Dujos kosmose duoda pradžią žvaigždėms ir planetoms. Dujų nelikus, sustoja ir žvaigždėdara, o joms prisikaupus, žvaigždžių formavimasis gali išsiskleisti žybsniais ir pliūpsniais. Praėjusios savaitės naujienose randame tyrimų, kokiais būdais galaktikose prasideda žvaigždėdaros žybsniai, magnetinius greitkelius, padedančius dujoms pabėgti lauk iš galaktikos, ir dujų apvalkalo, kurį žvaigždė nusimetė prieš pat sprogimą, analizę. Kitose naujienose – vanduo Mėnulio regolite, Europos ledinės plutos storio patikslinimas ir ypatingai detali reliatyvumo analizė, remiantis stipriausiu gravitacinių bangų signalu. Gero skaitymo!

***

Mėnulio regolitas atskleidžia vandens kilmę. Žemė formavosi panašiu atstumu nuo Saulės, kokiu skrieja ir dabar. Toje protoplanetinio disko dalyje vandens ledas buvo išgaravęs, taigi besiformuojančioje planetoje daug vandens nesusikaupė. Iš kur jis pas mus atsirado? Ilgą laiką mokslininkai manė, kad vandenį atnešė asteroidai ir kometos. Tai galėjo vykti Vėlyvojo intensyviojo bombardavimo metu prieš 4,1-3,8 milijardo metų – laikotarpiu, kai planetos ir kiti Saulės sistemos kūnai gerokai dažniau patirdavo asteroidų smūgius; taip pat galėjo nutikti ir keliais šimtais milijonų metų anksčiau, netrukus po planetos susiformavimo. Žemėje tektoninių plokščių judėjimas nuolat atnaujina paviršių, veiksmingai ištrindamas visus senovinių susidūrimų pėdsakus, taigi tiesiogiai patikrinti šią hipotezę buvo sudėtinga. Tačiau Mėnulyje, kuriame nėra oro ir skysto vandens, o geologinio aktyvumo nebuvo milijardus metų, galima rasti ankstyvų susidūrimų pėdsakų. Dabar mokslininkai, išnagrinėję didelį Apollo misijų pargabentų Mėnulio mėginių rinkinį nauju metodu nustatė, kad asteroidų ir kometų smūgiai Saulės sistemos jaunystėje galėjo atnešti tik mažytę dalį Žemės vandens. Įprastai Mėnulio regolite meteoritų priemaišų ieškoma nagrinėjant siderofilinius, arba metalą mėgstančius, elementus, nes Mėnulio formavimosi metu jie nuskendo į branduolį, tad paviršiuje jų nebeliko. Vadinasi, siderofilinės priemaišos atkeliavo su meteoritais vėliau. Visgi šiuos elementus gali paveikti geologiniai ir vulkaniniai procesai, tad jų duodami rezultatai nėra labai patikimi. Naujojo tyrimo autoriai sutelkė dėmesį į deguonies izotopus, nes šis elementas sudaro didžiausią uolienų masės dalį. Trys stabilūs jo izotopai – atmainos su skirtingu neutronų skaičiumi branduolyje – leidžia patikimai įvertinti priemaišų kiekį. Taip tyrėjai nustatė, kad meteoritų atneštos priemaišos sudaro apie 1% Mėnulio regolito masės. Daugiausiai priemaišų, tikėtina, atkeliavo iš anglinių meteoritų, kurie iš dalies išgaravo susidūrimų metu. 1% regolito masės yra apie 100 trilijonų kilogramų. Į Žemę, atsižvelgiant į didesnį planetos dydį ir stipresnę gravitaciją, galėjo pataikyti apie 20 kartų daugiau asteroidų, taigi jie galėjo atnešti apie du kvadrilijonus kilogramų vandens. Visgi bendra Žemės vandenynų masė siekia beveik pusantro sekstilijono kilogramų, arba 750 tūkstančių kartų daugiau. Taigi bombardavimas Saulės sistemos jaunystėje galėjo atnešti tik labai menką Žemės vandens dalį. Iš kitos pusės, meteoritų indėlis į Mėnulį galėjo būti labai svarbus: 100 trilijonų kilogramų maždaug prilygsta vandens kiekiui, kurį Mėnulyje galėjo sukurti Saulės vėjo sąveika su paviršinėmis uolienomis. Taigi meteoritai galėjo atnešti apie pusę Mėnulio vandens. Tyrimo rezultatai publikuojami Proceedings of the National Academy of Sciences.

