Daugelis astronominių reiškinių yra paremti balansu tarp medžiagos kritimo ir išmetimo. Kritimą, arba akreciją, lemia gravitacija, o štai išmetimas galimas dėl įvairių priežasčių. Tai gali būti tiesiog smūgio padarinys – štai Mėnulį tolimoje praeityje sumušęs asteroidas, palikęs Pietų poliaus-Aitkeno kraterį-baseiną, išgarino tolimosios palydovo pusės kalį. Juodosios skylės dvinarėse sistemose išmetinėja medžiagą dviem būdais – čiurkšlėmis arba vėjais – bet niekada abiem vienu metu. Paukščių Tako centrinė supermasyvi juodoji skylė praeityje irgi patyrė žybsnių ir įvairių išmetimų, o dabar patikslinta jų istorija ir stiprumas. Galiausiai, tolimose galaktikose aptikta ir lėtų medžiagos išmetimų, malšinančių žvaigždėdarą, požymių, ir stiprių išmetimų, kurie greitai įkaitino tarpgalaktines dujas. Kitose naujienose – bakteriofagai mikrogravitacijoje, senovinio Marso vandenyno kontūrai ir nykštukinių galaktikų susijungimų pėdsakai. Gero skaitymo!

***

Bakteriofagų evoliucija mikrogravitacijoje. Bakteriofagai – virusai, užkrečiantys bakterijas – kartu su savo bakterijomis-šeimininkėmis vaidina itin svarbų vaidmenį mikrobų ekosistemose. Jų tarpusavio sąveika dažnai apibūdinama kaip evoliucinės ginklavimosi varžybos: bakterijos išsivysto būdus apsiginti nuo virusų, o virusai – naujus būdus ją įveikti. Žemėje tokios sąlygos tyrinėtos išsamiai, tačiau žinome, kad mikrogravitacijos sąlygos keičia tiek bakterijų fiziologiją, tiek virusų ir bakterijų susidūrimų fiziką. Kaip tai atsiliepia jų ilgalaikei sąveikai? Kol kas šis klausimas mažai tyrinėtas. Dabar mokslininkai palygino dvi Escherichia coli bakterijų, užkrėstų T7 bakteriofagu, mėginių grupes – vieną inkubuotą Žemėje, kitą Tarptautinėje kosminėje stotyje. Stotyje T7 virusai bakterijas užkrėtė ne iškart, bet po pradinio uždelsimo vis dėlto jiems tai pavyko. Visgi genomų sekoskaitos analizė atskleidė ryškius tiek virusų, tiek bakterijų mutacijų skirtumus. Kosminėje stotyje virusai mutavo taip, kad didėjo jų gebėjimas užkrėsti bakterija arba prisijungti prie jų ląstelių receptorių. Tuo tarpu E. coli kosmose kaupė mutacijas, galinčias apsaugoti nuo bakteriofagų ir padidinti išgyvenimo galimybes mikrogravitacijos aplinkoje. Tyrėjai taip pat panaudojo naujesnį analizės metodą, vadinamą giliuoju mutacijų skanavimu. Jis leido detaliai ištirti T7 baltymą, skirtą prisijungimui prie receptorių, kuris vaidina pagrindinį vaidmenį užkrėčiant bakterijas. Tai atskleidė dar daugiau reikšmingų skirtumų tarp mikrogravitacijos ir Žemės sąlygų. Papildomi eksperimentai, atlikti Žemėje, parodė, kad mikrogravitacijoje atsiradusios receptoriaus baltymo mutacijos padidino virusų aktyvumą prieš E. coli štamus, sukeliančius šlapimo takų infekcijas žmonėms. Įprastai šie štamai atsparūs T7, tad naujasis atradimas gali būti aktualus netgi šioje, atrodytų nelabai susijusioje, medicinos srityje. Apskritai šie rezultatai parodo, kaip bakteriofagų tyrimai Tarptautinėje kosminėje stotyje gali suteikti naujų įžvalgų apie mikrobų adaptaciją, o tai svarbu tiek kosmoso tyrimams, tiek žmonių sveikatai. Tyrimo rezultatai publikuojami PLOS Biology.

