Kosmose dalykai yra dideli – na, dažniausiai, nors kartais svarbios ir mikroskopinės dulkės ar molekulės. Vieni dalykai didesni už kitus, ir pasitaiko tikrai išskirtinai įspūdingų. Štai aplink Venerą nuolat sukasi visos planetos dydžio oro banga, o dabar paaiškinta jos kilmė. Aukščiausios energijos kosminių spindulių prigimtis irgi galimai paaiškinta – jie turbūt yra itin masyvių cheminių elementų branduoliai. Kartais atradimai įspūdingi savo mastu – paskelbta apie net 3000 naujų rudųjų nykštukių, taip daugiau nei padvigubinant žinomą šių blausių objektų skaičių. Kvazarai ankstyvoje Visatoje buvo ypatingai galingi ir laidė ypatingai galingas tėkmes, kurios žvaigždžių formavimąsi stabdė sparčiau, nei bet kuriais vėlesniais laikais. Kitose naujienose – Ijo lavos ežerų galios vertinimai, atmosfera aplink mažytį objektą Saulės sistemos pakraštyje ir molekulinių debesų gyvavimo trukmės statistinė analizė. Gero skaitymo!
***
Planetos dydžio banga Veneroje. Venerą gaubia amžinas storas sieros rūgšties debesų sluoksnis. Jis sukasi apie 60 kartų greičiau nei pati planeta. 2016 metais Japonijos zondas Akatsuki šiuose debesyse aptiko dar vieną neįprastą reiškinį: milžinišką atmosferinę bangą, kurios frontas eina iš šiaurės į pietus ir siekia apie 6 000 kilometrų. Ties planetos pusiauju banga aplink Venerą apskrieja per kelias Žemės paras. Kaip ši banga atsiranda ir kuo ji siejasi su debesimis, buvo mįslė. Dabar mokslininkai rado paaiškinimą – tai milžiniškas, didžiausias Saulės sistemoje, hidraulinis šuolis. Hidraulinį šuolį galima pamatyti tiesiog virtuvės kriauklėje: kai iš čiaupo krentantis vanduo atsimuša į dubenį, jis iš pradžių teka į šalis greitai ir sudaro ploną gana lygų sluoksnį, bet po tam tikro atstumo sulėtėja ir tampa gilesnis bei ne toks tvarkingas. Tyrėjai pasitelkė skaitmeninius modelius ir parodė, kas Veneros atmosferoje panašus procesas vyksta visos planetos mastu. Apatiniame ir vidutiniame debesų sluoksniuose į rytus judanti planetinė banga staiga tampa nestabili, vėjo greitis jos atžvilgiu sumažėja ir susidaro stiprus lokalizuotas kylantis srautas. Jis pakelia sieros rūgšties garus aukščiau į atmosferą, kur jie kondensuojasi į masyvų debesų sluoksnį. Vis atsinaujinantys debesys irgi atrodo kaip banga, kurią ir matė Akatsuki. Skaitmeninis modelis taip pat atskleidė, kad šis procesas padeda palaikyti pačią Veneros atmosferos superrotaciją. Žemutinė banga yra gana masyvi, jos judesio kiekis per hidraulinį šuolį perduodamas viduriniam ir aukštesniam srautams. Susidarę debesys savo ruožtu keičia atmosferos šilumines ir dinamines savybes, palengvindami naujus hidraulinius šuolius. Taip susidaro stiprinantis grįžtamasis ryšys tarp debesų ir atmosferos dinamikos. Nors tai pirmasis tokio masto hidraulinis šuolis, stebėtas kitoje planetoje, panaši fizika tam tikromis sąlygomis gali veikti ir Marso atmosferoje bei įvairiose egzoplanetose, taigi atradimas padės ir daugelio kitų sistemų tyrimams. Tyrimo rezultatai publikuojami JGR Planets.