***

Saulės vidaus magnetinio lauko rekonstrukcija. Saulė yra ne tik karštas vandenilio ir helio dujų kamuolys, bet ir milžiniškas magnetinio lauko generatorius. Po paviršiumi esanti konvekcinė zona kuria magnetinį lauką, kuris lemia tamsių dėmių žvaigždės paviršiuje, žybsnių, medžiagos pliūpsnių ir kitų reiškinių formavimąsi. Saulės audros gali sutrikdyti palydovus ir elektros tinklus Žemėje, tad mums būtina žinoti, kas vyksta jos viduje, kad galėtume jas geriau prognozuoti. Tačiau vidaus tiesiogiai stebėti negalime, tad iki šiol pasikliaudavome dažnai netiksliai modeliais, kurie rėmėsi perdėm supaprastintomis prielaidomis apie Saulės geometriją, magnetinio lauko detales ar kitas sistemos savybes. Dabar mokslininkai pirmą kartą panaudojo ilgamečius palydovų duomenis, kad sukurtų trimatį Saulės vidaus magnetinio lauko žemėlapį. Tyrėjai apjungė 30 metų (1996-2025) kasdienius magnetinio lauko žemėlapius iš dviejų kosminių Saulės stebėjimų zondų – SOHO ir Solar Dynamics Observatory, bei Saulės virpesiais paremtą informaciją apie diferencialų žvaigždės sukimąsi. Duomenis jie įtraukė į sudėtingą trimatį Saulės dinamo modelį. Dinamas yra fizinis procesas, generuojantis magnetinį lauką judant plazmai ar kitai elektrai laidžiai medžiagai; jis atsakingas ir už Žemės magnetinio lauko formavimąsi dėl geležies judėjimo branduolyje, ir už Jupiterio ar Saturno magnetinius laukus, ir už Saulės. Naudodami šiuos realaus pasaulio duomenis, tyrėjai galėjo sekti, kaip magnetiniai laukai juda giliai po paviršiumi, kur nieko tiesiogiai pamatyti negalime, bei modeliuoti dinamo procesą be supaprastintų parametrizacijų. Norėdami patikrinti modelį, tyrėjai panaudojo jį atkurti 11 metų trukmės Saulės magnetinio aktyvumo ciklus, įvykusius tarp 1996 ir 2025 metų. Modelis sėkmingai atkūrė įvairius Saulės aktyvumo požymius, tokius kaip Saulės dėmių skaičius ir padėtis žvaigždės paviršiuje, tipinis žybsnių intensyvumas ir panašūs, bei jų kitimą laikui bėgant ir skirtingą intensyvumą kiekvieno ciklo metu. Apribojus modelį tik dalimi duomenų, jo prognozės buvo tikslios trejus-ketverius metus į ateitį. Tyrimas priartina mus prie supratimo, kas vyksta giliai po Saulės paviršiumi realiuoju laiku, o šios žinios padės geriau pasiruošti galimam infrastruktūros sutrikdymui Žemėje ir apsaugoti palydovus, kuriais pasikliauname ryšiui ir navigacijai. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astrophysical Journal Letters.