***

Kosminių teleskopų misijos yra brangios ir sudėtingos. Maža to, jas riboja ne tik ekonomika, bet ir inžinerija – į raketą-nešėją nesutalpinsi bet kokio dydžio teleskopo. Tačiau pingantys skrydžiai, gerėjanti robotika ir dirbtinis intelektas gali atnešti naują kosminių teleskopų erą. Apie tai pasakoja Cool Worlds:

***

Smūgis sukūrė Mėnulio asimetriją. Jau daugiau nei pusšimtį metų astronomai žino apie vadinamąją Mėnulio asimetriją: iš Žemės matoma pusė padengta tamsiomis vulkaninėmis jūromis, o tolimoji – raižytais kalnais ir krateriais. Be to, tolimosios pusės pluta apskritai yra storesnė, skiriasi ir kai kurių cheminnių elementų pasiskirstymas priešingose palydovo pusėse. Dabar tyrėjai, išnagrinėję Chang’e-6 zondu pargabentus mėginius iš tolimosios Mėnulio pusės, pasiūlė galimą paaiškinimą. Mėginiai surinkti iš Pietų poliaus-Aitkeno baseino – milžiniško smūginio kraterio, užimančio beveik ketvirtadalį Mėnulio paviršiaus. Tyrėjai išanalizavo keturis mažyčius bazalto fragmentus aukštos skyros masių spektrometrija ir palygino juos su uolienomis, surinktomis iš artimosios pusės Apollo ir Chang’e-5 misijų metu. Paaiškėjo, kad kalio ir geležies izotopai tolimosios pusės mėginiuose yra sunkesni. Izotopais vadinamos cheminio elemento atmainos su skirtingu neutronų skaičiumi branduolyje; dauguma elementų turi bent po kelis stabilius (neradioaktyvius) izotopus, kurie chemiškai elgiasi praktiškai vienodai, tačiau skirtinga masė truputį pakeičia jų fizikines savybes. Pavyzdžiui, lengvesni izotopai lengviau išgaruoja, medžiagai kaistant. Geležies izotopų skirtumus galėjo sukurti vulkaniniai procesai, tačiau kalio izotopų skirtumai daug didesni ir vien vulkanizmu nepaaiškinami. Kalis yra vidutiniškai lakus elementas, kitaip tariant, kaitinant jis gana lengvai išgaruoja. Sunkiųjų kalio izotopų gausa rodo, kad smūgis, formavęs Pietų poliaus-Aitkeno baseiną, išvirino Mėnulio gelmes. Mokslininkų teigimu, smūgio metu uolienos įkaito bent iki 2800 kelvinų pakankamai giliai, jog ne tik įlinko palydovo paviršius, bet ir išsilydė dalis mantijos. Šis įvykis perstūmė mantijoje buvusius šilumą generuojančius radioaktyvius elementus į artimąją Žemei pusę, taip paskatindamas ten plačiai paplitusį vulkanizmą. Tuo tarpu tolimoji pusė neteko dalies šių vulkaninių ingredientų, o didelė dalis uolienų ėmė garuoti. Šis scenarijus paaiškina abu pagrindinius skirtumus tarp dviejų Mėnulio pusių. Nors teorija elegantiška, ji paremta tik keturiais mėginiais, taigi ateityje reikės išanalizuoti daugiau medžiagos iš tolimosios pusės, kad patvirtintume, ar tikrai didžiulis smūgis sukūrė Mėnulio asimetriją. Tyrimo rezultatai publikuojami Proceedings of the National Academy of Sciences.

