Šiuo įrašu baigiu tradicinę praėjusių metų apžvalgą. Pirmoje dalyje rašiau apie kosminius skrydžius ir kitas naujas technologijas, antroje – apie atradimus Saulės sistemoje, trečioje – apie Paukščių Taką ir palydovines galaktikas. Paskutinėje dalyje greitai perbėgsime per tolimesnius atradimus, nuo Andromedos palydovų iki regimosios Visatos pakraščių, įskaitant naujus James Webb atrastus rekordininkus, žvaigždžių kritimą į juodąsias skyles ir atvirkščiai bei tamsiosios energijos nepastovumą.

***

Keisti žvaigždžių sprogimai ir suardymai. Liepos mėnesį užfiksuotas ilgiausias gama spindulių žybsnis, trukęs beveik septynias valandas. Spalį paskelbta jo duomenų analizė ir teorinis modelis, paaiškinantis sprogimo prigimtį: žvaigždė sprogo, kai į ją įkrito juodoji skylė. Toks retas įvykis gali atsitikti dvinarėje sistemoje, kurioje baigianti gyvenimą žvaigždė išsipučia ir apgaubia kompanionę juodąją skylę. Rugpjūtį analogiškas modelis pateiktas siekiant paaiškinti kitą, dar 2023 metais užfiksuotą, neįprastą supernovos sprogimą. Plačiau – Kąsneliuose DCCXVI ir DCCVII.

Apskritai supernovos skirstomos į kelis tipus pagal tai, kokie elementai matomi jų spektruose. Daugelyje matomos vandenilio linijos. Kai kuriose vandenilio nėra, bet yra helio – tai reiškia, kad žvaigždė prieš sprogdama nusipūtė patį išorinį sluoksnį, sudarytą iš lengviausiojo elemento. Kitose nėra ir helio, tada daugiausia matoma anglies. Rugpjūtį paskelbta apie supernovą, aptiktą dar 2021 metais, kurios spektre nėra net ir anglies, o dominuoja silicis, siera ir argonas. Kaip žvaigždė galėjo taip apsinuoginti, iki galo neaišku. Plačiau – Kąsnelyje DCCVIII.

Dar vienas būdas žvaigždei suirti – potvyninis suardymas. Jis nutinka, kai žvaigždė praskrieja per arti supermasyvios juodosios skylės ir šios gravitacija sudrasko pakeleivę ir paverčia ją dujų srautu. Bet kartais žvaigždė gali suirti tik dalinai, o liepą paskelbta apie pirmą aptiktą tokį įvykį. Jo išskirtinumas nustatytas tada, kai žvaigždė greičiausiai grįžo prie juodosios skylės antrą kartą, prarado dar šiek tiek medžiagos ir įvyko naujas, labai panašus į ankstesnį, žybsnis. Plačiau – Kąsnelyje DCCIV.

***

Anomalios Andromedos palydovės. Kiekvieną didelę galaktiką supa nykštukinės palydovės. Prie kaimyninės Andromedos jų žinome jau 37, o balandį nustatyta, kad 36 iš jų išsidėsčiusios arčiau Paukščių Tako, nei galima būtų tikėtis. Dideliuose skaitmeniniuose modeliuose prie galaktikų porų, panašių į Paukščių Taką ir Andromedą, tokia asimetrija randama vos 0,3% atvejų. Plačiau – Kąsnelyje DCLXXXIX.

***

Chemiškai pirmykštės žvaigždės ir galaktikos. Visatai tik atsiradus, joje buvo vandenilio, helio ir truputis ličio. Visi sunkesni elementai susiformavo vėliau, žvaigždėse. Taigi pirmosios žvaigždės irgi buvo sudarytos tik iš vandenilio, helio ir ličio, o laikui bėgant atsirandančių naujų žvaigždžių cheminė sudėtis vis keitėsi. Spalio mėnesį pranešta apie kaimyninėje Didžiojo Magelano debesies galaktikoje aptiktą labiausiai chemiškai pirmykštę žvaigždę. Joje geležies yra apie 20 tūkstančių kartų mažiau, nei Saulėje, o anglies – bent 30 tūkstančių kartų mažiau. Tai mažiau ne tik už visas kitas žinomas žvaigždes aplinkinėje Visatoje, bet ir už tolimų galaktikų, kurių šviesa ateina iš jaunos Visatos, cheminių elementų gausą. Plačiau – Kąsnelyje DCCXV.