***

Dryžiai Merkurijuje rodo neseną aktyvumą. Nors Merkurijus jaunystėje buvo geologiškai aktyvus, šiandien jo paviršius atrodo beveik visiškai statiškas. Taigi jis dažnai laikomas mirusia ir sausa planeta. Visgi naujame tyrime atlikta pirmoji sisteminė vadinamųjų šlaito dryžių analizė parodė, kad lakių medžiagų Merkurijaus paviršiuje netrūksta ir dabar. Šlaito dryžiai (angl. slope lineae) yra neįprasti, šviesūs ir akivaizdžiai jauni paviršiaus dariniai Merkurijuje. Tyrėjai pasitelkė giliojo mokymosi metodą ir išanalizavo apie 100 000 didelės raiškos vaizdų iš NASA MESSENGER zondo, kuris tyrinėjo Merkurijų nuo 2011 iki 2015 metų. Tarp jų jie rado 402 šlaito dryžius. Juostos atrodo melsvos, lyginant su aplinkinėmis uolienomis, ir dažniausiai kyla iš seklių duburių į tokius panašių darinių, esančių ant pusiaujan atsuktų jaunų smūginių kraterių, prasiskverbusių pro vulkanines lygumas, sienų. Tai rodo, kad dryžių aktyvumą gali skatinti Saulės šviesa, vėsimas arba popaviršinių lakių medžiagų, pavyzdžiui sieros, garavimas. Lakios medžiagos galėjo pasiekti paviršių iš gilesnių sluoksnių per įtrūkimų tinklus uolienoje, atsiradusiuosius dėl ankstesnio smūgio. Šviesūs duburiai, iš kurių kyla dauguma dryžių, greičiausiai taip pat susiformuoja išgaruojant lakiai medžiagai ir paprastai būna sekliame kraterio viduje ar palei didelių smūginių kraterių kraštus. Tyrėjai neaptiko jokių dryžių pokyčių tarp 2011 ir 2015 metų, kas rodo, kad aktyvumas vyksta arba ilgesnėmis nei ketveri metai laiko skalėmis, arba tokiais mažais erdviniais masteliais, kurių MESSENGER nepajėgė išskirti. Šie rezultatai rodo, kad Merkurijus yra geologiškai aktyvesnis, nei manyta anksčiau – vis dar išmeta lakiuosius junginius į kosmosą. Detalesnė dryžių analizė gali padėti išsiaiškinti planetos cheminę ir mineralinę sudėtį bei nustatyti, kiek iš viso lakių medžiagų joje yra. Tyrėjai tikisi patikrinti išvadą apie tikėtiną dryžių aktyvumą su naujais Merkurijaus vaizdais, kuriuos turėtų pateikti ESA ir Japonijos kosmoso agentūros misija BepiColombo, šiuo metu baigianti kelionę Merkurijaus link. Tyrimo rezultatai publikuojami Communications Earth & Environment.

***

Šiandien daug kalbama apie žmonių skrydį į Marsą. Jis gali nutikti po kokio dešimtmečio, o ten nuskridę žmonės turės kažkur ir gyventi. Idėjų, kaip pastatyti gyvenamųjų pastatų Marse, buvo jau seniai. The Space Race pasakoja apie vieną iš tokių:

