Svarbiausia jėga Visatoje yra gravitacija. Bet kitos irgi neatsilieka. Viena iš tokių – elektromagnetizmas, o vienas pastarojo pasireiškimų – įvairių objektų lipnumas ar kibumas. Štai Mėnulio regolitas tolimojoje pusėje, pasirodo, yra daug kibesnis, nei artimojoje. O uolinių planetų plutos ir mantijos sukimba skirtingai ir tai lemia skirtingą planetų tektoniką. Molekulės kimba prie dulkių tarpžvaigždinėje erdvėje ir taip gali duoti pradžią sudėtingoms organinėms molekulėms. Kitose naujienose – galimai aptiktas tamsiosios materijos anihiliacijos signalas, žaibai Marse ir verdantys polediniai vandenynai. Gero skaitymo!
***
Lipnus gruntas tolimojoje Mėnulio pusėje. Mėnulio paviršių dengia regolitas – smulkių uolienų fragmentų ir dulkių sluoksnis, susidaręs per milijardus metų dėl nuolatinio mikrometeoritų bombardavimo ir kosminių spindulių poveikio. Šio regolito fizinės savybės svarbios ne tik siekiant suprasti Mėnulio raidos istoriją, bet ir planuojant būsimas misijas bei galimą išteklių gavybą. Iki šiol visi Mėnulio grunto mėginiai buvo pargabenti iš artimosios pusės, tad nebuvo aišku, ar tolimosios pusės regolitas pasižymi skirtingomis savybėmis. Dabar mokslininkai, ištyrinėję Chang’e-6 misijos surinktus mėginius – pirmuosius iš tolimosios Mėnulio pusės – nustatė, kad ten gruntas gerokai lipnesnis nei artimojoje pusėje. Tyrėjai išmatavo regolito statinį trinties kampą – maksimalų dulkių krūvos šlaito kampą – ir nustatė, kad Chang’e-6 mėginiams jis siekia 53 laipsnius. Dinaminis trinties kampas – šlaito kampas, kurį gruntas išlaiko sukamas cilindre – yra dar didesnis, nei 70 laipsnių. Tai gerokai viršija Chang’e-5 ir Apollo misijų pargabento grunto rodiklius, kurie yra atitinkamai apie 31 ir 53 laipsnius. Tokį lipnumą lemia kelios Chang’e-6 mėginių savybės: didelis plagioklazų – kalcio ir natrio aliuminio silikato mineralų – kiekis, ypač smulkios, vidutiniškai mažiau nei 50 mikrometrų skersmens, dalelės ir sudėtinga formų įvairovė. Šios charakteristikos sustiprina elektrostatines ir van der Valso jėgas tarp dalelių, kurios ir padeda joms sukibti bei išsilaikyti kartu. Tikėtina, kad tolimosios Mėnulio pusės regolito savybes labiausiai lemia įvairūs kosminiai veiksniai, ypač meteoroidų smūgiai, kurie smulkina daleles ir sudaro palankias sąlygas sanglaudai. Šie rezultatai padės geriau įvertinti, kokių regolito savybių galima tikėtis įvairiose Mėnulio vietose, o tai padės planuojant žmonių misijas, kurioms regolitas bus ir kliūtis, ir naudingas išteklius. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Astronomy.