***
Neįvertinta Ijo ugnikalnių galia. Jupiterio palydovas Ijo yra vulkaniškai aktyviausias kūnas Saulės sistemoje. Jį nuolat gniuždo ir tampo Jupiterio ir didžiųjų palydovų gravitacija, todėl palydovo gelmės stipriai kaitinamos. Jo paviršiuje priskaičiuojama šimtai ugnikalnių ir daugiau nei 400 vulkaninių įdubų – vadinamųjų paterų, kurios iš esmės yra lavos ežerai. Dabar NASA Juno zondo infraraudonojo instrumento JIRAM duomenys atskleidė, kad šių ežerų skleidžiama energija buvo gerokai neįvertinta. Lavos ežerai turi dvi skirtingos temperatūros zonas: centrinę plutą – sustingusios lavos zoną, kur temperatūra siekia apie 220–230 kelvinų, – ir pakraštinį žiedą, kur šviežia, dar nespėjusi atvėsti, magma įkaitusi iki 900 kelvinų. Ankstesnės šiluminės galios vertinimo metodikos rėmėsi infraraudonaisiais stebėjimais, kurie puikiai fiksuoja karštus pakraščius, bet praktiškai nemato vėsesnės centrinės plutos. Tačiau centrinė pluta užima kur kas didesnį plotą nei siautas pakraštinis žiedas, todėl jos bendra šiluminė galia, nepaisant žemesnės temperatūros, yra milžiniška. Tyrėjai išanalizavo 32 lavos ežerus ir nustatė, kad tikroji jų spinduliuojama šiluminė galia gali būti iki dešimties kartų didesnė nei pagal ankstesnius įverčius. JIRAM prietaiso duomenys taip pat leido apskaičiuoti plutos atsinaujinimo tempą: 200 kelvinų temperatūros pluta yra maždaug 13 metų senumo, o statistiniai modeliai rodo, kad paviršius atsinaujina maždaug kas dešimtmetį. Šis rezultatas iškart užmena mįslę, nes tiek Voyager nuotraukose iš 1979 metų, tiek Galileo iš praeito amžiaus paskutinio dešimtmečio, tiek dabartinėse Juno nuotraukose ežerų forma atrodo nepakitusi, nors paviršius per tiek laiko turėjo ne kartą pasikeisti. Tyrėjai pripažįsta, kad atsakymo neturi, mat JIRAM negali tiesiogiai nustatyti plutos storio, tad skaičiavimuose remiamasi senesniais duomenimis, o ekstrapoliacija visiems 400 paterų gali būti per drąsi, nes ne visos yra lavos ežerai. Tačiau aišku, kad ankstesni Ijo spinduliuojamos energijos vertinimai buvo reikšmingai per maži. Tyrimo rezultatai arXiv.
***
Tai ne kosminė stotis, tai mėnulis… Saturno palydovas Mimas geriausiai žinomas dėl savo panašumo į Mirties žvaigždę. Bet paslapčių jis turi ne vieną. Pasakoja Astrum:
***
Mažytis šaltas plutinas turi atmosferą. Už Neptūno orbitos Saulės sistemoje skrieja tūkstančiai mažų ledinių kūnų – transneptūninių objektų. Vienintelis iš jų, aplink kurį iki šiol buvo aptikta atmosfera, yra beveik 2400 km skersmens Plutonas. Kiti transneptūniniai objektai per maži ir per šalti, kad išlaikytų dujinį apvalkalą, nes silpna jų gravitacija neišlaiko dujų. Bent jau taip manėme iki šiol. Bet dabar komanda, sudaryta ir iš profesionalių, ir iš mėgėjų astronomų, aptiko plonos atmosferos įrodymų aplink vos 500 km skersmens objektą. Objektas priklauso plutinų – į Plutoną panašias orbitas turinčių – objektų klasei, o vardo net neturi, žinomas tik katalogo numeriu (612533) 2002 XV93; skaičiai skliaustuose rodo numerį mažųjų Saulės sistemos kūnų sąraše, o kiti – atradimo metus ir laiką. Atradimas padarytas pasinaudojus žvaigždės okultacija – reiškiniu, kai mažas objektas praskrieja tiesiai prieš tolimą žvaigždę, trumpam ją uždengdamas. Jei objektas neturi atmosferos, žvaigždė tiesiog staigiai užgesta ir vėl sužimba. Tačiau jei atmosfera yra, žvaigždės šviesa prieš užtemimą palaipsniui priblėsta, nes pereina pro dujų sluoksnį. 2024 metų sausio 10 dieną komanda stebėjo okultaciją iš kelių vietų Japonijoje ir užfiksavo būtent tokį laipsnišką priblėsimą. Jį geriausiai paaiškina modelis, pagal kurį žvaigždės spinduliai lūžo atmosferoje, kurios slėgis ties kūno paviršiumi siekia 100–200 nanobarų. Tai apie 50-100 kartų mažiau, nei Plutono paviršiuje, tačiau yra daugiau, nei ankstesnės viršutinės ribos, nustatytos net gerokai didesniems transneptūniniams objektams. Atmosfera aplink tokį mažą kūną turėtų išsisklaidyti per mažiau nei 1 000 metų, nebent būtų nuolat papildoma. Vadinasi, ji atsirado arba buvo atnaujinta visai neseniai. James Webb teleskopu atlikti stebėjimai 2002 XV93 paviršiuje nerodo užšalusių dujų, kurios galėtų garuoti dėl Saulės šviesos. Taigi tyrėjai įvardija vos dvi galimybes atmosferai susidaryti. Pirmoji – kriovulkanizmas: procesas, kurio metu užšalusios ar skystos dujos iš objekto gelmių pasiekia paviršių. Antroji: neseniai įvykęs mažos ledinės kometos smūgis, paskleidęs dujų ant plutino paviršiaus. Atskirti šiuos scenarijus padėtų tolesni stebėjimai. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Astronomy.