***

Europos ledo plutos storis. Jupiterio palydovas Europa, tikėtina, slepia sūraus vandens vandenyną po stora ledo pluta. Vandenyno dugne gali būti ir hidroterminių versmių, todėl Europa yra vienas įdomiausių tyrimų taikinių astrobiologams visoje Saulės sistemoje. Ledo plutos storis kol kas nėra tiksliai nustatytas; vertinimai svyruoja nuo trijų iki virš 30 kilometrų. Be to, XX a. pabaigoje Galileo zondo daryti stebėjimai atskleidė chaotišką reljefą kai kuriose palydovo vietose; tokie ledo paviršiaus sudarkymai sukėlė įtarimų, kad po ledo pluta gali būti įtrūkimų, lūžių ar burbuliukų. Jei tokie įtrūkimai išsilaiko ilgą laiką, jie galėtų sudaryti kelius deguonies ir maistinių medžiagų transportui tarp paviršiaus ir vandenyno ir padidinti šansus vandenyne egzistuoti gyvybei. Dabar NASA Juno misijos duomenys pateikė naujų įžvalgų apie Europą dengiančios ledinės plutos storį ir struktūrą. Naudodami erdvėlaivio Mikrobangų Radiometrą (MWR), mokslininkai įvertino plutos storį regione, pro kurį Juno praskrido 2022 metų rugsėjį. Tada ji pralėkė maždaug 360 km aukštyje virš palydovo ir nuskenavo apie pusę jo paviršiaus. MWR stebėjimai duoda informaciją apie ledo temperatūrą įvairiame gylyje. Idealizuotu atveju, laikant, kad ledas susideda iš gryno vandens, duomenys dera su termiškai laidžios ledo plutos, kurios storis siekia 29 ± 10 kilometrų, egzistavimu. Jei gelmėse egzistuoja šiek tiek šiltesnis konvekcinis sluoksnis, kurį prognozuoja kai kurie modeliai, bendras plutos storis būtų dar didesnis. Jei ledo pluta turi nedidelį kiekį ištirpusios druskos, ką irgi prognozuoja kai kurie modeliai, storis sumažėtų apie 5 kilometrus. Visgi išvada, jog ledo pluta labai stora, atrodo tvirta. Storas ledas reiškia ilgesnį maršrutą, kurį deguonis ir maistinės medžiagos turėtų įveikti nuo Europos paviršiaus iki požeminio vandenyno. MWR duomenys taip pat atskleidžia įtrūkimų, burbuliukų ir tuštumų egzistavimą lede. Jų dydis greičiausiai neviršija kelių centimetrų, o driekiasi jie tik iki kelių šimtų metrų gylio po Europos paviršiumi. Tai rodo, kad netolygumai lede greičiausiai nėra reikšmingas kelias deguoniui ir maistinėms medžiagoms keliauti iš Europos paviršiaus į jos sūrųjį vandenyną. Ledo plutos storis ir įtrūkimų ar tuštumų buvimas joje yra sudėtingos galimo Europos gyvybingumo mįslės dalis; naujos žinios apie šiuos klausimus padės NASA Europa Clipper ir ESA Juice zondams, kurie abu jau keliauja į Jupiterio sistemą ir pasieks ją po penkerių metų. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Astronomy.

***

Dvinarės žvaigždės sunaikina savo planetas. Planetos, skriejančios aplink dvinarę žvaigždę, yra itin retos, o aplink trumpo periodo – mažiau nei septynių parų – dvinares tokių planetų neaptikta išvis. Kodėl taip yra? Dabar mokslininkai pasiūlė paaiškinimą, kuriam reikėjo pasitelkti net ir bendrąją reliatyvumo teoriją. Naudodami skaitmeninius modelius, jie parodė, kad planetą, skriejančią aplink dvinarę žvaigždę, gali destabilizuoti specifinis rezonansas tarp dviejų precesijos procesų. Precesija, šiuo atveju, yra orbitos, kurios forma visada yra elipsė, pagrindinės ašies sukimasis. Vieną precesijos procesą paaiškina klasikiniai, arba niutoniniai, reiškiniai: dvinarė žvaigždė sukuria truputį kintantį gravitacinį potencialą, dėl kurio nuolat sukasi planetos orbita. Antrasis procesas – reliatyvistinis, jis suka pačios dvinarės orbitą. Kai dvinarės žvaigždės orbita po truputį sumažėja dėl potvyninių sąveikų tarp žvaigždžių, abu precesijos procesai lėtėja. Tam tikru momentu jų periodai tampa vienodi ir sistema pereina į rezonansinę konfigūraciją. Tuomet dvinarė žvaigždė ima tempti planetos orbitą į vis labiau pailgą. Galiausiai planeta destabilizuojama ir arba išlekia iš sistemos, arba įkrenta į vieną iš žvaigždžių. Sumodeliavo gausybės tokių sistemų raidą tyrėjai nustatė, kad 8 iš 10 planetų, skriejančių aplink siaurėjančias dvinares, patenka į rezonansinę konfigūraciją, o 3 iš 4 tokių planetų galiausiai yra sunaikinamos. Išgyvenusios planetos lieka labai tolimuose regionuose, plačiose orbitose, kur jas sunku aptikti. Šie rezultatai rodo, kad pats procesas, kuris formuoja trumpo periodo dvinares žvaigždes, kartu efektyviai išvalo regioną, kuriame galėtų būti santykinai lengvai aptinkamos egzoplanetos. Tai paaiškina, kodėl tokių planetų aptinkame taip mažai. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astrophysical Journal Letters.

