Astronomijoje, kur šimtas milijonų metų gali būti „labai nedaug“, senovė paprastai reiškia bent milijardų metų praeitį. Praeitos savaitės naujienose pranešimų apie tokius laikus randame bent keturias. Asteroido Ryugu mėginiai atskleidžia informaciją apie Saulės sistemos jaunystę – 4,5 milijardo metų praeitį. Specifinių kintančiųjų žvaigždžių analizė parodo Paukščių Tako formavimosi pradžią prieš daugiau nei 10 milijardų metų. Seniausių žvaigždžių paieška padeda datuoti visos Visatos amžių. O ankstyvųjų galaktikų aplinkoje plytinti šviesa dabar išmatuota taip detaliai, kaip niekada anksčiau. Kitose naujienose – ryšys tarp Saulės aktyvumo ir drebėjimų, pirmasis žaibo signalas Marse ir gravitacinių bangų fono panaudojimas siekiant suprasti galaktikų centrų struktūrą. Gero skaitymo!
***
Saulės drebėjimų ir aktyvumo ryšys. Saulė kas 11 metų pereina aktyvumo ciklą – nuo ramybės, kai dėmių paviršiuje, žybsnių ir plazmos pliūpsnių beveik nėra, iki maksimalaus aktyvumo, kai paviršius virte verda. Tyrinėti, kas vyksta Saulės viduje šių ciklų metu, leidžia helioseismologija – garso bangų, sklindančių žvaigždės viduje ir virpinančių jos paviršių, analizė. Panašiai kaip seismologai pagal Žemės drebėjimų bangas atkuria planetos gelmių struktūrą, astronomai pagal Saulės virpesius nustato temperatūrą, slėgį ir garso greitį po paviršiumi. Dabar tyrėjai, pasinaudoję pasauliniu BiSON teleskopų tinklu, sukaupusiu daugiau nei 40 metų nepertraukiamų stebėjimų, pirmą kartą palygino Saulės vidinę struktūrą per keturis iš eilės einančius aktyvumo minimumus – nuo 21-ojo iki 25-ojo ciklo. BiSON tinklas apima daugybę teleskopų visame pasaulyje, kurie leidžia nuolat stebėti Saulę ir fiksuoti subtilius jos šviesio pokyčius, kurie rodo bangų keliamus virpesius. Tyrėjai analizavo didelio bangos ilgio virpesių dažnius ir ieškojo helio jonizacijos sluoksnio sukuriamo garso bangų trūkio. Pastarojo pozicija rodo struktūrinius netolygumus maždaug dešimtyje išorinių Saulės procentų pagal spindulį. Paaiškėjo, kad 2008–2009 metų minimumas tarp 23-iojo ir 24-ojo ciklų, kuris buvo vienas ramiausių ir ilgiausių per visą stebėjimų istoriją, turėjo aiškiai kitokią vidinę struktūrą nei kiti trys. Helio trūkis buvo stipresnis, o garso greitis išoriniuose sluoksniuose – šiek tiek aukštesnis. Šios savybės dera su mažesniu magnetinio srauto lygiu šio minimumo metu: magnetinis laukas įprastai priešinasi žvaigždės gravitacijai, taigi jam nusilpus išoriniai sluoksniai susitraukia, taip išauga slėgis ir temperatūra, o šie savo ruožtu padidina ir garso greitį. Nors skirtumai subtilūs, jie pirmą kartą kiekybiškai parodo, kad Saulės vidus nėra vienodas kiekvieno ramybės periodo metu. Tai svarbu prognozuojant būsimą aktyvumą, nes minimumų pobūdis lemia sekančio ciklo intensyvumą. Be to, panašūs metodai ateityje galės būti pritaikyti tiriant kitas Saulės tipo žvaigždes, nes jų virpesius išmatuoti dažnai daug paprasčiau, nei magnetinio lauko savybes. Tyrimo rezultatai publikuojami MNRAS.