***
Skirtinga uolinių planetų tektonika. Uolinių planetų paviršiaus tektonika – plutos judėjimas ar stabilumas – lemia daugybę kitų savybių. Nuo jo priklauso planetos vidaus evoliucija, geologinis aktyvumas, dinamo veikimas ir magnetinis laukas, atmosferos sudėtis ir, galiausiai, tinkamumas gyvybei. Saulės sistemoje Žemė yra unikali tuo, kad joje vyksta tektoninių plokščių judėjimas. Tiesa, taip buvo ne visada – praeityje Žemės tektoninis režimas buvo gerokai kitoks. Tektoniniai režimai aprėpia ir didelio masto paviršiaus sluoksnių deformaciją, ir ją generuojančius procesus. Pavyzdžiui, Marse veikia tektoniškai neaktyvus „sustingusio dangčio“ režimas, todėl ten pluta laikui bėgant beveik nedeformuojama ir galime matyti net milijardų metų senumo kraterius. Žemės tektoninis režimas vadinamas „mobiliu dangčiu“, kuris pasižymi plokščių tektonika, plėtimosi gūbriais ir subdukcijos zonomis. Nors šios plokščių ribos sukelia geologinius pavojus, tokius kaip žemės drebėjimai ir ugnikalnių išsiveržimai, jos padeda stabilizuoti Žemės atmosferos ir klimato sąlygas per milijonus ir milijardus metų, taigi palaiko planetą tinkamą gyvybei. Ankstesni tyrimai parodė kelis kitus galimus tektoninius režimus, tokius kaip „klampaus dangčio“ (kai pluta juda, bet tik dėl trinties su mantija, o ne dėl plokščių tarpusavio sąveikų) ar „plutoniško-minkštojo dangčio“ (kai karšti magmos burbulai iš mantijos suminkština plutą ir sukelia lokalius plokščių tektonikos bei panašius procesus), bet ryšiai tarp šių režimų ir jų sąsajos su į Žemę panašiomis planetomis liko neaiškūs. Dabar mokslininkai padarė reikšmingą proveržį suprantant žemiškų planetų tektoninę evoliuciją. Naudodami pažangius skaitmeninius modelius, tyrėjai pirmą kartą ne tik klasifikavo šešis planetų tektoninius režimus, bet ir nustatė, kokiomis sąlygomis planeta gali pereiti iš vienos būsenos į kitą. Modeliuose buvo įtraukiamas mantijos medžiagos judėjimas, magmos formavimosi procesai ir kiti svarbūs reiškiniai. Nors visi procesai yra ypatingai stochastiški – stipriai priklausantys nuo pradinių sąlygų ir iš pirmo žvilgsnio atsitiktiniai – jų sąveika gali lemti ilgalaikę statistinę pusiausvyrą. Greta penkių jau žinomų, tyrėjai identifikavo epizodiškai minkšto dangčio režimą, pasižymintį besikeičiančiais plutoninio minkšto dangčio ir mobilaus dangčio elgesio epizodais. Rezultatai rodo, kad planetai senstant mažėja efektyvus litosferos stiprumas. Žemės sąlygomis tai lėmė epizodiškai minkšto dangčio būseną pačioje planetos jaunystėje, o Veneros – šiandien. Žemei palaipsniui vėstant, jos litosfera tapo trapesnė, dėl to galiausiai prasidėjo tektoninių plokščių judėjimas. O dabartinė epizodiškai minkšta Veneros litosfera gerai paaiškina kai kurias planetos paviršiaus savybes, pavyzdžiui daugiau nei 1000 km skersmens apskritus „vainikus“, kurie greičiausiai susidarė tose vietose, kur plutą gerokai suminkštino karšti mantijos burbulai. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Communications.