***

Retos supernovos radijo spinduliuotė. Kai masyvi žvaigždė baigia gyvenimą, ji sprogsta supernova. Sprogimo šviesa kuriam laikui gali nustelbti visas galaktikos žvaigždes kartu sudėjus. Žvaigždės, duodančios pradžią supernovoms kitose galaktikose, paprastai yra per blausios ir per toli, kad būtų galima jas stebėti tiesiogiai iki sprogimo. Tačiau žvaigždės prieš sprogimą dažnai išmeta daug medžiagos į aplinką, o šios dujos gali veikti kaip „veidrodis“ ir atskleisti galutinius žvaigždės gyvenimo etapus, kai sprogimo smūginė banga į jas atsitrenkia. Tokie smūgiai kartais paskleidžia stiprią radijo spinduliuotę. Dabar astronomai pirmą kartą užfiksavo radijo bangas, sklindančias iš tokios supernovos, apsuptos palyginus tankaus išmestų dujų apvalkalo. Jie nagrinėjo sprogimą SN 2023fyq, priskiriamą retam Ibn tipui. Tokios supernovos nutinka, kai sprogimo banga plečiasi per heliu turtingų, o vandenilio beveik neturinčių dujų debesis, kuriuos pati žvaigždė išmetė neilgai prieš mirtį. Tyrėjai maždaug 18 mėnesių sekė silpnus radijo signalus iš sprogimo vietos ir aplinkos. Praėjus maždaug dviem mėnesiams po sprogimo, radijo spinduliuotė staiga paryškėjo ir tokia buvo apie keturis mėnesius. Tai rodo, kad sprogimo banga sklido pro tankių – apie milijoną kartų tankesnių už tipinę tarpžvaigždinę medžiagą – dujų apvalkalą. Žvaigždė jį nusimetė likus maždaug 0,7-3 metams iki sprogimo, o tuo metu medžiagos išmetimo sparta siekė apie keturias tūkstantąsias Saulės masės dalis per metus. Tai ypatingai spartus medžiagos netekimas, kurį geriausiai paaiškina dvinarės žvaigždės susijungimo modelis: žvaigždė pradžioje buvo dvinarė, bet galiausiai viena narė paniro į kitą ir išblaškė didesnės kompanionės medžiagą. Tuo pačiu laikotarpiu buvo stebimi žvaigždės žybsniai ir regimųjų spindulių diapazone. Vėlėsni radijo stebėjimai, praėjus maždaug pusantrų metų po sprogimo, signalų nebeaptiko. Tai reiškia, kad tuo metu sprogimo banga sklido pro retesnes dujas. Kiek tiksliai retesnes, pasakyti sunku, tačiau žvaigždės dujų išmetimo sparta 5-10 metų prieš sprogimą buvo bent dvigubai mažesnė, nei aukščiau įvardinta didesnioji. Ateityje, aptikus ir detaliai išanalizavus didesnės Ibn supernovų imties raidą, daug geriau suprasime masyvių žvaigždžių gyvenimo pabaigas. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astrophysical Journal Letters.