***

Senovinis Marso vandenynas. Tolimoje praeityje Marso paviršiuje buvo skysto vandens. Visgi kol kas mokslininkai vieningai nesutaria, kiek jo buvo, ar jis plytėjo vandenynuose ir tekėjo upėse, ar buvo sustingęs po ledu, ir kitais susijusiais klausimai. Įrodymų apie buvusį vandenį ir galimą vandenyną rasta ir didžiausioje Marso kanjonų sistemoje Marinerio slėnyje, kuris driekiasi išilgai pusiaujo. Dabar astronomai, panaudoję įvairių Marso orbitinių zondų aukštos skyros nuotraukas, šiame slėnyje aptiko geomorfologines struktūras, kurios greičiausiai yra senovinių upių deltos. Kanjono sistemos gale aptiktos vadinamosios „statmenų frontų nuosėdos“, interpretuojamos kaip vėduoklinės deltos. Tokios deltos formuojasi, kai upės nešamos nuolaužos ir smėlis plinta tiesiai į stovinčio vandens telkinį ir pasklinda vėduoklės formos regione. Šios struktūros labai panašios į upių deltas Žemėje, taigi patvirtina ankstesnes užuominas apie vandenyno egzistavimą Marinerio slėnyje. Visų aptiktų deltų aukštis Marinerio slėnyje ir šiaurinėse planetos žemumose yra tame pačiame intervale – nuo -3750 iki -3650 metrų žemiau dabartinio vidutinio paviršiaus lygio. Jos susidarė maždaug prieš 3 milijardus metų. Tyrėjai mano, kad būtent tuo metu Marse buvo aukščiausias vandens lygis, taigi ir didžiausias paviršinio vandens kiekis. Toks laikotarpis – gana vėlyvas, mat įprastai laikoma, kad tuo metu Marsas jau džiūvo. Aptiktas vandenynas buvo bent jau toks didelis kaip Arkties vandenynas Žemėje ir driekėsi per šiaurinį Marso pusrutulį. Deltų atradimas ir buvusio vandenyno patvirtinimas rodo, kad kadaise Marse vyravo sąlygos, galimai palankios gyvybės atsiradimui ir raidai. Tyrimo rezultatai publikuojami npj Space Exploration.

***

Pro James Webb teleskopo objektyvus Jupiteris ir jo apylinkės atsiveria kitokiais vaizdais, nei regimuosiuose spinduliuose. Paryškėja pašvaistės, atmosferos juostose išryškėja debesų kontūrai ir sūkuriai, o Raudonoji dėmė sušvinta. Aplink planetą čia dar matome ir jos žiedą bei susijusį mažytį palydovą Adrastėją, kitą nediduką palydovą Amaltėją.

***

Jupiteryje gausu deguonies. Jupiterio paviršių – jei jį taip galima pavadinti – dengia milžiniškų įstabių debesų sluoksniai. Šie debesys, sudaryti iš vandens garų, amoniako ir kitų molekulių, yra tokie tankūs, kad pažvelgti giliau nei keli šimtai kilometrų po jų viršūnėmis, neįmanoma. Taigi ir apie cheminės sudėties kitimą leidžiantis gilyn galėjome tik spėlioti. Dabar mokslininkai apjungė dviejų tipų skaitmeninius modelius ir sukūrė detalesnį nei bet kada anksčiau Jupiterio struktūros paaiškinimą. Jupiterio atmosferos chemija yra labai sudėtinga: molekulės keliauja tarp labai karštų atmosferos gelmių ir vėsesnių viršutinių regionų, keisdamos fazes ir dalyvaudamos tūkstančiuose skirtingų reakcijų. Ankstesni modeliai būdavo pernelyg paprasti, kad įvertintų visus šiuos procesus. Vieni modeliai labai gerai sekė chemines reakcijas, tačiau neįtraukdavo debesų judėjimo, kiti – priešingai. Naujasis modelis apjungia abu požiūrius. Rezultatai rodo, kad Jupiteris turi maždaug pusantro karto daugiau deguonies, nei Saulė. Šis rezultatas gerokai didesnis už kai kuriuos nesenus vertinimus, tačiau turėtų būti ir patikimesnis. Deguonies gausos žinojimas padeda suprasti, kaip formavosi Saulės sistema, nes planetos turi beveik tuos pačius elementus kaip Saulė, tačiau jų proporcijos skiriasi priklausomai nuo susidarymo aplinkybių. Pavyzdžiui, dauguma Jupiterio deguonies yra vandens molekulėse, kurios užšąla tam tikru atstumu nuo Saulės. Taigi žinodami, kad Jupiteris prikaupė santykinai daugiau deguonies, nei yra Saulėje, galime pasakyti, kad jis formavosi pakankamai toli nuo žvaigždės, kad būtų apsuptas ledo. Modelis taip pat atskleidė, kad Jupiterio atmosfera cirkuliuoja maždaug 35-40 kartų lėčiau, nei manyta iki šiol. Tai reiškia, kad pavienei molekulei nukeliauti vienu atmosferos sluoksniu aukštyn ar žemyn užtruktų kelias savaites, o ne kelias valandas. Tyrimo rezultatai publikuojami The Planetary Science Journal.