***
Marse irgi žaibuoja. Žaibai – turbūt energingiausias elektrinis reiškinys planetų atmosferose. Jie stebimi ne tik Žemėje, bet ir Saturne bei Jupiteryje. Marse žaibų egzistavimas jau seniai prognozuojamas, tačiau iki šiol nebuvo tiesiogiai nepatvirtintas. Raudonosios planetos vėjai nuolat žarsto dulkes, kelia dulkių viesulus, kurie gali išplisti iki tūkstančių kilometrų skersmens audrų. Žemės dykumose tokie reiškiniai gali įelektrinti dulkes triboelektriškai – per trintį tarp smulkių dalelių. Būtent tai ir buvo priežastis prognozėms, kad žaibuoti turėtų ir Marse. Dabar mokslininkai pirmą kartą pranešė apie vietinių triboelektrinių išlydžių aptikimą. Perseverance marsaeigio SuperCam instrumento mikrofonas yra pirmasis toks prietaisas Marse. Juo atsitiktinai užfiksuoti ypatingai stiprūs akustiniai ir elektriniai signalai dviejų viesuliukų, vadinamų dulkių velniais, centruose. Analizė parodė, kad tai neabejotinai buvo elektromagnetiniai ir akustiniai elektrinių išlydžių padariniai, palyginami su mažomis statinės elektros iškrovomis, kurias galime patirti palietę metalinį daiktą esant sausam orui ar vilkdamiesi vilnonį rūbą. Per dvejus Marso metus aptikti penkiasdešimt penki įvykiai; jie dažniausiai siejosi su dulkių velniais ir dulkių audrų konvekciniais frontais. Šie atsitiktiniai stebėjimai rodo, kad Marso elektriniai laukai gali pasiekti atmosferos pramušimo slenkstį, kuris turėtų siekti kelias dešimtis kilovoltų vienam metrui, arba keliasdešimt kartų mažiau, nei Žemėje. Žemės dykumose įelektrintos dalelės retai veda prie išlydžių, tačiau plona Marso atmosfera, daugiausia sudaryta iš anglies dvideginio, daro šį reiškinį daug labiau tikėtiną, mat kibirkštims reikalingas krūvis daug mažesnis nei Žemėje. Elektrinių išlydžių atradimas keičia supratimą apie Marso atmosferos chemiją, mat parodo, kad Marso atmosfera gali pasiekti pakankamus krūvio lygius pagreitinti stipriai oksidojančių junginių formavimąsi. Tokios medžiagos gali sunaikinti organines molekules paviršiuje ir daugybę atmosferinių junginių. Tai gerokai pakeičia fotocheminę atmosferos sudėties pusiausvyrą. Šis atradimas galėtų paaiškinti stebinančiai greitą metano išnykimą po išsiveržimo kažkur paviršiuje. Be to, elektros krūviai greičiausiai paveikia dulkių transportą Marse, taigi vaidina svarbų vaidmenį Marso klimate. Jie taip pat galėtų kelti riziką dabartinių robotinių misijų elektroninei įrangai ir sudaryti pavojų potencialioms būsimoms žmonių misijoms. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature.
***
Verdantys vandenynai mažuose mėnuliuose. Išorinėje Saulės sistemos dalyje apstu mėnulių, kuriuos dengia stora ledo pluta. Kai kurie jų, pavyzdžiui Saturno Enceladas, turi skystą vandenyną tarp plutos ir uolinio branduolio. Tokie pasauliai gali būti viena geriausių vietų mūsų Saulės sistemoje ieškoti nežemiškos gyvybės. Juos kaitina potvyninės jėgos, sukeliamos planetos, aplink kurią jie skrieja. Be to, keli vienos planetos palydovai gali sąveikauti tarpusavyje, dėl to laikui bėgant kaitinimas kartais stiprėja, o kartais slopsta. Didesnis kaitinimas gali ištirpdyti ir suploninti ledo sluoksnį; kai kaitinimas sumažėja, ledas vėl sustorėja. Mokslininkai anksčiau tyrinėjo, kas nutinka, kai ledo danga storėja. Jie nustatė, kad besiplėsdamas stingstantis ledas gali suspausti ledo dangą ir sukelti joje įtrūkimus ir suformuoti kitokias struktūras, pavyzdžiui Encelado pietų ašigalyje matomas „tigro juostas“. Dabar tie patys tyrėjai išnagrinėjo priešingą procesą – kas nutinka, kai ledo danga tirpsta iš apačios. Kai ledo danga plonėja, tirpstančio ledo tūris sumažėja; tai sukuria įtempimą ledo dangoje ir mažina slėgį po ja esančiame