Saulės aktyvumas yra cikliškas – kas 11 metų žvaigždę išberia dėmės, ji ima spjaudytis žybsniais ir plazmos pliūpsniais. Vienas toks ciklo maksimumas praėjo pernai. Dabar žinome, kad jo metu Saulės vėjas iš Žemės aplinkos iššluoja didelę dalį net ir labai energingų kosminių spindulių. Žybsniai ir pliūpsniai paleidžiami iš vainiko, kuris garsus savo karščiu, gerokai viršijančiu Saulės paviršiaus temperatūrą. Pasirodo, vainiko kaitinimui ištakos turi ir aplink tvyrančios dulkės. O Saulės vėjas, toldamas nuo žvaigždės, po truputį greitėja – dabar tai išmatuota didesniu atstumu, nei bet kada anksčiau. Kitos žvaigždės irgi būna aktyvios; kartais jų aktyvumą sukelti ar sustiprinti gali ir aplink besisukančios planetos, jei priskrieja labai arti žvaigždės. Kitose naujienose – iššūkis Visatos homogeniškumui, mažųjų raudonųjų taškelių neutrinai ir klajojanti juodoji skylė. Gero skaitymo!
***
Saulės audros nušluoja kosminius spindulius. Žemės magnetinį lauką nuolat bombarduoja energingos įkrautos dalelės iš dviejų šaltinių: kosminiai spinduliai, ateinantys iš visų pusių per Galaktiką, ir Saulės audros – energingi milžiniški plazmos pliūpsniai iš mūsų žvaigždės. Jau kurį laiką žinoma, kad Saulės audros gali sumažinti žemos energijos kosminių spindulių srautą, įkalindamos juos savo susuktuose magnetiniuose laukuose. Iš kitos pusės, aukštos energijos spinduliai buvo laikomi per daug energingais, kad būtų paveikti – manyta, jog jie tiesiog pralekia pro magnetines struktūras ir Saulės vėjas jiems įtakos nedaro. Tačiau naujame tyrime mokslininkai, remdamiesi vienu didžiausių pasaulyje kosminių spindulių detektoriumi LHAASO Kinijoje, parodė, kad ryšys vis dėlto egzistuoja. LHAASO kas valandą aptinka šimtus milijonų kosminių spindulių teraelektronvoltų energijų ruože – maždaug 10 000 kartų energingesnių nei tie, kurie buvo tirti ankstesniuose darbuose. Tačiau aptikti su audromis susijusius pokyčius sunku, nes atmosferos sąlygų svyravimai gali imituoti tikrus kosminių spindulių srauto pokyčius. Kad apeitų šią problemą, tyrėjai analizavo ne bendrą atvykstančių spindulių skaičių, o tai, ar jie atvyksta labiau iš vienos pusės nei kitos – disbalansą, kurį atmosferos efektai vargu ar sukeltų. Analizuodami 2021 metų lapkritį įvykusią Saulės audrą, jie aptiko būtent tokį disbalansą: kelias valandas iš šiaurės rytų dangaus dalies atvyko pastebimai mažiau kosminių spindulių nei iš likusios. Mokslininkai aiškina šią asimetriją tuo, kad audros burbulo priekiniame krašte esanti įmagnetinta sūkuriuojanti plazma labiau išsklaidė spindulius, keliaujančius Saulės link, sukurdama matomą krypties disbalansą. Remdamiesi šiuo atradimu, tyrėjai siūlo kosminius spindulius panaudoti kaip naują įrankį Saulės audroms tirti. Jie galėtų veikti tarsi nuotolinis jutiklis, leidžiantis nustatyti magnetinių struktūrų formą. Kosminiai zondai, dažnai naudojami šiam tikslui, gali matuoti plazmos savybes tik savo buvimo vietoje, o kosminiai spinduliai apima kur kas didesnes erdvės sritis. Taigi aplink pasaulį išdėstyti detektoriai galėtų suteikti ankstesnį perspėjimą apie artėjančias audras, o tai leistų geriau joms paruošti palydovus, elektros tinklus ir ryšių įrangą. Tyrimo rezultatai publikuojami Physical Review Letters.