***
Pirmasis žaibo pėdsakas Marse. Žaibai stebimi ne tik Žemėje – jų sukeliamos elektromagnetinės bangos, vadinamos švilpynėmis (angl. whistler waves), aptiktos ir Jupiteryje, Saturne bei Neptūne. Visos šios planetos turi stiprius globalius magnetinius laukus, kurie sudaro sąlygas atsirasti švilpynėms: magnetinis laukas pristabdo žemesnio dažnio bangas labiau, nei aukštesnio, todėl bangą pavertus garso signalu, girdimas žemėjantis švilpimas – iš čia ir pavadinimas. Marsas tokio lauko neturi, nes planetos gelmėse dinamas užgeso prieš milijardus metų. Tad ir žaibų švilpynių čia iki šiol nebuvo užfiksuota. Dabar mokslininkai, peržiūrėję daugiau nei 108 000 NASA zondo MAVEN per dešimtmetį surinktų matavimų, aptiko vieną aiškią švilpynės bangą Marso jonosferoje. Signalas truko vos 0,4 sekundės, prasidėjo nuo 110 hercų dažnio, kuris sumažėjo iki maždaug 20 Hz. Savo dispersijos – dažnių kitimo laikui bėgant – savybėmis banga labai primena žaibų sukeltas švilpynes Žemėje. Tyrėjai apskaičiavo, kad banga tikrai galėjo atsklisti nuo planetos paviršiaus iki orbitoje esančio erdvėlaivio. Nors globalaus magnetinio lauko ir neturi, Marso paviršiuje, ypač pietiniame pusrutulyje, išlikusios lokalizuotos plutos magnetinės anomalijos; būtent išilgai šių laukų linijų švilpynė galėjo keliauti aukštyn. Pats žaibas greičiausiai kilo dulkių audros metu: laboratoriniai eksperimentai rodo, kad Marso dulkių dalelės, susidūrusios tarpusavyje, įgauna elektrinį krūvį ir gali sukelti elektros išlydžius. Kad MAVEN pagautų šį signalą, turėjo sutapti kelios retai pasitaikančios sąlygos: zondas turėjo būti nakties pusėje, virš srities su stipriu ir beveik vertikaliu plutos magnetiniu lauku. Tokias sąlygas atitiko mažiau nei vienas procentas visų matavimų. Tai paaiškina, kodėl per dešimtmetį aptikta tik viena švilpynė, nors dulkių audros gana dažnos. Taip pat atradimas leidžia spręsti, kad žaibai Marse yra arba labai reti, arba dažniausiai nepastebimi dėl nepalankių aptikimo sąlygų. Tyrimo rezultatai publikuojami Science Advances.
***
Asteroido Ryugu magnetinis archyvas. Saulės sistemos formavimosi metu protoplanetinį diską persmelkė silpnas, bet plačiai pasklidęs magnetinis laukas. Jis turėjo įtakos medžiagos judėjimui ir planetų augimui. Stingdamos uolienos užfiksavo informaciją apie lauko stiprumą, kuri išliko milijardus metų; tai vadinama natūraliąja liekamąja magnetizacija. Asteroidas Ryugu – mažas, anglimi turtingas ir primityvus kūnas – yra savotiška laiko kapsulė, sauganti medžiagą iš pačių ankstyviausių Saulės sistemos dienų. 2020 metais Japonijos zondas Hayabusa2 pargabeno jo mėginius į Žemę, kur jie buvo kruopščiai saugomi nuo papildomo magnetinio poveikio. Dabar mokslininkai atliko iki šiol didžiausią šių mėginių paleomagnetinę analizę – išmatavo 28 submilimetrinių Ryugu dalelių magnetizaciją. Net 23 dalelės pasirodė turinčios stabilius magnetizacijos signalus, o kai kurios turėjo net du atskirus komponentus. Be to, kai kurių dalelių viduje magnetizacijos kryptys skiriasi skirtingose vietose. Tai reiškia, kad magnetizacija buvo įgyta dar prieš galutinį dalelių sukietėjimą ir niekaip negali būti paaiškinta vėlesne tarša, pavyzdžiui, surinkimo ar transportavimo metu. Tyrėjai nustatė, kad ši magnetizacija greičiausiai yra cheminės prigimties. Tai reiškia, kad ji atsirado augant mažyčiams mineralo magnetito kristalams, kai Ryugu motininiame kūne uolienos dar sąveikavo su skystu vandeniu. Vadinasi, dalelės išsaugojo magnetinio lauko įrašą iš labai ankstyvo Saulės sistemos laikotarpio, maždaug 3–7 milijonai metų po jos susidarymo. Šie duomenys padės tiksliau nustatyti, kokiomis fizinėmis sąlygomis formavosi ir kito medžiaga protoplanetiniame diske. Tyrimo rezultatai publikuojami JGR Planets.