Netrukus po šio atradimo, lapkritį, paskelbti du atradimai apie tolimas chemiškai pirmykštes galaktikas. Galaktikos LAP1-B žvaigždžių populiacija pasirodė atitinkanti tris esmines pirmykščių žvaigždžių modelių prognozes: yra gana maža, sudaryta iš masyvių žvaigždžių, kurios telkiasi į palyginus nedidelius spiečius. Šios galaktikos šviesa mus pasiekia iš beveik milijardo metų amžiaus Visatos – kiek vėlesnių laikų, nei formavosi pirmosios galaktikos, bet statistiškai tikėtinų. O štai galaktika MPG-CR3 irgi, panašu, pilna pirmykščių žvaigždžių, tačiau jos vaizdą matome tokį, kokia ji buvo Visatai esant beveik trijų milijardų metų amžiaus. Plačiau – Kąsneliuose DCCXIX ir DCCXXI.

***

Mažų raudonų taškelių prigimtis. „Maži raudoni taškeliai“, angliškai Little Red Dots arba tiesiog LRD, yra vienas įdomiausių James Webb teleskopo atradimų ankstyvoje Visatoje. Kompaktiški, labai neįprastos formos spektrą turintys spinduliuotės šaltiniai atsirado maždaug 600 milijonų metų po Didžiojo sprogimo, o po dar 400 milijonų metų beveik visai išnyko. Pirmą kartą šie objektai pastebėti 2023 metais, o kaip klasė įvardinta 2024-ųjų pradžioje. Pernai kovą paskelbtas didesnis jų stebėjimų duomenų rinkinys, kurio analizė parodė, jog tai beveik neabejotinai yra aktyvūs galaktikų branduoliai – juodosios skylės, į kurias sparčiai krenta dujos. Nors ši interpretacija išlieka pagrindinė, toli gražu ne visi mokslininkai su ja sutinka. Štai liepą publikuotas modelis, irgi paaiškinantis LRD savybes, paremtas hipotetinių supermasyvių žvaigždžių formavimusi. Spalį, vystydami panašų modelį, mokslininkai padarė išvadą, jog LRD gali būti vietos, kur formavosi pirmosios supermasyvios juodosios skylės, kolapsuojančios iš tų pačių supermasyvių žvaigždžių. Kitas, rugsėjį pasiūlytas, teorinis modelis yra tarpinis tarp šių dviejų: pagal jį, LRD centre yra supermasyvi juodoji skylė, kurią gaubia tankus dujų kevalas, šiek tiek primenantis išorinius žvaigždės sluoksnius. Kiti mokslininkai koncentravosi į klausimą, kaip LRD gali būti tokie kompaktiški. Rugpjūtį pasiūlytas galimas paaiškinimas, jog LRD formavosi lėčiausiai besisukančiuose tamsiosios materijos haluose, todėl dujos į juos galėjo kristi praktiškai tiesiai iki centro. O spalį nustatyta, kad kai kurie LRD iš tiesų nėra visiškai kompaktiški – kai kuriuose pavyko išskirti šimtų parsekų ar didesnes struktūras. Plačiau – Kąsneliuose DCLXXXVII, DCCIV, DCCXVII, DCCXII, DCCVII ir DCCXIV.

***

Aktyvių galaktikų vėjai. James Webb teleskopas – ne vienintelė pastarųjų metų kosminė observatorija, keičianti mūsų supratimą apie Visatą. 2023 metų rugsėjį paleistas naujas rentgeno teleskopas XRISM, o pernai gegužę paskelbta apie juo aptiktą aktyvios galaktikos vėjo struktūrą. Vėjai yra maždaug dešimtadaliu šviesos greičio lekiančios dujos, randamos prie daugumos aktyvių branduolių galaktikų centruose. Anksčiau jų spektruose buvo matomos stipriai jonizuotos geležies sugerties linijos, rodančios, kad dujos juda įvairiu greičiu, tačiau tik XRISM leido šias linijas išskirti į atskirus komponentus. Taigi atrodo, kad vėją sudaro ne tolygus plazmos srautas, o atskiros tankios „kulkos“. Metų pabaigoje XRISM ir senesnis rentgeno teleskopas XMM-Newton panaudoti dar vienam atradimui – pirmą kartą aktyvaus branduolio vėjo gūsis susietas su žybsniu akreciniame diske aplink juodąją skylę. Procesas atrodo labai panašus į Saulės žybsnį ir vainikinės masės išmetimą, taigi tikėtina, kad aktyvių branduolių vėjus paleidžia magnetiniai reiškiniai. Plačiau – Kąsneliuose DCXCIV ir DCCXXVI.