vandenyne. Tyrėjai apskaičiavo, kad mažiausiuose lediniuose mėnuliuose, tokiuose kaip Saturno Mimas ir Enceladas arba Urano Miranda, slėgis galėtų nukristi pakankamai žemai, kad pasiektų vadinamąjį trigubą tašką, kuriame ledas, skystas vanduo ir vandens garai gali egzistuoti vienu metu. Tokiomis sąlygomis vandenynas imų virti. Tuo tarpu ledo pluta galėtų išlikti stabili. Tai paaiškina Mimo situaciją: jo svyravimai rodo, kad po paviršiumi greičiausiai yra vandenynas, tačiau paviršiuje gausu senų kraterių, kurie rodo, kad šis yra geologiškai visiškai neaktyvus. Stabili ledo pluta, dengianti kartais užverdantį vandenyną, puikiai dera su tokiu scenarijumi. Panašaus dydžio Mirandoje situacija truputį kitokia, galimai dėl plonesnės ledo plutos: ten matomos apskritos įgriuvos, vadinamos vainikais, kurias galėjo sukurti verdančio vandenyno papildomai suploninta pluta. Didesniuose leduiniuose mėnuliuose, tokiuose kaip Urano Titanija, slėgio kritimas dėl tirpstančio ledo sukeltų ledo dangos skilimą prieš pasiekiant trigubą tašką. Ledo dangai suplonėjus maždaug 10% sukeltų gniuždančius trūkius, o tokie Titanijoje ir matomi. Nors senovinio vandenyno kitimo pėdsakai gali būti sunaikinti vėlesnių kraterių, gniuždymo savybių nebuvimas didesniuose palydovuose leistų atmesti neseną vandenynų egzistavimą. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Astronomy.
***
Kosminės dulkės būtinos gyvybės molekulėms. Šaltose ir santykinai tankiose tarpžvaigždinėse dujose randame gausybę dulkių – smulkių, daugiausiai iš anglies ir silikatų sudarytų grūdelių. Jie dažnai sumišę su įvairiausių molekulių ledu. Ten vyksta ir įvairios cheminės reakcijos, kurių detales lemia molekulių ir jų dalių skverbimasis pro dulkes. Tačiau kol kas apie šio proceso detales, kaip ir apie reakcijas molekulėms esant dulkių paviršiuje, žinome labai mažai. Naujame tyrime mokslininkai eksperimentiškai parodė, kad silikatinės dulkės veikia kaip katalizatorius ir padeda paprastoms medžiagoms susijungti į sudėtingesnes, potencialiai gyvybę formuojančias molekules net ekstremaliai šaltame kosmose. Tyrėjai sukūrė realistiškus kosminių dulkių aplinkos pakaitalus: porėtų silikato grūdelių, pagamintų lazeriu garinant silikato bandinį, sluoksnį. Abiejose jo pusėse pridėjo molekulių: vienoje – anglies dvideginio, kitoje – amoniako. Šis sumuštinis iš pradžių užšaldytas iki –260°C, panašiai kaip tarpžvaigždiniuose debesyse, o tada pašildytas iki maždaug –190°C – tokia temperatūra pasiekiama šiems debesims evoliucionuojant į protoplanetininius diskus. Pašildytos molekulės išsiplėtė ir prasiskverbė per dulkių sluoksnį ir sureagavo formuodamos amonio karbamatą. Tyrėjai identifikavo reakciją kaip rūgšties-bazės katalizės pavyzdį, įtraukiantį protonų pernašą – tai pirmas kartas, kai tokio pobūdžio reakcija stebėta dirbtinėse kosmoso sąlygose. Be dulkių sluoksnio suledėjusios molekulės nereagavo taip gerai. Taigi išvada aiški: reakcijos tarp anglies dvideginio ir amoniako – dviejų kosmose dažnai randamų molekulių – efektyviai vyksta tik esant dulkėms. Reakcijos produktas, amonio karbamatas, yra sudėtinga kieta joninė molekulė, laikoma svarbiu pirmtaku, iš kurio formuojasi karbamidas ir kitos gyvybei būtinos molekulės. Be to, ne per seniausiai amonio karbamato skilimo dalys, aktualios prebiotinei chemijai, aptiktos protoplanetiniame diske. Tyrimo rezultatai rodo, kad prie kosminių dulkių vyksta efektyvi molekulių difuzija, o šis katalitinis vaidmuo anksčiau buvo nepakankamai įvertintas. Tai labai aktualu santykinai šiltose kosminėse aplinkose, tokiose kaip prožvaigždžoų apvalkalai ir protoplanetiniai diskai. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astrophysical Journal.