***

Aplinkinė tamsioji materija – susiplojusi. Beveik prieš šimtmetį astronomas Edwinas Hubble’as atrado, kad praktiškai visos galaktikos tolsta nuo Paukščių Tako. Tai yra pirmasis ir vienas esminių įrodymų, kad Visata plečiasi. Tačiau jau Hubble’o laikais buvo aišku, kad yra išimčių: pavyzdžiui, mūsų kaimyninė galaktika Andromeda artėja prie mūsų maždaug 100 kilometrų per sekundę greičiu. Taip yra todėl, kad Paukščių Tako ir Andromedos tarpusavio gravitacija nustelbia Visatos plėtimosi efektą. Riba, ties kuria tipinė galaktikų judėjimo kryptis pasikeičia nuo artėjimo į tolimą nuo mūsų, yra maždaug vienas megaparsekas nuo Paukščių Tako ir Andromedos masės centro; atstumas tarp mūsų ir Andromedos siekia apie 0,8 megaparseko. Daugiau nei pusšimtį metų, nuo tada, kai apskaičiuota apytikrė šių dviejų galaktikų masė, astronomai stebėjosi, kodėl riba yra taip arti. Atrodė, kad visos Vietinės galaktikų grupės masė praktiškai neviršija Paukščių Tako ir Andromedos masių sumos. O grupę be dviejų didžiausių sudaro dar dešimtys mažesnių galaktikų, be to, ji turėtų turėti viską vienijantį tamsiosios materijos halą. Dabar mokslininkai rado paaiškinimą šiam regimam neatitikimui. Pasitelkę skaitmeninius modelius, jie išnagrinėjo į Vietinę grupę panašių sistemų raidą nuo Visatos pradžios iki šių dienų. Visi tirti modeliai gerai atkūrė Paukščių Tako ir Andromedos masę, padėtį ir greitį bei 31 galaktikos už Vietinės grupės ribų padėtis ir greičius. Stebimi aplinkinių galaktikų greičiai sėkmingai atkurti, nors Vietinės grupės masė buvo didelė, tokia, kokios tikėtumėmės pagal dviejų pagrindinių galaktikų masę. Sėkmingo rezultato paslaptis – tamsioji materija iškart už Vietinės grupės pasiskirsčiusi ne sferiškai, o paplokščia struktūra. Ji driekiasi bent keletą megaparsekų visomis kryptimis, o viršuje ir apačioje plyti dideli tuštumos regionai. Mokslininkai teigia, jog yra dvi priežastys, kodėl aplink Vietinę grupę beveik nepastebime nukryptimų nuo standartinio Visatos plėtimosi dėsnio. Netolimoms galaktikoms, esančioms plokštumoje, Vietinės grupės gravitacinę trauką kompensuoja masė, esanti toliau toje pačioje plokštumoje. O regionai, kur tikėtumėmės rasti galaktikų, judančių palyginus sparčiai mūsų link, yra tuštumos, kur galaktikų paprasčiausiai nėra. Šie rezultatai yra pirmasis tamsiosios materijos pasiskirstymo ir greičio įvertinimas regione, supančiame Paukščių Taką ir Andromedą. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Astronomy.

***

Paukščių Take žinome gausybę ūkų – tai ir tarpžvaigždinių dujų debesys, ir mirštančių žvaigždžių nusimesti apvalkalai, ir kiti panašūs dariniai. Kitose galaktikose ūkų irgi galima pamatyti, o kai kur jų randama ypatingai daug. Ši galaktikos NGC 55 nuotrauka, kurioje išskirta šiltų vandenilio dujų (raudona) ir deguonies (mėlyna) spinduliuotė, išryškina ten vykstančią žvaigždėdarą ir jos pučiamus burbulus.