***

Tolybių rekordai. Pernai ir toliau vienas po kito sekė įvairūs tolimiausių objektų ir reiškinių rekordai. 1,1 milijardo metų Visatoje aptikta labai į Paukščių Taką panaši galaktika (Kąsnelis DCXC). 700 milijonų metų amžiaus Visatoje – seniausia nurimusi, t. y. žvaigždžių sparčiai nebeformuojanti, galaktika (Kąsnelis DCLXXXVIII), o vos 200 milijonų metų vėliau – dar dvi aktyvios galaktikos, kuriose aiškiai pamatytas ryšys tarp centrinio aktyvaus branduolio ir žvaigždėdaros slopinimo (Kąsnelis DCCXII). Pagerintas ir apskritai tolimiausios galaktikos rekordas – naujausias radinys egzistavo vos 280 milijonų metų po Didžiojo sprogimo (Kąsnelis DCXCV), o vienos iš tolimiausių galaktikų aplinkoje pastebėti aiškūs jonizacijos požymiai – tolimiausias šio visuotinio proceso pavyzdys (Kąsnelis DCLXXXVII). Porą kartų pagerinti ir tolimiausios supermasyvios juodosios skylės rekordai, pasiekiant 500 milijonų metų po Didžiojo sprogimo (Kąsnelis DCCVI). O 650 milijonų metų amžiaus Visatoje rastas galaktikų protospiečius pasirodė esąs netikėtai brandus, tarsi būtų bent keliais milijardais metų senesnis (Kąsnelis DCCIII). Galiausiai, 730 milijonų metų amžiaus Visatoje užfiksuotas kol kas tolimiausias supernovos sprogimas (Kąsnelis DCCXXVI).

***

Didžiausių struktūrų (ne)augimas. Vasario mėnesį paskelbta apie aptiktą naują didžiausią struktūrą Visatoje. Pailga galaktikų spiečių juosta, pavadinta Kipu, yra daugiau nei 400 megaparsekų ilgio (500 kartų ilgesnė, nei atstumas iki Andromedos), ir apima kone pusę galaktikų spiečių 250 megaparsekų spindulio rutulyje aplink mus. Plačiau – Kąsnelyje DCLXXXI.

Iš kitos pusės, struktūrų sudėtingumas tikroje Visatoje pasirodė esąs mažesnis, nei prognozuoja modeliai. Sausio mėnesį paskelbti net du tokią išvadą darantys tyrimai: vienas paremtas galaktikų padėčių apžvalgomis BOSS ir DESI, kitas – Atakamos dykumoje įrengto teleskopo kosmologinės apžvalgos duomenimis ir ta pačia DESI. Plačiau – Kąsneliuose DCLXXV ir DCLXXVIII.

***

Tamsioji energija silpsta. Kovo mėnesį paskelbti galutiniai Atakamos kosmologijos teleskopo (ACT) projekto rezultatai – milžiniškas kosminės foninės spinduliuotės duomenų rinkinys. 15 metų rinkti duomenys gerai dera su standartiniu kosmologiniu modeliu. Pridėję šiuos duomenis prie kitų apžvalgų, astronomai netruko pamatyti įvairių neatitikimų, įskaitant aukščiau minėta struktūrų sudėtingėjimą. Greitai pasiūlytas ir būdas juos paaiškinti: gali būti, kad tamsioji energija yra ne pastovus veiksnys, o laikui bėgant silpsta. Toks kosmologinio modelio pakeitimas, įtrauktas į skaitmeninius Visatos struktūrų formavimosi modelius, duoda daug geriau realybę atitinkančius rezultatus. Plačiau – Kąsnelyje DCLXXXVI.

Laiqualasse