***
Energingiausi kosminiai spinduliai – išskirtinai masyvūs? Kosminiais spinduliais vadinamos energingos įelektrintos dalelės, atskriejančios iš kosmoso. Daugiausia tai protonai ir elektronai, bet būna ir masyvesnių cheminių elementų branduolių. Energingiausių kosminių spindulių energija dešimtis milijonų kartų viršija Didžiojo hadronų greitintuvo galimybes. Jų kilmė yra senas astrofizikų galvos skausmas. Štai 2021 metais užfiksuotos „Amaterasu dalelės“ energija siekė apie 240 egzaelektronvoltų – maždaug tiek, kiek greitai skriejančio teniso kamuoliuko kinetinė energija, tik sukaupta vienoje subatominėje dalelėje. Tačiau nustatyta jos atskridimo kryptis rodė į kosminę tuštumą, be jokio akivaizdaus šaltinio. Naujame tyrime mokslininkai pasiūlė tokių spindulių paaiškinimą: kai kurie jų gali būti ne protonai ar lengvi branduoliai, o itin masyvūs, už geležį masyvesnių elementų, branduoliai. Tyrėjai detaliai apskaičiavo, kaip skirtingos masės branduoliai praranda energiją keliaudami per tarpgalaktinę erdvę. Paaiškėjo, kad esant energijoms iki maždaug 300 egzaelektronvoltų itin masyvūs branduoliai praranda energiją žymiai lėčiau nei lengvesni. Tai reiškia, kad jie gali nukeliauti didesnius atstumus ir pasiekti Žemę išlaikę ekstremaliai didelę energiją. Būtent tai ir stebima „Amaterasu“ atveju. Tikėtiniausi tokių itin masyvių branduolių šaltiniai yra masyvių žvaigždžių kolapsas į juodąsias skyles, stipriai magnetizuotos neutroninės žvaigždės ir neutroninių žvaigždžių susiliejimai. Tokie patys procesai sukelia ir gama spindulių žybsnius bei paskleidžia gravitacines bangas. Jei ši hipotezė teisinga, netolimos ateities observatorijos, tokios kaip AugerPrime Argentinoje ir tarptautinė Globali kosminių spindulių observatorija, turėtų aptikti, kad energingiausi kosminiai spinduliai dažnai susideda iš masyvesnių už geležį elementų branduolių. Tyrimo rezultatai publikuojami Physical Review Letters.