***
Ultravioletinė spinduliuotė besiformuojančiose žvaigždėse. Prožvaigždės – besiformuojančios žvaigždės, kurios vis dar kaupia masę iš aplinkinių molekulinių debesų – išmeta dalį medžiagos atgal į aplinką galingais srautais, vadinamais čiurkšlėmis. Šios čiurkšlės sukelia smūgines bangas, kurios sustumia ir įkaitina aplinkinį molekulinį vandenilį (H₂). Šis ima spinduliuoti infraraudonųjų spindulių ruože, tad jį tampa įmanoma gana gerai pamatyti. Kol kas apie vandenilio molekulių savybes žinojome nedaug, tačiau James Webb teleskopas, kaip ir daug kur, keičia situaciją. Štai dabar mokslininkai, ištyrinėję penkias prožvaigždes Gyvatnešio molekuliniame debesyje, nustatė, jog molekulinį vandenilį veikia reikšminga ultravioletinė (UV) spinduliuotė, tačiau jos šaltinis yra neaiškus. Tyrėjai panaudojo spektrinę informaciją, apimančią 6-25 mikrometrų ilgio bangas, ir atskleidė gausią H₂, jonizuoto neono bei geležies spinduliuotės linijų įvairovę. H₂ molekulės sukimosi linijų analizė parodė dviejų skirtingų temperatūrų komponentus: vėsesnio temperatūra apie 500-600 kelvinų (maždaug 200-300 Celsijaus laipsnių), karštesnio – 1000-3000 kelvinų. Smūginių bangų modeliai atkartojo stebimus parametrus tik įtraukus UV spinduliuotę, kuri papildomai sužadina dujas. Mokslininkai iš pradžių manė, kad UV spinduliuotė prožvaigždes pasiekia iš netoliese esančių masyvių jaunų žvaigždžių. Visgi palyginę skirtingų prožvaigždžių savybes aptiko, jog molekulinė emisija nepriklauso nuo atstumo iki masyvių žvaigždžių. Taigi UV šaltinis turi būti pačioje prožvaigždėje. Prožvaigždės termobranduolinių reakcijų dar nevykdo ir UV spinduliuotės iš savo gelmių neskleidžia, tačiau tokie spinduliai gali kilti, kai į prožvaigždę krentanti medžiaga atsimuša į šios paviršių ir labai įkaista. Šie rezultatai rodo, kad prožvaigždžių evoliucijos modeliuose būtina įtraukti vidinę UV spinduliuotę, o ateities stebėjimai padės tiksliau nustatyti jos kilmės vietą. Tyrimo rezultatai publikuojami Astronomy & Astrophysics.