***

Magnetiniai greitkeliai galaktikos tėkmėse. Galaktikų susidūrimai dažnai sukelia intensyvų žvaigždėdaros pliūpsnį ir galingus dujų srautus, kurie išneša dujas iš galaktikos ir praturtina aplinką sunkiaisiais elementais bei paskleidžia kosminius spindulius. Šie procesai glaudžiai susiję su magnetiniais laukais, kurie veikia dujų judėjimą. Arp 220 – artimiausia galaktika, patirianti šiuos procesus: ji skleidžia ypatingai daug infraraudonųjų spindulių, kurie žymi vykstančią žvaigždėdarą, be to, turi du aktyvius branduolius, kurie rodo dar nepasibaigusį jungimosi procesą. 78 megaparsekų atstumas (apie 100 kartų didesnis, nei iki Andromedos) leidžia detaliai stebėti procesus, panašius į tuos, kurie vyko pirmose masyviose dulkėtose galaktikose prieš daugiau nei 10 milijardų metų. Dabar tarptautinė astronomų komanda panaudojo ALMA teleskopą ir pirmą kartą erdviškai išskyrė magnetinio lauko struktūrą dulkėtose ir molekulinėse čiurkšlėse šioje galaktikoje. Stebėdami, kaip mažytės dulkių granulės ir dujų molekulės išsirikiuoja lygiagrečiai magnetinio lauko linijoms, tyrėjai sudarė detaliausią Arp 220 užslėptų, žvaigždes formuojančių branduolių ir jų čiurkšlių magnetinį erdvėlapį. Jiems pavyko pasiekti 96 parsekų erdvinę skyrą. Pirmą kartą pavyko aptikti poliarizuotą anglies monoksido emisiją čiurkšlėje. Tai atskleidė, kad išeinančios dujos pačios formuoja tvarkingai išsidėsčiusį magnetinį lauką. Vakariniame Arp 220 branduolyje tyrėjai aptiko beveik statmeną diskui magnetinį lauką, kuris driekiasi išilgai dvigubos molekulinės tėkmės, judančios kone 500 kilometrų per sekundę greičiu. Tėkmė ir magnetinis laukas kartu formuoja galingą magnetinį „greitkelį“, vedantį lauk iš galaktikos. Rytiniame branduolyje magnetinis laukas išsidėstęs spirališkai ir sutampa su disku; tėkmės ten apskritai nefiksuojama. Tarp abiejų branduolių aptiktas dulkėtas tiltas, kuriame dulkės poliarizuotos stipriau, nei kitur. Juo medžiaga gali lengvai keliauti tarp besijungiančių branduolių. Apskaičiuota, kad magnetinio lauko stiprumas tėkmėse siekia maždaug 1-10 miligausų – šimtus ar tūkstančius kartų stipresnis, nei vidutinis magnetinis laukas Paukščių Tako diske. Šie stiprūs magnetiniai laukai susiformuoja, kai dujos yra suspaudžiamos ir stiprėja jų turbulencija. Tęsiant analogiją su tolimomis galaktikomis, šie rezultatai leidžia daryti išvadą, kad stiprūs, tvarkingai išsidėstę magnetiniai laukai gali būti dažni jaunos Visatos žvaigždėdaros pliūpsniuose ir galėtų reguliuoti žvaigždėdarą bei grįžtamąjį ryšį nuo pirmųjų galaktikų iki šių dienų. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astrophysical Journal Letters.

***

Įvairios žvaigždėdaros žybsnių priežastys. Paukščių Take kasmet susiformuoja kelios naujos žvaigždės. Kai kurios kitos galaktikos, palyginus, yra tikri fejerverkai – jose per metus gali gimti tūkstančiai ar net dešimtys tūkstančių žvaigždžių. Ypač daug tokių „žybsninių“ galaktikų buvo prieš 10-12 milijardų metų; manoma, kad jos yra šiandieninių milžiniškų elipsinių galaktikų pirmtakės. Tačiau nepaisant ilgamečių stebėjimų, lieka neaišku, kas paskatino jas taip sparčiai formuoti žvaigždes. Dabar astronomai atrado, kad vieno atsakymo į šį klausimą nėra. Naudodami ALMA submilimetrinių bangų ir James Webb infraraudonąjį teleskopus jie atliko trijų žybsninių galaktikų Sekstanto žvaigždyne stebėjimus. Jie pasiekė labai aukštą erdvinę skyrą, atitinkančią 400-500 parsekų dydį. Tai leido identifikuoti įvairias struktūras galaktikose bei vietas, kur jose dabar formuojasi žvaigždės, ir kur jos formavosi netolimoje praeityje. Pirmąją informaciją suteikė ALMA, tuo tarpu JWST atskleidė jau susiformavusių žvaigždžių pasiskirstymą. Bendras vaizdas atskleidė itin skirtingus galaktikų paveikslus. AzTEC-1 žvaigždėdara pasklidusi visoje galaktikoje, tuo tarpu esamos jaunos žvaigždės spiečiasi centre. Tai rodo, kad didžiulis susidūrimas tarp dviejų didelių galaktikų nukreipė dujas į vidų, sukeldamas intensyvų žvaigždėdaros pliūpsnį, tuo pačiu išblaškydamas medžiagą visoje sistemoje. AzTEC-4 turi elegantiškas spiralines vijas, kuriose aktyviai formuojasi žvaigždės, tačiau esamos žvaigždės diske pasiskirsčiusios tolygiai be ryškių spiralinių bruožų; tai rodo spontanišką žvaigždėdarą, skatinimą galaktikos pačios vidinių gravitacinių nestabilumų, o ne išorinių veiksnių. AzTEC-8 pateikia dar kitą scenarijų: kompaktiškas žvaigždėdaros telkinys arti galaktikos centro ALMA vaizduose, tuo tarpu JWST atskleidžia daug labiau pasklidusią žvaigždžių populiaciją, išsibarsčiusią masyviomis sankaupomis. Ši architektūra rodo, kad susidūrimas su mažesne kompanione galaktika pristatė šviežių dujų į centrą, įžiebdamas žvaigždėdaros ugnį, tačiau nesunaikino ankstesnių galaktikos struktūrų. Atradimas paneigia ankstesnę prielaidą, kad visos žybsninės galaktikos augo tuo pačiu būdu, ir demonstruoja, kad ankstyvoje Visatoje yra bent keletas kelių greitam augimui. Komanda dabar planuoja reikšmingai praplėsti galaktikų imtį, atlikti statistinius šios įvairovės testus ir išsiaiškinti, ką šie mechanizmai galėtų pasakyti apie tokių galaktikų, kaip mūsų Paukščių Takas, formavimąsi. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astrophysical Journal.