***
Vidinės planetos išsvaido kitas iš gimtųjų sistemų. Laisvai po Galaktiką klajojančios planetos, dar kartais vadinamos „stepių vilkais“, yra netikėtai dažnos. Statistinė analizė rodo, kad jų gali būti panašiai tiek, kiek žvaigždžių, ir gerokai daugiau, nei planetų, skriejančių plačiomis orbitomis aplink žvaigždes. Tačiau kas jas išmeta iš gimtųjų sistemų? Naujame tyrime mokslininkai pristato elegantišką dviejų etapų mechanizmą, kuriame planetos laksto tarsi biliardo kamuoliai. Scenarijus prasideda nuo dvinarės žvaigždės arba tolimo masyvaus kompaniono, kuris per milijonus metų deformuoja tolimos planetos orbitą. Toks procesas, vadinamas von Zeipelio-Lidovo-Kozai mechanizmu, po truputį tempia orbitą į vis pailgesnę ovalią formą. Viename ovalo gale planeta praskrenda pro santykinai tankiai apgyvendintą vidinę sistemos dalį, kur skrieja karšti Jupiteriai ar superžemės. Artimi prasilenkimai veikia kaip kosminis biliardas: nors dvi planetos fiziškai nesusiduria, tarpusavio gravitacinė sąveika reikšmingai pakeičia jų orbitų energiją. Energija lemia ir orbitos formą – apskritimai gali virsti elipsėmis, o elipsės – parabolėmis ir hiperbolėmis. Kadangi iš pakraščių atlėkusi planeta jau ir taip silpnai gravitaciškai susieta su žvaigžde, net nedidelis gravitacinis smūgis gali jai suteikti pabėgimui reikalingą greitį, paversdamas ją laisvąja planeta. Tyrėjų suskaičiuoti modeliai rodo, kad karšti Jupiteriai veikia ypač efektyviai: net 80% atvejų išmeta Jupiterio masės įsibrovėlę. Superžemės Jupiterio dydžio planetą išmeta tik 6,5% atvejų, tačiau puikiai tvarkosi su kitomis superžemėmis – pašalina maždaug kas antrą. Vidinės planetos šiame procese irgi nukenčia: kartais prasilenkimas gali tiek pakeisti jų orbitą, kad planeta spirale įkrenta į žvaigždę ir išgaruoja. Kitais atvejais orbita lieka stipriai deformuota: pasvirusi, ištempta ar net apversta. Tyrėjai vertina, kad toks kosminis biliardas galėjo sukurti apie 8% visų laisvųjų planetų. Procentas nedidelis, bet atsižvelgiant į bendrą laisvųjų planetų gausą, tai rodo, koks dinamiškas ir chaotiškas gali būti ankstyvasis planetų sistemų gyvenimas. Tyrimo rezultatai arXiv.
***
Neįprasto mini-neptūno kilmė. Nemažai egzoplanetų yra vadinamieji karštieji jupiteriai – milžiniškos dujinės planetos, skriejančios labai arti žvaigždės. Jie paprastai būna vieniši: stipri jų gravitacija išblaško planetas iš kaimyninių orbitų, tad vidinėje sistemos dalyje daugiau nieko nelieka. Todėl 2020 metais atrasta sistema TOI-1130, kurioje karštas Jupiteris dalijasi erdve su kiek arčiau žvaigždės skriejančiu mini-Neptūnu, sukėlė galvosūkį – kaip tokia pora galėjo susidaryti ir išgyventi? Dabar mokslininkai, naudodami James Webb teleskopą, pirmą kartą pažvelgė į šios sistemos mini-Neptūno atmosferą ir rado atsakymą: planetos formavosi toli ir vėliau atmigravo artyn kartu. Pagauti šią planetą buvo iššūkis, nes abi planetos skrieja rezonanse, tai yra mini-neptūno orbitos periodas tiksliai dvigubai trumpesnis, nei karštojo jupiterio. Jos nuolat tampo viena kitą, todėl jų tranzitų laikas kinta, ir JWST stebėjimo langą reikėjo prognozuoti itin tiksliai. Tačiau pastangos atsipirko: planetos atmosferoje aptikti vandens garai, anglies dioksidas, sieros dioksidas ir galimai netgi metanas. Visos šios molekulės yra gana sunkios, vidutiniškai atmosferos komponentai yra 5,5 karto masyvesni už vandenilį. Tokia atmosfera negalėjo susidaryti, jei planeta būtų formavusis dabartinėje vietoje. Taip arti žvaigždės temperatūra per aukšta vandens ledui egzistuoti, ką jau kalbėti apie lakesnes medžiagas. Taigi tyrimo autoriai daro išvadą, kad tiek mini-neptūnas, tiek karštasis jupiteris susiformavo gerokai toliau – už žvaigždės „sniego linijos“, kur vandens garai kondensuojasi į ledą. Ten jaunutė planeta galėjo pritraukti ledinių grumstų ir sukaupti lakiaisiais junginiais turtingą atmosferą. Laikui bėgant abi planetos pamažu migravo arčiau žvaigždės, išlikdamos viena šalia kitos ir išsaugodamos atmosferas. Būtent rezonansas ir apsaugojo mini-neptūną nuo išsviedimo iš sistemos. Tai pirmas stebėjimais paremtas įrodymas, kad mini-neptūnai gali formuotis už sniego linijos; jis rodo, kad ši gausiausia Galaktikoje planetų rūšis gali turėti kelis formavimosi kelius. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astrophysical Journal Letters.