***
Prieš keletą metų pasaulio dėmesį prikaustė Betelgeizė: kelis mėnesius keistai pritemusi milžinė, atrodė, gali netrukus sprogti supernova. Tada nesprogo, bet kažkada netrukus – kalbant astronomiškai – turėtų. Kiek tiksliai galime tai prognozuoti? Naujausias žinias apie Oriono petį apžvelgia Astrum:
***
Juodosios skylės kompanionės virpesiai. Visų žvaigždžių paviršiai virpa. Šie virpesiai, vadinami žvaigždžių drebėjimais, kyla dėl konvekcijos – karštos plazmos kilimo ir šaltos nusileidimo – žvaigždės viduje. Panašiai, kaip seismologai naudoja žemės drebėjimus tirti Žemės vidų, astronomai gali panaudoti žvaigždinius virpesius suprasti, kas vyksta tolimų žvaigždžių gelmėse. Virpesių dažniai priklauso nuo žvaigždės masės, spindulio ir kitų savybių, taigi juos išmatavus galima labai tiksliai nustatyti šiuos parametrus. Naujame tyrime astronomai panaudojo šį metodą tirti raudonąją milžinę dvinarėje sistemoje su juodąja skyle Gaia BH2. Ši sistema pirmą kartą identifikuota Europos kosmoso agentūros Gaia misijos duomenyse 2023 metais. Naudodami NASA TESS – planetų paieškoms skirto, tačiau labai tiksliai žvaigždžių šviesio pokyčius matuojančio, kosminio teleskopo – duomenis, astronomai aptiko silpnus drebėjimus, sklindančius per Gaia BH2 kompanionės žvaigždės paviršių. Virpesių dažniai leido apskaičiuoti žvaigždės masę – 1,19 Saulės masės. Tai dera su anksčiau spektroskopiškai gautais parametrais. Tačiau netikėtumą pateikė žvaigždės amžiaus matavimai. Pagal cheminę sudėtį Gaia BH2 kompanionė laikoma „alfa turtinga“ – joje santykinai daug tokių elementų, kaip anglis, deguonis, neonas ir magnis, o geležies ir aplinkinių – mažiau. Tokia sandara būdinga labai senoms, maždaug 10 milijardų metų ir senesnėms, žvaigždėms. Tačiau virpesių duodama informacija rodo, kad jai tik apie 5 milijardus metų, panašiai kaip Saulei. Jauna, alfa praturtinta milžinė žvaigždė gali susiformuoti dvinarėje sistemoje, rydama kompanionės medžiagą ar su ja susijungdama, arba prisirinkdama medžiagos iš supernovos sprogimo, kai šalia formavosi juodji skylė. Dar viena netikėta žvaigždės savybė – jos sukimasis. Antžeminių teleskopų stebėjimai rodo, kad žvaigždė apsisuka kartą per 398 dienas – daug greičiau, nei tikėtasi tokio amžiaus izoliuotai raudonajai milžinei. Tai irgi gali būti sąveikos su kompanione padarinys. Tokios dvinarės sistemos, kaip Gaia BH2, yra menkai suprastos, nes atstumas tarp juodosios skylės ir kompanionės čia toks didelis, kad šiuo metu nevyksta medžiagos pernaša iš vienos į kitą. Naujieji rezultatai prisideda prie tik pradedamo pildyti paveikslo apie jų sandarą ir raidą. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astronomical Journal.
***
400 dvinarių žvaigždžių spiečių. Žvaigždės paprastai formuojasi spiečiuose iš didelio molekulinio dujų debesies. Iš vieno debesies gali gimti ir keli spiečiai; jie vadinami dvinariais arba daugianariais. Dar tiksliau, tai yra pirmykščiai dvinariai spiečiai, nes dvinariais spiečiai gali tapti ir kitais būdais. Pavyzdžiui, du spiečiai prasilenkdami gali sukibti į bendrą orbitą dėl tarpusavio gravitacijos ir potvyninių jėgų. Kartais du greta vienas kito esantys spiečiai tėra tik momentinė pora, kuri suartėjo, bet po kurio laiko vėl išsiskirs. Identifikuoti skirtingus spiečių porų tipus aktualu, nes tik taip galima nustatyti, kiek yra „tikrųjų“, arba pirmykščių dvinarių