***

Reliatyvumo patikrinimas gravitacinėmis bangomis. Bendroji reliatyvumo teorija gravitaciją apibūdina kaip erdvės ir laiko iškreipimą, kurį sukelia masė ir energija. Vienas būdų šį aprašymą patikrinti yra stebėti, kas nutinka, kai susiduria dvi juodosios skylės. Tokio susidūrimo metu susidaranti nauja juodoji skylė kurį laiką „skamba“ – spinduliuoja gravitacines bangas tam tikrais dažniais. Reliatyvumo prognozė aiški: virpesiai susideda iš kelių komponentų, kurių kiekvienas turi specifinį dažnį ir slopimo laiką. Turint pakankamai aiškų signalą galima išmatuoti daugiau nei vieną virpesių komponentą ir pagal juos apskaičiuoti juodosios skylės masę bei sukimosi greitį. Jei kiekvienas komponentas duoda vienodus rezultatu, tai efektyviai patvirtina bendrąją reliatyvumo teoriją. O jei du tonai neatitinka tos pačios masės ir sukimosi kombinacijos, galima pradėti tirti, kiek nukrypta nuo bendrosios reliatyvumo teorijos prognozių. Dabar, panaudoję aiškiausią iki šiol aptiktą signalą GW250114, mokslininkai išnagrinėjo jo atitikimą reliatyvumo prognozėms. Ši erdvėlaikio banga, kurią sukėlė dviejų juodųjų skylių susijungimas, pasiekė LIGO detektorių JAV 2025 metų sausio 14 dieną. Signalo kokybės pakako, kad tyrėjai galėtų išmatuoti du skambėjimo tonus ir apriboti trečią. Visi trys gerai dera su bendrąja reliatyvumo teorija. Tiesa, virpesių amplitudės paklaidos siekia kelias dešimtis procentų, taigi erdvės nukrypimui nuo standartinių prognozių dar yra. Tuo tarpu dažnių paklaidos siekia tik kelis procentus. Remdamiesi skaitmeniniais modeliais, tyrėjai atliko bandymų rinkinį, aprėpiantį tiek juodųjų skylių artėjimą viena prie kitos, tiek susijungimą ir po jo einantį skambėjimą. Taip jie gavo galimų nukrypimų nuo reliatyvumo apribojimus, palyginamus ir kai kuriais atvejais net 2-3 kartus tvirtesnius nei tie, kurie gaunami paprasčiau analizuojant dešimtis įvykių iš ketvirtojo LIGO gravitacinių bangų katalogo, paskelbto pernai rudenį. Gautieji rezultatai sudaro kol kas tvirčiausią bendrosios reliatyvumo teorijos ir juodųjų skylių geometrijos patikrinimą, paremtą vienu įvykiu. Tyrimo rezultatai publikuojami Physical Review Letters.

***

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

Laiqualasse