***

Juodųjų skylių išmetimų konkurencija. Į juodąją skylę krentanti medžiaga suformuoja akrecinį diską – besisukančią karštų dujų sankaupą. Jame medžiaga po truputį artėja prie juodosios skylės. Dalis jos po kurio laiko kerta įvykių horizontą, absoliučią nesugrįžimo ribą. Tačiau dalis dujų gali pabėgti iš disko į aplinką. Šie išmetimai būna dviejų pagrindinių rūšių: siauros reliatyvistinės čiurkšlės, kurios skrieja beveik šviesos greičiu, ir rentgeno spindulius skleidžiantys disko vėjai, kurie juda kiek lėčiau ir sklinda platesniu kampu. Anksčiau buvo pastebėtas ryšys tarp išmetimo tipų ir disko spektro: kai jame santykinai daugiau aukštos energijos fotonų, būna išmetamos čiurkšlės, o kai dominuoja žemesnės energijos fotonai, paleidžiami vėjai. Visgi iki šiol buvo neaišku, kokie fizikiniai procesai sukelia abu išmetimų tipus ir kaip jie dera tarpusavyje. Dabar mokslininkai, naudodami NASA rentgeno teleskopą NICER ir Pietų Afrikos radijo teleskopų masyvą MeerKAT, aptiko aiškią anti-koreliaciją tarp šių dviejų srautų tipų. Žvaigždinė juodoji skylė 4U 1630-472 yra maždaug dešimt kartų masyvesnė už Saulę. Ji skrieja dvinarėje sistemoje su kompanione, iš kurios siurbia medžiagą ir nuolat patiria spinduliuotės protrūkius. Tyrėjai šią sistemą stebėjo keletą kartų per trejus metus, visada vienu metu abiem teleskopais. Rentgeno teleskopas fiksuoja vėjus, radijo – čiurkšles. Visuose duomenyse pastebėta aiški tendencija, jog aptinkami arba stiprūs vėjai, arba stiprios čiurkšlės, tačiau niekada – abu kartu. Ir tai nepaisant to, kad akrecinio disko parametrai ir vidutinė spinduliuotė per šį laikotarptį išliko beveik nepakitę. Tai rodo, kad abu išmetimų tipai konkuruoja dėl tos pačios energijos ar medžiagos atsargų juodosios skylės aplinkoje. Abu procesai išneša panašius medžiagos ir energijos kiekius, taigi bendras srauto intensyvumas išlieka beveik pastovus, keičiasi tik jo forma. Galima daryti išvadą, kad pasirinkimas tarp čiurkšlių ir vėjų greičiausiai priklauso ne nuo medžiagos kritimo į juodąją skylę spartos, o greičiau nuo magnetinio lauko konfigūracijos akreciniame diske. Šie rezultatai svarbūs siekiant suprasti, kaip juodosios skylės reguliuoja savo augimą ir kaip jų išmetama medžiaga veikia aplinkinę erdvę. Pritaikius rezultatus supermasyvioms juodosioms skylėms galaktikų centruose, galima priartėti ir prie atsakymų apie žvaigždžių formavimosi reguliavimą ir ištisų galaktikų vystymąsi. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Astronomy.