spiečių ir geriau suprasti žvaigždžių formavimąsi dideliuose dujų debesyse. Dabar mokslininkai, naudodami labai detalią astrometriją – žvaigždžių padėčių duomenis – iš Gaia palydovo, identifikavo 400 dvinarių padrikųjų spiečių kandidatų Paukščių Take, iš kurių net 268 poros anksčiau buvo nežinomos. Jie išnagrinėjo beveik 4000 padrikųjų spiečių aukštos kokybės duomenis, naudodami Gaia trečiąjį duomenų paketą. Apibrėžę statistinį kriterijų, pagal kurį galima aiškiai įvardinti, kada spiečiai yra dvinariai, tyrėjai identifikavo 400 dvinarių spiečių kandidatų ir klasifikavo juos į tris aukščiau minėtas kategorijas: pirmykščius dvinarius spiečius, vėlesnio sugavimo poras, ir atsitiktines, arba optines, poras. Tarp 400 identifikuotų spiečių porų beveik du trečdaliai (243 poros) greičiausiai yra pirmykščiai dvinariai spiečiai. Daugiau nei keturi penktadaliai aptiktų dvinarių spiečių stipriai gravitaciškai sąveikauja tarpusavyje. Be to, identifikuodami ryšius tarp spiečių porų, tyrėjai nustatė ir didesnių spiečių grupių egzistavimą – tokių aptiktos 82, jose yra 278 spiečiai. 27 grupės anksčiau buvo nežinomos. Tarp visų nagrinėtų spiečių apie 17% sąveikauja su kaimyniniais spiečiais, o dešimtadalis greičiausiai gimė dideliuose molekulinių dujų debesyse su bent vienu kompanionu. Tokie rezultatai leidžia spręsti, kad spiečių formavimasis poromis yra pagrindinis žvaigždėdaros rezultatas. Tyrimas suteikia naujų stebėjimais pagrįstų apribojimų daugialypių žvaigždžių spiečių sistemų formavimuisi ir dinaminei evoliucijai. Tyrimo rezultatai publikuojami Astronomy & Astrophysics.
***
Spiralinių galaktikų Visatoje – apstu. Pakankamai daug jų į mus pasisukusios šonu, kaip ir ši, NGC 1055, esanti maždaug 18 megaparsekų atstumu, Banginio žvaigždyne. Tačiau nedažnai jų nuotraukos būna tokios ryškios, kad matytume struktūras žvaigždiniame hale. Galaktiką supantis švytėjimas sklinda iš žvaigždžių jos pakraščiuose, o šios, kaip matome, yra gana sujauktos. Tikėtina, kad tai – susiliejimo su kita, daug mažesne, galaktika padarinys. Susiliejimas galėjo įvykti prieš 10 milijardų metų, bet žvaigždės dar nespėjo nusistovėti.
***
Galimai atrasta tamsioji materija Galaktikos hale. Tamsioji materija sudaro didžiąją dalį Visatos masės, tačiau jos prigimtis lieka nežinoma. Nežinome, iš kokių dalelių ji susideda ar kaip jos sąveikauja su įprasta materija. Viena iš hipotezių teigia, kad tamsiąją materiją sudaro vadinamieji WIMPai – silpnai sąveikaujančios masyvios dalelės, kurių masė bent kelis šimtus kartų viršija protono, bet kurios praktiškai nesąveikauja su įprasta materija. Teoriniai modeliai prognozuoja, kad susidūrusios dvi tokios dalelės turėtų anihiliuoti viena kitą, išspinduliuodamos gama spindulius. Tokių spindulių turėtų būti gausiausia ten, kur tamsiosios materijos koncentracija didžiausia – galaktikų, taigi ir Paukščių Tako, centrinėse dalyse. Ankstesni stebėjimai rodė nedidelį gama spindulių perteklių centrinėje Galaktikos dalyje, tačiau nebuvo aišku, ar tai tikrai tamsiosios materijos signalas, ar tiesiog nepakankamai tiksliai įvertinti kiti šaltiniai. Dabar astronomai, išnagrinėję 15 metų Fermi gama spindulių teleskopo duomenis, nustatė statistiškai reikšmingą gama spindulių perteklių Paukščių Tako hale, o jų energijos spektras gerai atitinka WIMP anihiliacijos prognozes. Tyrėjai suformavo gama spindulių dangaus žemėlapius