***
Ijo sutankina Jupiterio pašvaistę. Jupiterio pašvaistės yra ryškiausios visoje Saulės sistemoje ir vyksta beveik nuolatos. Jas sukelia ne tik Saulės vėjas, bet ir keturių didžiųjų, arba Galilėjinių, palydovų sąveika su milžinišku planetos magnetiniu lauku. Kiekvienas palydovas palieka savo „pėdsaką” Jupiterio atmosferoje: didelės energijos dalelės teka magnetinio lauko linijomis tarp palydovo ir planetos ir trenkiasi į viršutinius atmosferos sluoksnius, sukurdamos ryškius šviečiančius taškus. Tokie pašvaistiniai pėdsakai yra tarsi šešėliai, sekantys palydovus jų orbitomis. Šie pėdsakai buvo stebimi ir anksčiau, tačiau iki šiol matavimų kokybės pakako įvertinti tik jų ryškumui. Dabar mokslininkai, naudodami James Webb teleskopo artimųjų infraraudonųjų spindulių spektrografo duomenis, pirmą kartą išmatavo fizikines šių pėdsakų savybes – temperatūrą ir jonų koncentraciją. Per 22 valandų stebėjimo sesiją 2023 metų rugsėjį komanda skenavo Jupiterio disko pakraštį, sekdama pašvaistę, besisukančią kartu su planeta. Taip jie pagavo ir išmatavo Ijo bei Europos pašvaistinių pėdsakų spektrus. Rezultatai nustebino: Ijo pėdsako centre aptikta kompaktiška šalta zona, kurios temperatūra siekia tik 538 kelvinus (apie 265 Celsijaus laipsnius), palyginti su 670–900 kelvinų aplinkiniuose regionuose ir apie 766 kelvinais pagrindinėje pašvaistėje. Tuo pat metu šioje zonoje trivandenilio (H₃⁺) jonų koncentracija net tris kartus viršija pagrindinės pašvaistės vertes, o kai kuriose vietose koncentracijos skirtumai tarp gretimų nedidelių plotelių siekia net 45 kartus. Be to, temperatūros ir koncentracijos vertės reikšmingai kito vos kelių minučių intervalais; tai rodo, kad į atmosferą krintančių aukštos energijos elektronų srautas keičiasi itin sparčiai. Ijo yra vulkaniškai aktyviausias kūnas Saulės sistemoje; kas sekundę jis išmeta apie toną medžiagos, kuri suformuoja tankų plazmos žiedą aplink Jupiterį ir maitina galingas elektrines sroves, kuriančias šiuos pėdsakus. Tyrėjai šių metų sausį atliko papildomus Jupiterio stebėjimus infraraudonųjų spindulių teleskopu Havajuose, siekdami nustatyti, ar Ijo pėdsake matomas šaltas sutankėjimas yra dažnas, ar retas reiškinys, ir kitas ilgalaikes jo savybes. Šie rezultatai padės suprasti ne tik Jupiterį ir jo aplinką, bet ir kitų planetų ir palydovų sąveiką Saulės sistemoje ir už jos ribų. Tyrimo rezultatai publikuojami Geophysical Research Letters.