***

Sprogimų Galaktikos centre atspindžiai. Paukščių Tako centre, kaip ir daugumoje kitų galaktikų, yra supermasyvi juodoji skylė, vadinama Šaulio A*. Šiandien ji yra viena blausiausių Visatoje, per visą elektromagnetinį spektrą skleidžia tik kiek daugiau spinduliuotės, nei 300 Saulių. Tuo tarpu maksimalios galimybės, kurias lemia jos masė, siekia bent milijardą kartų daugiau. Jau prieš porą dešimtmečių rasta užuominų, kad praeityje Šaulio A* buvo ryškesnė, tačiau tik dabar, remdamiesi naujais XRISM kosminio teleskopo rentgeno spindulių stebėjimais, mokslininkai tvirtai įrodė, kad prieš porą šimtų metų juodosios skylės aplinka buvo daug aktyvesnė. Keli dideli dujų debesys aplink Šaulio A* gali veikti kaip kosminiai veidrodžiai, atspindintys praeityje įvykusius rentgeno žybsnius iš juodosios skylės. Ankstesni kosminiai teleskopai tokius atspindžius aptiko, tačiau jų duomenys nebuvo pakankamai detalūs, kad vienareikšmiškai galėtume nustatyti jų prigimtį. Rentgeno fluorescenciją gali sukelti tiek rentgeno žybsnis iš Šaulio A*, tiek kosminių spindulių – labai energingų dalelių – pliūpsnis. Šie įvykiai sužadina dujas truputį skirtingai, bet tam, kad galėtume juos atskirti, reikėjo daug geresnio gebėjimo atskirti fotonų energiją, nei turėjo ankstesni teleskopai. Bendras NASA ir Japonijos teleskopas XRISM, paleistas 2023 metais, gali išskirti fotono energiją su vos vieno tūkstandalio paklaida. Pasinaudoję šiuo tikslumu tyrėjai išmatavo dvi nepaprastai siauras rentgeno spinduliuotės linijas iš vieno molekulinio debesies. Subtilios spektro detalės leido patikrinti dvi minėtas hipotezes apie švytėjimo prigimtį. Rezultatai paneigė idėją, kad už tai atsakingi kosminiai spinduliai; jei jie būtų sukėlę švytėjimą, būtų matoma daugiau spektro linijų, kurių egzistavimą XRISM leido atmesti. Taigi debesis atspindi Šaulio A* rentgeno žybsnį, įvykusį prieš kelis šimtus ar net tūkstantį metų. Žybsnio metu spinduliuotės šviesis buvo bent 1000 kartų didesnis, nei dabar. Nagrinėdami daugiau debesų ir juose matomus kitus atspindžius, astronomai galės sudaryti Šaulio A* žybsnių istorijos laiko juostą, apimančią pastaruosius kelis tūkstantmečius. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Nykštukinių galaktikų susijungimai. Paukščių Taką supa daugiau nei 60 mažų palydovinių galaktikų. Kitos didelės galaktikos irgi turi panašias palydas. Palydovės dažnai laikomos „fosilinėmis galaktikomis“, kurios susiformavo ankstyvoje Visatoje ir daugybę milijardų metų beveik nekinta. Tradiciškai buvo manoma, kad nykštukinės galaktikos formuojasi palyginus paprastai – dujoms įtekant į jas, formuojant žvaigždes ir paliekant galaktikas dėl tų pačių žvaigždžių poveikio. Tuo tarpu galaktikų sąveikos ar susijungimai buvo laikomi nereikšmingais jų raidai veiksniais. Tačiau Europos kosmoso agentūros Gaia kosminės observatorijos stebėjimai atskleidė, kad kai kuriose nykštukinėse galaktikose žvaigždės pasklidusios už jų išorinės ribos, vadinamos potvyniniu spinduliu. Taip toli nuo mažos galaktikos centro žvaigždės ilgai išsilaikyti negali, tad jų egzistavimas byloja apie nesenus sukrėtimus, galbūt dėl susiliejimo. Dabar astronomai, panaudoję Japonijos Subaru teleskopą, aptiko susiliejimo pėdsakų aplink Mažosios Meškos nykštukinę sferoidinę galaktiką. Mažosios Meškos galaktika yra viena mažiausių Paukščių Tako palydovių. Teleskopo kamera apima platų dangaus lauką, prilygstantį devynioms mėnulio pilnatims, o pagrindinis 8,2 metro skersmens veidrodis leido aptikti daug blausių pagrindinės sekos žvaigždžių, kurių Gaia negalėjo pamatyti. Taip pavyko sudaryti beprecedentiškai tikslų žvaigždžių pasiskirstymo išoriniuose galaktikos regionuose dangalapį. Analizė atskleidė, kad žvaigždės driekiasi ne tik išilgai pagrindinės galaktikos elipsoido ašies, kaip buvo žinoma anksčiau, bet ir išilgai statmenos jai mažosios ašies. Pastaroji struktūra skiriasi nuo žvaigždžių išsidėstymo išilgai pagrindinės ašies, kurį paprastai sukelia Paukščių Tako potvyninės jėgos. Tai rodo, kad mažosios ašies struktūros prigimtis greičiausiai kitokia. Skaitmeniniai modeliai parodė, kad žvaigždžių pasiskirstymas pačiuose galaktikos pakraščiuose atitinka susijungimo su maždaug šešis kartus mažesne galaktika prognozes. Taigi žvaigždžių pasiskirstymą Mažosios Meškos nykštukinėje galaktikoje galime laikyti gana tvirtu įrodymu, kad galaktikų sąveikos ir susijungimai galėjo vaidinti svarbų vaidmenį net ir ypatingai mažų nykštukinių galaktikų formavimesi ir raidoje – tokių, kurių masės siekia vos vieną dešimttūkstantąją Paukščių Tako masės dalį. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astrophysical Journal Letters.