***
Dulkės šildo Saulės vainiką? Vienas didžiausių heliofizikos galvosūkių – kodėl Saulės vainikas įkaitęs iki milijonų laipsnių, nors pačios Saulės paviršius siekia vos apie šešis tūkstančius. Ieškodami sprendimo, dešimtmečius mokslininkai daugiausia gilinosi į tai, kaip elektronai, jonai, magnetiniai laukai ir plazmos bangos perneša ir išsklaido energiją Saulės atmosferoje. Ypač svarbios yra vadinamosios kinetinės Alfveno bangos, kurias kelia magnetiniame lauke virpanti plazma. Jos sklinda per Saulės vainiką ir gali perduoti daug energijos dalelėms. Dabar mokslininkai pasiūlė netikėtą naują veiksnį – dulkes. Dar prieš dešimt metų dulkės apskritai nefigūravo vainiko kaitinimo modeliuose, nes buvo manoma, kad dulkių grūdeliai – milijoną kartų masyvesni už elektronus ar jonus – neišgyvena vainiko karštyje. Tačiau Parker Saulės zondas atskleidė, kad dulkės vainike ne tik išlieka, bet ir aktyviai sąveikauja su plazma. Įdomu, kad Parker zondas neturi specialaus dulkių detektoriaus, tačiau jų egzistavimas nustatytas kitu būdu. Kai dulkių grūdeliai dideliu greičiu atsitrenkia į erdvėlaivį, jie išgaruoja ir sukuria mažus įkrautų dalelių debesėlius, kurie FIELDS instrumento antenose pasireiškia kaip staigūs įtampos šuoliai – taip visas erdvėlaivis iš esmės veikia kaip dulkių detektorius. Tyrimo autoriai išnagrinėjo, kaip dulkių savybės keičia kinetinių Alfveno bangų judėjimą ir išsisklaidymą. Pagrindinė išvada – įelektrintos dulkės veikia kinetines Alfveno bangas dviem priešingais būdais. Dulkių masė veikia kaip papildoma inercija, tad kuo ji didesnė, tuo bangos sklinda lėčiau. Lėtesnės bangos su aplinkine plazma sąveikauja daug silpniau, tad jų energija iki išsisklaidydama nukeliauja toliau. Dulkių krūvis, priešingai, sustiprina bangos sąveiką su elektriniu lauku ir dalelėmis, todėl energija greičiau atiduodama ir įkaitina vainiko daleles. Parker aptiktų dulkių savybės gana įvairios ir nėra labai tiksliai žinomos, tad sunku vienareikšmiškai pasakyti, koks jų poveikis vainiko kaitinimui. Visgi panašu, kad dulkių savybės gali turėti reikšmingos įtakos Saulės vainiko dydžiui bei temperatūrai. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astrophysical Journal.
***
Saturno palydovas Japetas išsiskiria savo dviveidiškumu. Priekinė jo pusė – ta, kuri nukreipta jo orbitinio judėjimo kryptimi – yra tamsi, o galinė, matoma šioje nuotraukoje – balta kaip sniegas. Manoma, kad susidūrimai su įvairiomis dalelėmis sušildo priekinę pusę, todėl joje šviesus ledas išgaruoja ir lieka tamsių, anglimi turtingų junginių gruntas. Nuotrauką 2007 metais padarė zondas Cassini, tuo metu buvęs maždaug 75 tūkstančių kilometrų atstumu nuo šio pusantro tūkstančio kilometrų skersmens pasaulėlio.
***
Išmatuotas Saulės vėjo lėtėjimas. NASA zondas New Horizons, dabar skriejantis maždaug 66 astronominių vienetų (vidutinių atstumų tarp Saulės ir Žemės) atstumu nuo Saulės, toli už Plutono orbitos, nuolat suteikia naujų žinių apie Saulės sistemos pakraščius. Viena aktyvi tyrimų sritis yra Saulės vėjo elgesys tolstant nuo žvaigždės. Saulės vėjas paleidžiamas didžiuliu, šimtų kilometrų per sekundę, greičiu, tačiau pakeliui susiduria su į heliosferą įskriejančiomis tarpžvaigždinėmis neutraliomis dujų dalelėmis. Šie neutralūs atomai per krūvio mainus su Saulės vėjo jonais yra jonizuojami ir „pagaunami“. Taip Saulės vėjo masė auga, o greitis – mažėja. Naujame tyrime mokslininkai pristato analizę, kaip vėjo greitis keičiasi nuo 21 iki 58 astronominių vienetų. Nustatyti tikrąjį vėjo sulėtėjimą dėl masės augimo yra sudėtinga, nes vėjo greitis kinta ir dėl kitų priežasčių. Viena jų – Saulės magnetinio lauko variacijos, dėl kurių keičiasi paleidžiamos vėjo greitis, kita – tarpplanetinio magnetinio lauko pokyčiai, kurie pakreipia vėjo srautus skirtingomis kryptimis, taigi tą patį zondą skirtingu metu gali pasiekti skirtingi vėjo gūsiai. Tyrimo autoriai panaudojo statistinius metodus, kad susietų vėjo greitį ties Žemės orbita su vėjo greičiu, matuojamu New