tarp 10 ir 60 laipsnių galaktinės platumos, t.y. truputį toliau nuo Galaktikos centro, kur praktiškai pranyksta Paukščių Tako disko įtaka. Į juos įtraukė žinomus taškinius šaltinius, kosminių spindulių sąveikos modelius, foninę spinduliuotę ir didelių struktūrų, vadinamų Fermi burbulais bei Pirmąja kilpa, šablonus. Net atėmus visus šiuos komponentus, liko sferiškai simetriškas gama spindulių perteklius, kurio erdvinis pasiskirstymas atitinka galaktikoms būdingo tamsiosios materijos halo tankio profilį. Daugiausiai energijos sklinda ties 20 gigaelektronvoltų – energija, kuri apie 20 kartų viršija protono ar neutrono masę. Tuo tarpu žemesnės nei dviejų ir didesnės nei 200 GeV energijos fotonų praktiškai nėra. Stebimą spektrą geriausiai paaiškina WIMP dalelių anihiliacija, jei dalelės masė protono masę viršija apie 500 kartų. Anihiliacijos spartos koeficientas, nurodantis, kaip stipriai sąveikauja tamsiosios materijos dalelės, viršija ribas, gautas stebint nykštukines galaktikas, tad tamsiosios materijos interpretacija nėra visiškai patvirtinta. Vis dėlto, atsižvelgiant į įvairius neapibrėžtumus, ypač tikslaus Paukščių Tako halo tankio profilio nežinojimą, ši hipotezė išlieka įmanoma ir gali reikšti pirmąjį tiesioginį tamsiosios materijos „pamatymą“. Tyrimo rezultatai publikuojami Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
***
Galaktikų aplinkos poveikis žvaigždėdarai. Galaktikos formuoja žvaigždes iš turimų tarpžvaigždinių dujų, o žvaigždėdaros spartos kitimas laikui bėgant priklauso nuo daugelio veiksnių. Vienas svarbiausių – galaktikos aplinka: izoliuotose galaktikose žvaigždėdara vyksta kitaip nei galaktikų spiečiuose. Pastaruosiuose yra daug daugiau tarpgalaktinių dujų, kurios gali paspartinti žvaigždėdarą maitindamos galaktikas, tačiau taip pat ir daug kitų galaktikų, kurių gravitacija gali trukdyti žvaigždžių formavimuisi. Jau kurį laiką praktiškai neabejojama, kad žvaigždėdara tankiose aplinkose turėtų būti lėtesnė, nei retose, tačiau kol kas buvo sunku tiksliai nustatyti, kaip stipriai aplinka veikia skirtingos masės ir formos galaktikas, nes trūko pakankamai didelio ir išsamaus galaktikų katalogo su tiksliais atstumų matavimais. Dabar tarptautinė astronomų komanda paskelbė DEVILS (Deep Extragalactic VIsible Legacy Survey – Gilioji užgalaktinė regimosios šviesos ilgalaikė apžvalga) apžvalgos duomenis, kurie leidžia į šį klausimą pažvelgti daug nuodugniau. Apžvalga aprėpė daugiau nei 10 tūkstančių galaktikų; net 5400 iš jų atstumai patikslinti pagerintais spektro matavimais. Dauguma stebėtų galaktikų nutolę taip, kad jų šviesa iki mūsų keliauja nuo iki 8,5 milijardo metų, vidutiniškai maždaug 5, 3 milijardo. Matavimai apima galaktikų spektrus nuo radijo iki gama spindulių, formos, dydžio, masės ir kitų savybių vertinimus. Remdamiesi naujaisiais duomenimis, mokslininkai nustatė, kad galaktikų spiečiuose žvaigždėdara slopinama nepriklausomai nuo galaktikų formos. Tiek elipsinės, tiek spiralinės spiečių galaktikos žvaigždes formuoja lėčiau nei analogiškos izoliuotos. Taip pat pastebėta, kad aplinkos įtaka reikšmingesnė mažesnės masės galaktikoms. Šie rezultatai – tik nedidelis kąsnelis to, ką galaktikų astronomijai duos DEVILS duomenys. Tyrimo rezultatai publikuojami MNRAS.
***
Štai tokios naujienos iš praėjusios savaitės. Kaip įprastai, laukiu jūsų klausimų ir komentarų.
Laiqualasse