***
Tarpplanetinė gyvybinė zona. Tradicinė gyvybinė zona aprėpia juostą aplink žvaigždę, kurioje skriejančių uolinių planetų paviršiuje gali ilgai išlikti skysto vandens telkiniai. Tačiau šio apibrėžimo nebeužtenka, kai kalbame apie civilizaciją, galinčią keliauti tarp planetų. Naujame tyrime pristatoma nauja koncepcija – tarpplanetinė gyvybinė zona (TGZ, arba angliškai IHZ – Interplanetary Habitable Zone), kuri vertina visų žvaigždės sistemos kertelių tinkamumą kosmose keliaujančiai gyvybei. TGZ apima keturis kriterijus, arba dimensijas. Du iš jų – teigiami veiksniai: energijos prieinamumas (kiek žvaigždės šviesos galima paversti naudinga energija) ir gamtiniai ištekliai (ypač asteroidai, lengvai pasiekiami dėl mažos gravitacijos). Du – neigiami: spinduliuotės pavojus (arti žvaigždės dominuoja energinga jos spinduliuotė, toliau – galaktiniai kosminiai spinduliai, todėl visiškai saugios vietos nėra) ir transportavimo kaina, matuojama greičio pokyčiu delta-v, reikalingu perskristi tarp kūnų (kuo masyvesnė planeta, tuo sunkiau nuo jos pakilti). Norėdamas patikrinti sistemą, tyrimo autorius pasitelkė vadinamąjį agentinį modeliavimą: tūkstantis skaitmeninių „agentų” kas šešis mėnesius rinkosi tarp pasilikimo vietoje, išteklių rinkimo, dauginimosi arba migracijos. Pritaikytas Saulės sistemai modelis parodė, kad civilizacija nuo Žemės pirmiausia turėtų plėstis į Marsą, paskui į Asteroidų žiedą ir tik tada į Mėnulį – įdomi seka, nesutampanti su dabartiniais kosmoso programų prioritetais. Pagrindinė to priežastis – resursai, kurių Marse ir asteroiduose daug daugiau, nei Mėnulyje. O štai TRAPPIST-1 sistemoje, kurioje septynios Žemės dydžio planetos glaudžiai skrieja aplink raudonąją nykštukę, rezultatai pesimistiški: dėl intensyvios radiacijos modeliuojama civilizacija išnyksta per 45 metus, ir tik dirbtinai dvigubai sumažinus radiacijos lygį ji sugeba išgyventi. Tai rodo, kad mūsų Saulės sistema gali turėti esminį pranašumą kosmose keliaujančiai gyvybei – ne tik dėl tinkamos planetos gyvybinėje zonoje, bet ir dėl visos sistemos išteklių, energijos ir saugumo balanso. Tyrimo rezultatai arXiv.
***
Žvaigždžių sukimasis lėtėja vienodai. Saulė yra ne kietas kūnas, o plazmos rutulys. Dėl to ji sukasi diferencialiai – pusiaujas apsisuka per maždaug 25 dienas, o ašigaliai – per 35. Tai vadinama sauliniu sukimosi tipu. Jau beveik pusšimtį metų teoriniai modeliai prognozavo, kad lėtėjant žvaigždės sukimuisi ši tvarka turi apsikeisti: senesnėse žvaigždėse ašigaliai turėtų suktis greičiau nei pusiaujas, arba antisauliškai. Tačiau astronomai tokio apsivertimo niekada neaptiko realiose žvaigždėse, o neatitikimo priežastis liko neaiški. Dabar tyrėjai suskaičiavo iki šiol detaliausią žvaigždžių vidaus skaitmeninį modelį ir parodė, kad net ir labai lėtai besisukančios žvaigždės turėtų išlaikyti saulinę sukimosi tendenciją. Modelyje kiekviena tirta žvaigždė išreikšta daugiau nei penkiais milijardais skaičiavimo elementų. Tokia skyra leido tinkamai modeliuoti magnetinius laukus, kurie ankstesniuose, prastesnės skyros modeliuose dirbtinai išnykdavo ir buvo laikomi nesvarbiais. Skaičiavimai parodė, kad mase ir chemine sudėtimi į Saulę panašios žvaigždės išlaiko saulinį sukimosi pobūdį per visą savo gyvenimą, nors laikui bėgant sukimasis reikšmingai sulėtėja. Magnetiniai laukai ir turbulencija kartu palaiko greitesnį pusiaujo sukimąsi lyginant su ašigaliai, taigi prognozuotas apsivertimas paprasčiausiai niekada neįvyksta. Be to, modeliai parodė, kad žvaigždžių magnetiniai laukai monotoniškai silpsta per visą jų amžių. Tuo tarpu ankstesni modeliai prognozavo, kad jie turėtų vėl sustiprėti perėjus į antisaulinį sukimosi režimą. Šis nuolatinis silpnėjimas reiškia silpstantį magnetinį stabdymą, kuris ir atsakingas už žvaigždžių sukimosi lėtėjimą. Jis dera su naujausiais žvaigždžių sukimosi raidos stebėjimų duomenimis. Pagerintas supratimas apie žvaigždžių vidų gali padėti išspręsti tokias mįsles kaip Saulės 11 metų aktyvumo ciklas ir tiksliau prognozuoti, kaip žvaigždžių magnetinis aktyvumas veikia jas supančių planetų tinkamumą gyvybei milijardų metų laikotarpiu. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Astronomy.
