosios materijos pasiskirstymą. Būtent tokį sąryšį prognozuoja MOND, tačiau netrukus paaiškėjo, kad jis gaunamas ir skaitmeniniuose modeliuose, kuriuose galaktikų formavimasis paremtas tamsiosios materijos paradigma. Ankstesni tyrimai apėmė galaktikas, kurių įprastos medžiagos (dujų, dulkių ir žvaigždžių) bendra masė viršijo 100 milijonų Saulės masių. Naujajame tyrime nagrinėtų galaktikų įprastos medžiagos masė gerokai mažesnė – nuo 10 tūkstančių iki 30 milijonų Saulės masių. Duomenys parodė, kad galaktikų vidiniai gravitaciniai laukai negali būti paaiškinti vien matoma materija – kiekvienoje galaktikoje realus pagreitis su prognozuojamu iš regimosios materijos dera vis kitaip, ir netgi skirtingose galaktikos vietose santykis tarp šių dydžių gali gerokai skirtis. Kitaip tariant, MOND prognozės nepajėgia atkurti stebimo mažų galaktikų elgesio. Tuo tarpu tamsiosios materijos paradigma paremtų skaitmeninių modelių rezultatai duomenis atitiko daug geriau. Rezultatai patvirtina, kad vien matomo galaktikų medžiagos pasiskirstymo duomenų nepakanka norint nustatyti gravitacinio lauko stiprumą mažiausiose galaktikose. Kol kas vienintelis tokio neatitikimo paaiškinimas – tamsiosios materijos halas, supantis galaktikas. Nors rezultatai neatskleidžia, iš ko susideda tamsioji materija, jie susiaurina erdvę alternatyviems paaiškinimams. Tyrimo rezultatai arXiv.
***
Milžiniška juodoji skylė mažoje galaktikoje. Nykštukinė sferoidinė galaktika Segue 1 yra viena mažiausių Paukščių Tako palydovių. Nutolusi apie 23 kiloparsekus, ji turi tik saujelę žvaigždžių, kurių gravitacija gerokai per silpna, kad sulaikytų sistemą nuo išsisklaidymo. Kaip ir kitos nykštukinės galaktikos, manyta, kad ją laiko tamsiosios materijos halo gravitacija, o apskaičiuotas tamsiosios materijos ir žvaigždžių masių santykis buvo vienas didžiausių iš visų žinomų galaktikų. Tačiau naujas tyrimas gerokai sujaukia šį paveikslą: tikėtina, kad didelę dalį traukos kuria supermasyvi juodoji skylė. Savo tyrimui mokslininkai pasitelkė orbitinius dinaminius modelius. Juose, parinkus galaktiką sudarančių komponentų mases ir kitus parametrus, skaičiuojamos galimos žvaigždžių orbitos ir tikrinama, kiek jos atitinka realiai stebimas. Taip po daugelio bandymų prieinama iki parametrų rinkinio, kuris gerai paaiškina tikrąjį žvaigždžių judėjimą. Segue I atveju dar reikėjo atmesti žvaigždes, kurių judėjimui didesnę įtaką daro Paukščių Tako, o ne pačios nykštukinės galaktikos gravitacija. Tą padarius pastebėta, jog galaktikos centre žvaigždės juda greičiau, nei pakraščiuose. Dėl šios priežasties mokslininkai į modelius įtraukė juodąją skylę. Geriausiai tinkančiame modelyje juodosios skylės masė pasirodė esanti apie 450 tūkstančių Saulės masių. Šis skaičius praktiškai nepriklauso nuo to, ar modelyje įtraukiamas tamsiosios materijos halas. Modeliai be juodosios skylės duomenis atitiko daug blogiau. Apskaičiuota juodosios skylės masė apie 10 kartų viršija visų Segue I žvaigždžių masę kartu sudėjus. Tai – ekstremalus atvejis, mat įprastai juodosios skylės masė sudaro tik apie vieną tūkstantąją žvaigždžių masės dalį. Vienas galimas anomalijos paaiškinimas – Segue I kadaise buvo didesnė galaktika, bet Paukščių Takas jau pavogė daugumą jos žvaigždžių. Kita – Segue I tikrai susiformavo su anomaliai didele centrinu juodąja skyle. Tai ją darytų panašią į neseniai aptiktus vadinamuosius mažus raudonus taškelius ankstyvoje Visatoje. Šios kompaktiškos galaktikos irgi turi milžiniškas juodąsias skyles bei santykinai mažai žvaigždžių. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astrophysical Journal Letters.