***

Raudonųjų taškelių masės – normalios. James Webb kosminio teleskopo nuotraukose prieš pustrečių metų aptikti maži raudoni taškeliai (angl. Little Red Dots, LRDs). Tai maži, raudono spektro objektai, egzistavę daugiausiai per pirmą milijardą metų po Didžiojo sprogimo, o vėliau beveik pranykę. Kai kurie mokslininkai spėja, kad tai masyvios galaktikos, tačiau tokia hipotezė neatitinka jų amžiaus: per laiką, praėjusį nuo Didžiojo sprogimo, pakankamas kiekis žvaigždžių ten negalėjo susiformuoti. Kita hipotezė – matome aktyvius galaktikų branduolius, kuriuos gaubia tankios dujos, paraudoninančios sklindančią šviesą. Ši hipotezė atrodo daug labiau tikėtina, bet ja remiantis apskaičiuotos centrinių juodųjų skylių masės yra dešimtis ar šimtus kartų didesnės, nei tikėtumėmės pagal šiandieninius sąryšius tarp jų ir galaktikų masių. Dabar astronomai rado paaiškinimą, kodėl juodųjų skylių masės atrodo tokios didelės, ir jas patikslino. Išanalizavę aukščiausios kokybės James Webb spektrus, mokslininkai nustatė, kad spektro linijos plinta dėl dviejų efektų. Būtent plačios spektro linijos, skleidžiamos konkrečių cheminių elementų, daugiausiai sužadinto vandenilio, yra viena svarbiausių LRD spinduliuotės savybių. Vienas iš jas plečiančių efektų yra dujų judėjimo greitis: jei juodąją skylę supa daug dujų debesų, judančių įvairiomis kryptimis, dėl Doplerio efekto kiekvieno jų spektras pasislenka šiek tiek į raudoną ar mėlyną pusę, o juos susumavus matoma plati linija. Linijos plotį galima panaudoti dujų greičiui nustatyti, o šis priklauso nuo juodosios skylės masės. Naujojo tyrimo autoriai nustatė, kad iš tiesų LRD linijų plitimui svarbus kitas procesas – elektronų sklaida tankiose dujose. Dujų kiekis bei labai mažas pasiskirstymo regionas, siekiantis vos kelias šviesos dienas, patvirtina, kad LRD spinduliuotę kuria dujos, krentančios į juodąją skylę. Bet kartu tai rodo, kad juodųjų skylių masės yra apie šimtą kartų mažesnės, nei buvo apskaičiuota ankstesniais metodais, ir siekia nuo 100 tūkstančių iki 10 milijonų Saulės masių. Tai mažiausios žinomos juodųjų skylių masės ankstyvoje Visatoje. Juodosios skylės auga beveik maksimaliai sparčiai, kaip tik įmanoma, o į šalis dujas stumia neefektyviai. Šis atradimas padės geriau suprasti, kaip susiformavo pirmosios supermasyvios juodosios skylės, kaip jos užaugo iki daugiau nei milijardo Saulės masių per gerokai mažiau nei milijardą metų, ir kaip jos paveikė galaktikų evoliuciją ankstyvais laikais. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature.