***
Kai miršta į Saulę panaši žvaigždė, išoriniai jos sluoksniai nuplevena į šalis ir suformuoja vadinamąjį planetinį ūką. Su planetomis bendro jis turi tiek, kad per senovinius teleskopus tokie ūkai atrodė truputį panašūs į Uraną ir Neptūną. Ūkų formos – pačios įvairiausios, mat aplink žvaigždę esanti medžiaga, pačios žvaigždės sukimosi palikimas ir kiti efektai juos suspaudžia ir ištampo. Čia matome vieną gana retą pavyzdį: žiedo formos ūką. Iš tiesų jis yra vamzdžio formos, o mes atsitiktinumo dėka žiūrime išilgai jo ašies.
***
Žvaigždės, nušvietusios ankstyvąjį Paukščių Taką. Lyros RR tipo kintančiosios žvaigždės yra senos milžinės, kurios per kelias valandas ritmiškai išsipučia ir susitraukia. Šios žvaigždės yra vienos patikimiausių astronominių „švyturių”: kitimo periodas labai glaudžiai siejasi su jų šviesumu. Tiksliai žinodami pastarąjį, pagal regimąjį ryškį galime apskaičiuoti žvaigždės atstumą nuo mūsų. Šios žvaigždės yra labai senos, daugiau nei dešimties milijardų metų amžiaus, tad susiformavo dar Paukščių Tako jaunystėje. Nagrinėdami jų pasiskirstymą erdvėje ir savybes, astronomai gali pažvelgti į Galaktikos istorijos pradžią. Dabar didelė tarptautinė komanda sudarė didžiausią ir išsamiausią Lyros RR katalogą su apie 300 000 žvaigždžių tiksliais atstumais ir judėjimo greičiais iš ESA Gaia palydovo duomenų, bei daugiau nei 8 000 žvaigždžių cheminės sudėties matavimais. Erdviniai duomenys suteikė trimatį ankstyvojo Paukščių Tako erdvėlapį. Cheminės sudėties duomenys rodo, kad pagrindiniai Galaktikos struktūriniai sluoksniai – halas bei storasis ir plonasis diskai – susiformavo ne skirtingomis epochomis, kaip ilgą laiką buvo manoma, o beveik tuo pačiu metu. Juos skiria ne amžius, o cheminė sudėtis: halo žvaigždės turi mažiausiai geležies, storojo disko – truputį daugiau, plonojo – dar apie penkis kartus daugiau. Kiekvienas sluoksnis buvo praturtintas ankstesnių žvaigždžių kartų supernovų sprogimais – tai tarsi kosminė paveldėjimo grandinė. Akivaizdu, kad diskuose žvaigždžių kartos keitėsi greičiau, nei hale, tad ir praturtinimas buvo efektyvesnis. Tyrėjai taip pat identifikavo Lyros RR žvaigždes, priklausančias žvaigždžių srautams – prarytų nykštukinių galaktikų liekanoms. Jų cheminė sudėtis pasirodė labai panaši į halo žvaigždžių. Bene netikėčiausias atradimas – senų žvaigždžių cheminė sudėtis ir jos priklausomybė nuo atstumo iki galaktikos centro Paukščių Take ir Andromedos galaktikoje stebėtinai panašūs, nors šios galaktikos skiriasi dydžiu ir susiliejimų istorija. Tai rodo, kad ankstyvasis galaktikų formavimosi procesas vyko panašiai abiejose, nepriklausomai nuo vėlesnės individualios raidos. Tyrimo rezultatai arXiv.