Horizons, bei skaitmeninį modelį, kuriame į heliosferą leido vėją tokiu greičiu, koks išmatuojamas prie Žemės, ir stengėsi atkurti stebimą greitį sistemos pakraštyje. Anksčiau New Horizons ir Voyager 2 matavimai tarp 30 ir 43 astronominių vienetų rodė, kad Saulės vėjas yra 5–10 procentų lėtesnis nei ties Žeme. Naujoji analizė atskleidė, kad ties 58 astronominiais vienetais vėjas jau 13–15 procentų lėtesnis. Šis laipsniškas lėtėjimas dera su ankstesniais modeliais, kaip tarpžvaigždinė medžiaga patenka į heliosferą ir veikia Saulės vėją, ir rodo, kaip Saulės įtaka silpsta dideliais atstumais. Vis dėlto šis nuosaikus lėtėjimas yra menkas, palyginti su staigiu greičio kritimu, kurio tikimasi, kai New Horizons pasieks vadinamąjį galutinį smūgį (angl. termination shock) – ribą, kur Saulės dalelės staiga sulėtėja ir heliosfera užleidžia vietą tarpžvaigždinei medžiagai. Voyager 2 ties galutiniu smūgiu 84 astronominių vienetų atstumu užfiksavo staigų 46 procentų greičio kritimą. Heliosferos ribų forma ir savybės lemia, kiek galaktinių kosminių spindulių gali patekti į Saulės sistemą ir pasiekti Žemę – o tai svarbu astronautams, dirbantiems už Žemės atmosferos ribų, nes kosminiai spinduliai didina vėžio riziką. Šie duomenys taip pat padeda suprasti astrosferas – panašius vėjo burbulus aplink kitas žvaigždes. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astrophysical Journal.
***
TESS aptiko lęšiuojančią planetą. NASA TESS misija, paleista 2018 metais, iki šiol aptiko tūkstančius egzoplanetų tranzitų metodu. Tranzitas įvyksta, kai planeta, praskriedama prieš savo žvaigždę, trumpam ją pritemdo. Šis metodas ypač gerai tinka planetoms, skriejančioms labai arti žvaigždės. Tačiau dabar, naudojant TESS duomenis, pirmą kartą planeta aptikta visiškai kitokiu būdu – per gravitacinį mikrolęšiavimą, kuris leidžia aptikti ir daug toliau nuo žvaigždžių skriejančias planetas. Mikrolęšiavimas įvyksta, kai iš mūsų perspektyvos dvi žvaigždės beveik tiksliai susilygiuoja: artimesnės žvaigždės ir jos planetos masė iškreipia tolimesnės foninės žvaigždės šviesos trajektoriją, todėl žvaigždė laikinai paryškėja. Mikrolęšiavimo įvykis pasižymi labai charakteringa ryškėjimo forma ir vėlesniu grįžimu į pradinę būseną; įvykio trukmė tarp kitų dalykų priklauso ir nuo lęšio masės. Vieno paryškėjimo metu nutikęs kitas, trumpesnis, rodo, kad prie pagrindinio lęšio egzistuoja ir mažesnis. Taip galima išmatuoti planetos bei žvaigždės masių santykį. Įvykį, pavadintą Gaia23bra, 2023 metais pirmoji užfiksavo ESA Gaia misija, tačiau iš šių duomenų buvo identifikuotas tik vienas lęšis – žvaigždė. Peržiūrėję archyvinius TESS duomenis, tyrėjai pastebėjo, kad TESS tuo pačiu metu stebėjo tą pačią dangaus sritį. Daug dažniau – maždaug kas tris minutes ištisas 60 parų – darytose nuotraukose išryškėjo papildomi šviesio padidėjimai, kuriuos sukėlė planeta. Geriausiai su duomenimis derantis sistemos modelis yra toks: 1,63 karto už Jupiterį masyvesnė planeta skrieja aplink oranžinę nykštukę, kurios masė penktadaliu mažesnė, nei Saulės, o atstumas tarp jų yra bent 4,8 astronominio vieneto. Panašiu atstumu Jupiteris skrieja aplink Saulę, tačiau tikrasis planetos nuotolis gali būti ir daug didesnis, nes nežinome, ar ji stebėjimo metu buvo truputį arčiau mūsų, nei žvaigždė, ar truputį toliau. Aptikti tokią planetą tranzito metodu TESS teleskopui būtų neįmanoma, nes jos orbitos periodas siekia bent keliolika metų, o TESS stebėjimus viename lauke vykdo tik apie tris mėnesius. Mikrolęšiavimas ypač vertingas, nes yra jautrus planetoms Žemės tipo orbitose ir toliau; šiuo metu tai yra bene vienintelis metodas, leidžiantis aptikti Žemės masės planetas tokiose orbitose. Atradimas taip pat rodo, kad TESS aštuonerių metų archyve gali slypėti daugiau tokių planetų, ir yra svarbus etaloninis atvejis būsimam Nancy Grace Roman teleskopui, kuriuo tikimasi aptikti bent tūkstantį mikrolęšiuojančių planetų. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astrophysical Journal Letters.