***

Lėtai numalšinta tolima galaktika. James Webb teleskopo stebėjimai atskleidžia vis daugiau ramių galaktikų jaunoje Visatoje. Jose seniai sustojo žvaigždžių formavimasis, nors Visata buvo vos 1-2 milijardų metų amžiaus, apie 10 kartų jaunesnė, nei dabar. Tokia sparti raida rodo, kad aktyvių galaktikų branduolių poveikis greičiausiai buvo daug spartesnis ar efektyvesnis, nei tikėtasi anksčiau. Dabar astronomai, panaudoję submilimetrinių bangų teleskopo ALMA ir James Webb duomenis, nustatė, kaip malšinimo procesas vyko vienoje konkrečioje galaktikoje. Galaktikos GS-10578 šviesa iki mūsų keliauja apie 11,6 milijardo metų. Jos žvaigždžių masė siekia 200 milijardų Saulės masių – panašiai kaip Paukščių Tako, – o daugelis jų susiformavo 0,4-1 milijardą metų prieš stebimą laiką. Šiuo metu galaktika žvaigždes formuoja lėtai, mat joje beveik visiškai išsekusios šaltos molekulinės dujos, kurios ir yra žvaigždžių formavimosi kuras. ALMA teleskopu galaktika buvo stebėta beveik septynias valandas, tačiau duomenyse neaptikta jokių anglies monoksido pėdsakų, o ši molekulė geriausiai rodo šaltų dujų pasiskirstymą. Tai reiškia, kad molekulinių dujų masė galaktikoje neviršija 0,8% žvaigždžių masės; įprastai žvaigždes formuojančiose galaktikose dujų ir žvaigždžių masės yra panašios viena į kitą. Centrinė juodoji skylė stebimu metu yra aktyvi ir formuoja 400 km/s greičio tėkmę, kuri kasmet išstumia apie 60 Saulės masių dujų. Tokia tėkmė galėtų pašalinti likusias dujas iš galaktikos per 16-220 milijonų metų – daug greičiau, nei įprasta panašaus dydžio galaktikoms. Visgi tai nereiškia, kad žvaigždžių formavimasis sustojo dėl vieno stipraus galaktikos branduolio aktyvumo epizodo. Šiuo metu GS-10578 atrodo kaip ramus, besisukantis diskas, jame nematyti didelių susijungimų ar katastrofų pėdsakų. Visgi jos branduolys dabar yra aktyvus, o tai reiškia, kad dujos krenta į juodąją skylę. Aktyvumo epizodai netrunka 400 milijonų metų – tiek laiko praėjo nuo žvaigždžių formavimosi proceso sulėtėjimo. Taigi aktyvumas galaktikoje kartojasi ir po žvaigždėdaros sulėtėjimo. Rekonstravę galaktikos istoriją, tyrėjai nustatė, kad panašiai vyko ir anksčiau. Galaktika vystėsi su „nuliniu dujų pritekėjimu“: branduolio aktyvumas nuolat įkaitindavo ir išstumdavo dujas lauk, kompensuodamas iš tarpgalaktinės erdvės įkrentančią medžiagą. Taip buvo užkirstas kelias galaktikos atsinaujinimui. Šie rezultatai paaiškina, kodėl ankstyvoje Visatoje pastebima tiek daug masyvių, tačiau jau nustojusių formuoti žvaigždes galaktikų, ir rodo, kad žvaigždėdaros numalšinimas greičiausiai yra ilgalaikis procesas, o ne vienkartinių aktyvių branduolių protrūkių padarinys. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Astronomy.