***
DI čatbotas klasifikuoja supernovas. Šiuolaikinės astronominės apžvalgos generuoja milžiniškus duomenų srautus. Vienas įdomiausių ten pasitaikančių dalykų – greitai kintantys reiškiniai, tokie kaip supernovų sprogimai. Realius signalus atskirti nuo vaizdo artefaktų ar kitokio triukšmo – nemenkas iššūkis. Žmonės, ypač apmokyti, tą gali padaryti, bet neaprėps duomenų kiekio. Konvoliuciniai neuroniniai tinklai – daug efektyvesnis sprendimas, tačiau jų veikimas yra neaiškus, ir dažniausiai neįmanoma atsakyti, kuo remiantis priskiriama viena ar kita klasifikacija. Dabar mokslininkai parodė, kad didieji kalbos modeliai (LLM), visuomenei geriau žinomi kaip dirbtinio intelekto pokalbių programėlės, gali greitai kintančius astrofizikinius reiškinius klasifikuoti taip pat efektyviai, kaip konvoliuciniai tinklai, ir kartu pateikti žmonėms suprantamus aprašymus apie kiekvieną kandidatą. Apmokytas su vos 15 pavyzdžių ir gavęs glaustas instrukcijas, Google modelis Gemini net 93% vidutiniu tikslumu sėkmingai klasifikavo kitus įvykius trijuose duomenų rinkiniuose (Pan-STARRS, MeerLICHT ir ATLAS), kurie skiriasi tiek erdvine skyra, tiek tipinio įvykio dydžiu nuotraukoje. Be to, pateikus pirmojo modelio atsakymus kitame Gemini pokalbyje, antrasis modelis sėkmingai įvertindavo pirmojo atsakymus ir padėdavo klasifikuoti probleminius atvejus. Tokia sistema leidžia vartotojams apibrėžti norimą klasifikacijos elgseną per natūralią kalbą ir pavyzdžius, išvengiant tradicinių mokymo konvejerių. Be to, generuodami tekstinius stebimų savybių aprašymus, LLM suteikia galimybę vartotojams nagrinėti klasifikacijų rezultatus kaip anotuotą katalogą, o ne dešifruojant abstrakčias parametrų erdves. Tai leidžia astronomams greitai suprasti, kodėl sistema priėmė tam tikrą sprendimą, ir prireikus koreguoti. Naujos kartos teleskopai ir apžvalgos dar labiau didina prieinamų duomenų kiekį, taigi LLM pagrįsta klasifikacija galėtų padėti užpildyti spragą tarp automatinio aptikimo ir žmogiško supratimo. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Astronomy.