***
3000 naujų rudųjų nykštukių. Rudosios nykštukės yra maždaug Jupiterio dydžio ir keliasdešimt kartų masyvesni dujiniai kamuoliai, kurių masės visgi nepakanka palaikyti branduolinę sintezę, kaip tikrose žvaigždėse. Galaktikoje jų turėtų būti gana gausu: vien Saulės apylinkėse viena rudoji nykštukė tenka trims ar keturioms žvaigždėms. Tačiau jos švyti labai blausiai, tad ir aptikti jas sunku. Dabar NASA piliečių mokslo projektas Backyard Worlds: Planet 9, kuriame per dešimt metų dalyvavo apie 200 000 savanorių, praneša apie daugiau nei 3 000 naujų rudųjų nykštukių atradimus. Tai gausiausias tokių objektų sąrašas, kuris daugiau nei padvigubina žinomą L ir T tipo nykštukių populiaciją. Savanoriai ieškojo judančių objektų NASA WISE ir NEOWISE infraraudonųjų nuotraukų archyvuose, surinktuose per 16 metų laikotarpį. Kaip ir daugelis panašių projektų, šis pasinaudojo Zooniverse piliečių mokslo platforma, kurioje savanoriai galėjo peržiūrinėti to paties dangaus lopinėlis nuotraukų poras ir ieškoti švieselių, kurių padėtis keičiasi. Kai kurie savanoriai net sukūrė savo paieškos įrankius ir duomenų analizės programas. Iš 75 straipsnio autorių net 61 yra projekto savanoris, o du savanoriai vėliau pradėjo profesionalias karjeras astronomijoje. Tarp 3 006 naujų objektų yra 2 357 L tipo ir 649 T tipo nykštukių kandidatai – raidės žymi spektrines klases, kurios apytikriai klasifikuoja objektus pagal šviesį bei masę. T tipo nykštukės daugiausiai yra mažesnės nei 60 Jupiterio masių, o L – tarp 60 ir 80. Taip pat kataloge 28 nykštukės identifikuotos kaip masyvesnių žvaigždžių kompanionės bei atrastos devynios dvinarės, susidedančios iš dviejų rudųjų nykštukių. Katalogas jau atskleidė naujų objektų tipų, pavyzdžiui itin vėsius egzotiškus T klasės objektus bei rudąsias nykštukes su galimomis pašvaistėmis. Jis taip pat padeda tiksliau inventorizuoti masės pasiskirstymą Galaktikoje ir apibūdinti dangaus kūnų pasiskirstymą kosminėje kaimynystėje. Visi kandidatai dar reikalauja spektroskopinio patvirtinimo, tačiau vien šio mėgėjų ir profesionalų bendradarbiavimo mastas yra beprecedentis – tai parodo, kaip piliečių mokslas gali reikšmingai prisidėti prie fundamentalių astronomijos atradimų. Tyrimo rezultatai arXiv.