***
Seniausios žvaigždės matuoja Visatos amžių. Vienas svarbiausių šiuolaikinės kosmologijos klausimų yra vadinamoji Hablo įtampa: skirtingi Visatos plėtimosi greičio matavimo metodai duoda nesutampančius rezultatus. Kintančių žvaigždžių ir supernovų matavimai rodo greitesnę plėtrą, o kosminio mikrobangų fono struktūra – lėtesnę. Plėtimosi greitis susijęs ir su Visatos amžiumi: pagal foninę spinduliuotę gaunama vertė yra 13,8 milijardo metų, o norint gauti supernovų duodamą vertę, amžių reikėtų sumažinti iki mažiau nei 13 milijardų. Visatos amžių įvertinti galima ir kitu būdu, ieškant seniausių žvaigždžių. Dabar grupė astrofizikų tą ir padarė, naudodamiesi aukščiausios kokybės Gaia teleskopo duomenimis. Naujausiame, trečiajame Gaia misijos duomenų pakete pateikiami itin tikslūs daugiau nei 200 000 Paukščių Tako žvaigždžių atstumai ir spektrai. Iš jų tyrėjai atrinko seniausias ir patikimiausiai datuojamas žvaigždes, kurių amžiai nustatyti nenaudojant jokių prielaidų apie visos Visatos sandarą ar plėtimąsi. Iš pradinio 3 000 žvaigždžių rinkinio, taikant griežtus kokybės kriterijus, atsirinko 160 patikimiausių žvaigždžių. Labiausiai tikėtinas didžiausias jų amžius yra 13,6 milijardo metų; tiesa, šis dydis turi iki 2,4 milijardo metų paklaidą, bet ji yra gerokai mažesnė, nei ankstesniuose panašiuose bandymuose. Imant pavienes žvaigždes, nei viena iš jų neatrodo senesnė nei 14,1 milijardo metų, o beveik pusė – senesnės nei 13 milijardų. Įvertinus, kad seniausios žvaigždės galėjo susiformuoti maždaug 200 milijonų metų po Didžiojo Sprogimo, Visatos amžiaus apatinė riba yra apie 13,8 milijardo metų. Ši reikšmė per maža, kad derėtų su „jaunesne” Visata, kurią rodo kintančių žvaigždžių ir supernovų matavimai, bet puikiai sutampa su kosminio mikrobangų fono duomenimis. Nors sistematinės paklaidos dar neleidžia daryti galutinių išvadų, tai pirmas statistiškai reikšmingas bandymas naudoti pavienių žvaigždžių amžius kaip nepriklausomą įrankį Visatos amžiui įvertinti. Būsimi Gaia duomenų rinkiniai turėtų padaryti šį metodą dar patikimesnį. Tyrimo rezultatai publikuojami Astronomy & Astrophysics.
***
Sprogstanti žvaigždė – supernova – yra vienas energingiausių įvykių Visatoje. Taip pat supernovos labai reikšmingos galaktikų cheminei raidei, žvaigždėdarai, planetų gyvybingumui ir dar daug kam. Neseniai astronomai daug geriau išsiaiškino, kaip šie sprogimai vyksta. Pasakoja Astrum:
***
Gravitacinės bangos atskleidžia galaktikų centrų struktūrą. Daugumos galaktikų centruose randamos supermasyvios juodosios skylės. Kai galaktikos susijungia – o taip nutinka nuolatos, – jų juodosios skylės sukimba į porą ir pamažu artėja viena prie kitos. Šis procesas trunka milijonus metų ir ilgiau, o jo metu generuojamos žemo dažnio gravitacinės bangos. Daugybės juodųjų skylių porų signalai susilieja į bendrą foninį „ūžesį“ – stochastinį gravitacinių bangų foną. Šį foną neseniai pavyko aptikti greitai besikartojančius signalus skleidžiančių pulsarų matavimais. Jie tarnauja kaip kosminiai laikrodžiai, kurių signalų nukrypimai nuo tobulo periodiškumo atskleidžia praeinančias gravitacines bangas. Apskaičiavus fono spektrą pastebėta, kad žemiausių dažnių srityje jis nukrypsta nuo to, ką prognozuoja modeliai, kuriuose dvinarės artėja tik dėl gravitacinių bangų emisijos. Nukrypimas greičiausiai atsiranda dėl to, kad juodosios skylės artėja ir dėl kitų procesų, pavyzdžiui sąveikų su žvaigždėmis. Dabar mokslininkai išnagrinėjo pagrindinio pulsarų matavimų duomenų rinkinio NANOGrav 15 metų archyvą ir nustatė, ką šis nukrypimas sako apie juodųjų skylių porų aplinką. Pagrindinis sąveikų mechanizmas – gravitacinės trijų kūnų svaidyklės: žvaigždės ar tamsiosios medžiagos dalelės, atsidūrusios tarp dviejų juodųjų skylių, gali būti išsviedžiamos lauk dideliu greičiu. Procesu metu juodųjų skylių pora netenka orbitos energijos ir šiek tiek suartėja. Šis procesas palieka būdingą pėdsaką gravitacinių bangų spektre – lūžį ties žemais dažniais, kurio padėtis priklauso nuo aplinkos tankio. Sumodeliavę juodųjų skylių dvinarių raidą įvairaus tankio galaktikų centrinėse dalyse, tyrimo autoriai nustatė, jog pačiuose galaktikų centruose telpa apie milijoną Saulės masių medžiagos kubiniame parseke. Toks skaičius dera su tuo, ką žinome apie artimiausius detaliai ištirtus, Paukščių Tako ir M87 galaktikos, centrus. Taip pat stebimas signalas geriausiai dera su beveik plokščiu tankio profiliu galaktikų centruose – tai reiškia, kad centrinėje galaktikos dalyje medžiagos tankis yra maždaug pastovus, nepriklausomai nuo atstumo iki centro, arba tolstant nuo centro mažėja nežymiai. Toks profilis irgi buvo nustatytas įvairiose galaktikose pagal žvaigždžių judėjimo greičius. Šis rezultatas padeda sprendžiant vadinamąją „paskutinio parseko problemą”. Tai yra ilgą laiką teoretikus neraminęs klausimas, kaip supermasyvios juodosios skylės įveikia paskutinį parseko atstumą iki susiliejimo; vien gravitacinės bangos tam per lėtos, o žvaigždžių ir tamsiosios materijos taip arti centro, buvo manoma, nėra pakankamai. Visgi panašu, kad jų yra užtektinai, kad suartintų juodųjų skylių poras labai arti vieną prie kitos. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Astronomy.