***
Hierarchiškai besijungiančios juodosios skylės. Kai dvi juodosios skylės dvinarėje sistemoje suartėja labai arti viena prie kitos, jos susijungia ir paskleidžia stiprų gravitacinių bangų signalą. Jau dešimt metų turime detektorius, kurie tokius signalus pajėgia aptikti. Dabar bene naujausių LIGO-Virgo-KAGRA detektorių tinklo duomenų analizė atskleidė du įvykius, kurie praktiškai įrodo, jog juodosios skylės bent kartais egzistuoja trinarėse sistemose ir jungiasi hierarchiškai. Signalai GW241011 ir GW241110 užfiksuoti prieš metus – skaičiai rodo aptikimo datas. Pirmojo metu susijungė skylės, kurių masės buvo 17 ir septynis kartus didesnės nei Saulės, antrojo – 16 ir aštuonis. Abiem atvejais didesnioji skylė aplink savo ašį sukosi labai greitai, o antruoju – dar ir kone priešinga kryptimi, nei judėjo orbitoje aplink porininkę. Tokios savybės būdingos sistemoms, kuriuose masyvesnis objektas pats susiformavo iš ankstesnio dviejų juodųjų skylių susiliejimo. Taip pat tokioms sistemoms būdingas didelis masių santykis, mat pirminėje trinarėje sistemoje visi kūnai greičiausiai turėjo panašią masę, tad dviem susijungus santykis su likusiuoju išaugo iki maždaug 2:1, kaip ir nustatyta naujuosiuose signaluose. Trinarės sistemos, manoma, formavosi tankiose aplinkose, pavyzdžiui žvaigždžių spiečiuose, kur juodosios skylės labiau linkusios susidurti viena su kita ir susilieti vėl ir vėl. Signalai duoda žinių ne tik apie galimą dvinarių ir trinarių juodųjų skylių kilmę. GW241011 signalas buvo vienas stipriausių kada nors užfiksuotų, o tai leido patikrinti bendrosios reliatyvumo teorijos prognozes ekstremaliose sąlygose bei besisukančių juodųjų skylių savybių matematiniu aprašymu. Pagal jį, greitai besisukančios juodosios skylės šiek tiek deformuojasi, palikdamos būdingą raštą gravitacinėse bangose. Analizuodami GW241011, tyrėjai nustatė puikų sutapimą su šiuo sprendiniu. Taip pat greitai besisukančios juodosios skylės gali būti naudojamos testuoti, ar egzistuoja hipotetinės lengvos elementariosios dalelės – ultralengvieji bozonai. Teoriniai modeliai rodo, kad tokios dalelės gali po truputį stabdyti juodųjų skylių sukimąsi. Faktas, kad masyvesnės skylės abiejuose susiliejimuose vis dar sparčiai sukasi, nors po jų susiformavimo greičiausiai praėjo daug milijonų, o gal net milijardų metų, leidžia atmesti gana plačią teorinių modelių aibę. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astrophysical Journal Letters.
***
Juodųjų skylių susidūrimų žybsniai. Galaktika OJ 287 astronomams ypatinga tuo, kad turi glaudžią dvinarę centrinių juodųjų skylių porą. Kas maždaug 12 metų ten įvyksta ryškūs žybsniai, juos greičiausiai sukelia mažesnės masės antrinės juodosios skylės susidūrimai su akreciniu disku, supančiu didesnės masės pirminę. Analizuodami tokias sistemas, astronomai tikisi suprasti akrecijos dvinarėse sistemose detales ir pagerinti prognozes apie labai žemo dažnio gravitacinių bangų signalus, kuriuos galės fiksuoti būsimi kosminiai detektoriai. Naujame tyrime mokslininkai pirmą kartą pristatė globalius trimačius skaitmeninius į OJ 287 panašių sistemų modelius, kuriuose įtraukiami hidrodinaminiai, magnetiniai ir reliatyvistiniai efektai. Visos modeliuotos sistemos buvo panašios: masyvesnė juodoji skylė, supama akrecinio disko, ir jį kertanti mažesnė. Tyrėjai pasirinko modeliuoti diskus, kurių storis yra 10 kartų mažesnis už plotį, ir dvinarių masių santykius, lygius 1:10, 1:20 ir 1:40. Rezultatai patvirtino ankstesnę paradigmą, kad antrinės juodosios skylės smūgiai į diską gali sukelti žybsnius, ryškesnius už viso disko spinduliuotę ramybės metu. Seniau tokia išvada buvo paremta daug paprastesniais skaičiavimais. Susidūrimai ir mažesnės skylės gravitacija taip pat sukelia diske spiralines smūgines bangas, kartais paspartina akreciją į masyvesniąją, įkaitina ir iškraipo akrecinį diską. Tiesa, kai masių santykis mažesnis nei 1:20, šie efektai beveik nereikšmingi. Modelių rezultatai gali būti nesunkiai konvertuojami į OJ 287 ir panašių sistemų parametrus. Tai labai svarbus žingsnis link visiškai realistiškų mažo masių santykio juodųjų skylių dvinarių akrecijos modelių, kurie leis susieti tikėtinus gravitacinių bangų signalus su elektromagnetiniais įvykiais – žybsniais ir panašiais reiškiniais. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astrophysical Journal Letters.
***
Štai tokios naujienos iš praėjusios savaitės. Kaip įprastai, laukiu jūsų klausimų ir komentarų.
Laiqualasse