***
Dvinarės žvaigždės gimsta iš vieno disko. Maždaug pusė Saulės tipo žvaigždžių turi kompanionę – dažniausiai tai dvinarės sistemos, nors būna ir gausesnių. Kaip tokios poros susidaro, astronomai diskutuoja jau ne vieną dešimtmetį. Šiuo metu egzistuoja dvi pagrindinės hipotezės: disko fragmentacija, kai vienas masyvus dujų ir dulkių diskas aplink jauną žvaigždę tampa nestabilus ir suskyla, suformuodamas antrą žvaigždę čia pat; arba turbulentinė fragmentacija, kai byrančio molekulinių dujų debesies fragmentas dėl turbulencijos suskyla į du gumulus, juose susiformuoja po žvaigždę, kurios suartėja ir sukimba į porą. Šios hipotezės duoda skirtingas prognozes apie žvaigždžių sukimąsi: jei jos gimė iš vieno disko, jų sukimosi ašys turėtų būti lygiagrečios; jei iš atskirų chaotiškų procesų – kryptys atsitiktinės. Naujame tyrime mokslininkai, pasitelkę ALMA submilimetrinių bangų teleskopo duomenis, ištyrė 51 besiformuojančią dvinarę sistemą ir pateikia aiškų atsakymą: jos formuojasi iš vieno disko. Šias jaunas žvaigždes dar gaubia dujų ir dulkių gumulai, tad jų sukimosi tiesiogiai matyti neįmanoma. Tačiau nuo jų ašigalių besiveržiančios dujų čiurkšlės, kurias ALMA atseka pagal anglies monoksido spinduliuotę, puikiai parodo sukimosi kryptį. Jei žvaigždės gimė iš to paties disko, čiurkšlės turėtų būti statmenos dvinarės sistemos orbitos plokštumai. Tarp 51 tirtos sistemos žvaigždžių tyrėjai aptiko čiurkšles net 38-ose sistemose; iš viso aptiktos 42 čiurkšlės. Tada jie statistiškai sumodeliavo jų kryptis, atsižvelgdami į žvaigždžių padėtį orbitoje ir tai, kad sistema stebima daugmaž atsitiktiniu kampu. Taip jie nustatė, kad net 94 procentai čiurkšlių yra iš esmės statmenos dvinarės plokštumai, tiksliai kaip prognozuoja disko fragmentacijos hipotezė. Bet galbūt migruojančios poros laikui bėgant irgi galėtų susilyginti? Tyrėjų vertinimu, tai labai mažai tikėtina, o formavimasis vietoje – kur kas natūralesnis paaiškinimas. Šie rezultatai svarbūs ne tik žvaigždžių formavimosi teorijai, bet ir planetų mokslui – supratimas, kaip susidaro dvinarės sistemos, padeda prognozuoti, kaip jose vėliau formuojasi planetos. Tyrimo rezultatai arXiv.
***
Molekulinių debesų gyvenimo trukmė. Milžiniški molekuliniai debesys – šalčiausi ir tankiausi tarpžvaigždinės terpės regionai, sudaryti daugiausia iš molekulinio vandenilio – yra vietos, kuriose gimsta dauguma žvaigždžių. Suprasti, kaip šie debesys susidaro, auga ir nyksta, yra esminis galaktikų evoliucijos tyrimų uždavinys. Dabar astronomai atliko iki šiol didžiausią tokių debesų gyvenimo ciklo analizę – išnagrinėjo daugiau nei 108 000 debesų 66-ose artimose galaktikose. Tyrėjai pasinaudojo James Webb teleskopo PHANGS programos duomenimis: debesys identifikuoti infraraudonųjų spindulių nuotraukose su suvienodinta 30 parsekų skyra. Jų masės ir evoliucija vertinta pagal ALMA submilimetrinių bangų teleskopo matavimus ir skaitmeninius milžiniškų molekulinių debesų raidos modelius. Pastarieji remiasi prielaida, kad debesys formuojasi, kai daugybė besiplečiančių jonizuoto vandenilio burbulų, supernovų sprogimai ir žvaigždžių spinduliuotės slėgis suspaudžia tarpžvaigždines dujas. Rezultatai rodo, kad debesys, kurių masė neviršija 100 000 Saulės masių, susidaro vidutiniškai per maždaug 20 milijonų metų, o masyviausi, iki 10 milijonų Saulės masių, gali augti net ir 100 milijonų metų. Sparčiausiai debesys formuojasi galaktikų centrinėse zonose, kur formavimosi laikas yra maždaug 16 milijonų metų – 5–10 milijonų metų trumpiau nei diskų spiralinėse vijose. Skirtumą lemia aukštesnė molekulinių dujų koncentracija ir intensyvesnė žvaigždėdara šiuose regionuose. Debesų formavimosi laikas yra maždaug ketvirtadaliu ilgesnis nei laisvojo kritimo laikas – tai užuomina, kad magnetiniai laukai, žvaigždžių grįžtamasis ryšys ar kiti mechanizmai šiek tiek stabdo dujų traukimąsi ir prailgina debesų gyvavimą. Taip pat šie procesai labai lėtina pačių žvaigždžių formavimąsi: nustatyta, kad per visą gyvenimą tik 1% debesies dujų virsta žvaigždėmis. Jau seniau buvo žinoma, kad šis procentas neaukštas, bet naujasis rezultatas yra dar mažesnis, nei mamyta iki šiol. Tyrimo rezultatai arXiv.