***

Netikėtai karštas galaktikų spiečius. Šiandieniniai galaktikų spiečiai turi milžinišką kiekį tarpgalaktinių dujų. Jų masė gali dešimteriopai viršyti spiečiaus galaktikų masę, o temperatūra dažniausiai viršija 10 milijonų laipsnių. Kosmologiniai skaitmeniniai modeliai prognozuoja, kad ankstyvoje Visatoje, kai spiečiai dar tik formavosi, tarpgalaktinė terpė turėtų būti vėsesnė ir rečiau aptinkama, nes dujos tuo metu dar tik telkėsi ir kaito. Iki šiol karštoji tarpgalaktinė terpė buvo aptikta vos keliose sistemose, kurių šviesa mus pasiekia iš laikų mažiau nei trys milijardai metų po Didžiojo sprogimo. Dabar astronomai aptiko karštosios tarpgalaktinės terpės ženklus besiformuojančiame spiečiuje SPT2349-56, kurį matome iš 1,4 milijardo metų amžiaus Visatos. Tyrėjai panaudojo submilimetrinių bangų teleskopą ALMA ir matavo Sunjajevo-Zeldovičiaus efektą – kosminės foninės spinduliuotės fotonų energijos pokytį, sklindant pro karštų dujų telkinius. SPT2349-56 branduolys, apimantis maždaug 100 kiloparsekų regioną (kelis kartus didesnį už Paukščių Taką, tačiau gerokai mažesnį, nei atstumas iki Andromedos), talpina didžiulį molekulinių dujų rezervuarą, daugiau nei 30 aktyviai žvaigždes formuojančių galaktikų ir tris ryškią radijo spinduliuotę skleidžiančius aktyvius galaktikų branduolius. Taip pat ten yra ir karštų dujų, o išmatuota jų šiluminė energija apie dešimt kartų viršija tai, ką galėtų duoti vien dujų suspaudimas dėl gravitacijos. Kartu tai yra daugiau, nei daugelyje šiandieninių spiečių ir bent penkis kartus viršija skaitmeninių modelių prognozes jaunai Visatai. Kas suteikė spiečiaus dujoms papildomą energiją? Greičiausiai kaltininkai yra aktyvūs branduoliai, kurie net tokiais ankstyvais laikais išskyrė didžiulius energijos kiekius į aplinką ir paveikė viso galaktikų spiečiaus raidą. Atradimas verčia permąstyti galaktikų spiečių formavimosi scenarijus ir parodo, kad ankstyvoje Visatoje šie procesai vyko daug sparčiau ir energingiau. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature.

***

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

Laiqualasse