***
Šviesos jūra tarp ankstyvųjų galaktikų. Prieš 9–11 milijardų metų Visatoje vyko intensyvus žvaigždžių formavimasis. Šis laikotarpis vadinamas “kosminiu vidurdieniu”, iš dalies dėl to, kad jaunos žvaigždės skleidė daugiau šviesos, nei bet kuriuo kitu Visatos egzistavimo laikotarpiu. Kai vandenilio atomus apšviečia energingi jaunų žvaigždžių fotonai, atomai sužadinami ir ima skleisti specifinę Laimano alfa spinduliuotę – tai patikimas žvaigždžių gimimo pėdsakas. Astronomai seniai naudoja šią šviesą ryškioms ankstyvosios Visatos galaktikoms surasti, tačiau blausesnės galaktikos ir tarpgalaktinės dujos, irgi spinduliuojančios Laimano alfą, iki šiol likdavo nematomos. Dabar HETDEX projekto komanda, naudodama Hobby-Eberly teleskopą Teksase, sukūrė didžiausią ir tiksliausią trimatį Laimano alfa šviesos erdvėlapį, apimantį kosminio vidurdienio laikotarpį. Vykdant HETDEX surinkta daugiau nei 600 milijonų spektrų dideliame dangaus plote, tačiau ryškioms galaktikoms surasti naudojama tik apie 5 procentai šių duomenų, o likusi dalis iki šiol dūlėjo archyvuose. Naujojo tyrimo autoriai parašė specializuotą programinę įrangą ir superkompiuteriais persijoję pusę petabaito duomenų, apskaičiavo, kaip turėtų būti pasiskirstę blausesni spinduliuotės šaltiniai. Tam panaudota vadinamoji linijų intensyvumo kartografavimo technika: užuot stebėjus kiekvieną objektą atskirai, ši metodika fiksuoja bendrą tam tikro bangos ilgio šviesos pasiskirstymą ir intensyvumą visame dangaus plote. Jau žinomos ryškių galaktikų padėtys padėjo rasti, kur turėtų telktis blausesni objektai: gravitacija verčia medžiagą grupuotis, todėl ryškios galaktikos tampa gerais orientyrais. Gautas erdvėlapis atskleidė, kad tarp ryškių galaktikų egzistuoja tikra „šviesos jūra” – blausių galaktikų ir šviečiančių dujų tinklas, kuris prideda formos ir niuansų šiam formavimosi laikotarpiui. Rezultatai iš esmės dera su kosmologiniais hidrodinaminiais skaitmeniniais modeliais, tačiau taip pat rodo, kad kai kurie ankstesni Laimano alfa intensyvumo vertinimai, paremti duomenimis apie kvazarus, buvo per dideli. Naujieji rezultatai atveria kelią lyginti šį erdvėlapį tiek su modeliais, tiek su kitų elementų – pavyzdžiui, anglies monoksido, būdingo šaltoms žvaigždžių formavimosi zonoms – erdvėlapiais ir taip geriau suprasti jaunos Visatos struktūrą. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astrophysical Journal.
***
Štai tokios naujienos iš praėjusios savaitės. Kaip įprastai, laukiu jūsų klausimų ir komentarų.
Laiqualasse