***
Maždaug kas dvidešimta galaktika aplinkinėje Visatoje yra aktyvi. Tai reiškia, kad jos centre yra ypatingai ryškus spinduliuotės šaltinis. Žiūrint į galaktikos nuotrauką regimųjų spindulių ruože, atskirti aktyvią nuo neaktyvios gali būti sudėtinga, nes centre švytinčios žvaigždės irgi šviečia ryškiai. Tačiau, pavyzdžiui, infraraudonųjų spindulių ruože aktyvūs branduoliai dažnai išryškėja labiau. Čia matome tokį pavyzdį – santykinai netolimą aktyvią galaktiką Messier 77, nufotografuotą James Webb teleskopu. Visoje galaktikoje matyti žvaigždėdaros regionai – rausvi burbulai, kur jaunų žvaigždžių šviesa įkaitina aplinkines dujas ir dulkes ir priverčia jas spinduliuoti ryškiau, nei kitur. Tačiau ryškiausia dalis akivaizdžiai yra centras, kurio spinduliuotė, lūždama aplink teleskopo veidrodžius laikančias konstrukcijas, suformuoja ir šešis milžiniškus „spyglius“.
***
Kvazarų tėkmės gesina žvaigždėdarą Visatos jaunystėje. Viena didžiausių mįslių kurias apie Visatos jaunystę užminė James Webb stebėjimai, – kodėl vos 1–2 milijardus metų po Didžiojo Sprogimo jau egzistavo masyvios galaktikos, kuriose žvaigždžių formavimasis buvo sustojęs? Kosmologiniai skaitmeniniai modeliai seniai prognozavo, kad atsakingi gali būti kvazarai – ypatingai ryškūs aktyvūs galaktikų branduoliai. Jų grįžtamasis ryšys – galingos tėkmės, kurias sukelia į juodąją skylę krentančių dujų spinduliuotė – turėtų išpūsti dujas iš galaktikų ir taip sustabdyti žvaigždėdarą. Tačiau mldeliai prognozavo, kad procesas turėtų būti daug lėtesnis ir trukti bent kelis milijardus metų. Be to, iki šiol nebuvo patikimai aptikta tokių tėkmių pačiuose tolimiausiuose kvazaruose. Naujame tyrime pateikiami aiškūs tokių tėkmių egzistavimo įrodymai bei parodoma, kad jos buvo dažnos ir labai galingos. Tyrėjai stebėjo 27 ryškius kvazarus, kurių šviesa mus pasiekia iš pirmojo milijardo metų Visatos. Net šešiuose aptiktos išskirtinai greitos galaktinės tėkmės – jonizuoto deguonies spinduliuotės linijos rodo šias dujas judant net iki 8 400 km/s greičiu. Tai reiškia, kad tokie ekstremalūs dujų srautai ankstyvuosiuose kvazaruose buvo bent keturis kartus dažnesni nei 2-4 milijardų metų amžiaus Visatoje ir beveik devynis kartus dažnesni nei šiandieninėje. Vidutinė kinetinė šių tėkmių galia daugiau nei šimtą kartų viršija randamas artimesnių kvazarų galaktikose. Tokios galios srautai gali pasiekti ne tik galaktikos pakraščius, bet ir aplinkinę tarpgalaktinę terpę, efektyviai pašalindami žaliavą žvaigždžių gamybai. Tyrėjai vertina, kad šie „superkvazarai“ buvo santykinai trumpaamžiai – iš viso švietė apie 100 milijonų metų, per kuriuos galaktika kasmet prarasdavo tūkstančius Saulės masių dujų. Po to kvazaras užgesdavo, palikdamas numalšintą, žvaigždžių nebeformuojančią galaktiką. Stebėjimai gerai atitinka ir nesenų skaitmeninių modelių prognozes, rodančias, kad jaunoje Visatoje galingos galaktinės tėkmės buvo ne išimtis, o norma. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature.
***
Štai tokios naujienos iš praėjusios savaitės. Kaip įprastai, laukiu jūsų klausimų ir komentarų.
Laiqualasse