***
Egzoplaneta sukelia žvaigždės aktyvumą. Žvaigždės, savaime suprantama, kritiškai svarbios savo planetinėms sistemoms ir pavienoms planetoms. Jų gravitacija, spinduliuotė ir magnetiniai reiškiniai gali paveikti planetos atmosferą, paviršių ir orbitą. Iki šiol šis ryšys atrodė beveik išimtinai vienpusis – žvaigždė taip stipriai dominuoja, kad bet kokia atsakomoji planetos įtaka laikyta nereikšminga. Tačiau dabar tarptautinė komanda pateikia įtikinamų įrodymų, kad ryšys gali veikti ir atvirkščiai: didelė egzoplaneta, skriejanti labai arti savo žvaigždės, palieka joje išmatuojamą magnetinį pėdsaką. Tyrėjai nagrinėjo raudonąją nykštukę GJ 436, esančią maždaug aštuonių parsekų atstumu ir kone dvigubai mažesnę už Saulę. Aplink ją skrieja viena žinoma planeta – maždaug Neptūno dydžio, keturių Žemės masių pasaulis, kurio metai trunka vos 2,6 paros. Komanda analizavo 18 metų aukštos skyros spektroskopinių stebėjimų duomenis, sekdama specifinius vandenilio ir kalcio spinduliuotės signalus žvaigždės išorinėje atmosferoje. Šie signalai jautrūs magnetinio lauko konfigūracijai, taigi gali parodyti žvaigždės aktyvumo pokyčius. Kaip ir tikėjosi, jie aptiko periodiškus šių signalų svyravimus, sutampančius su planetos orbitos periodu, tarsi planeta sukeltų ritmišką žvaigždės atsaką. Signalas pasirodydavo ne visada: didelio žvaigždės aktyvumo metu jis paskęsdavo, o labai ramiais laikotarpiais foninio aktyvumo buvo per mažai, kad planetos įtaka jį sustiprintų. Tačiau esant vidutiniam aktyvumui išryškėdavo aiškus periodiškas atsikartojimas. Paaiškinimui tyrėjai sumodeliavo fizinį ryšį tarp planetos ir žvaigždės magnetinio lauko linijų, kuriomis energija nukreipiama į žvaigždės išorinę atmosferą. Atsižvelgus į žvaigždės sukimąsi bei stipriai pakreiptą ir ištemptą planetos orbitą, modelis gerai atkūrė stebėjimus. Geriausią dermę davė modelio realizacijos, kuriose planetos magnetinio lauko stipris buvo tarp šešių ir 110 gausų; palyginimui Žemės paviršiuje vidutinis magnetinio lauko stiprumas siekia apie pusę gauso, o Saulės paviršiuje – 100-500 gausų. GJ 436 kompanionės lauko stiprumas pasirodė panašus į Jupiterio. Šis atradimas atveria visiškai naują egzoplanetų ir jų žvaigždžių ryšio tipą. Šimtai sistemų turi dideles planetas mažo spindulio orbitose, todėl sistemingos jų žvaigždžių aktyvumo apžvalgos galėtų atskleisti panašius magnetinius pėdsakus ir suteikti astronomams praktišką būdą matuoti egzoplanetų magnetinius laukus. Iki šiol tai buvo praktiškai neįmanoma. Tyrimo rezultatai publikuojami Science.
***
Planeta, išgyvenusi žvaigždės mirtį. Į Saulę panašios žvaigždės prieš mirtį virsta raudonosiomis milžinėmis, išsipučia kelis šimtus kartų ir gali praryti aplinkines planetas. Vėliau jos susitraukia į maždaug Žemės dydžio liekanas – baltąsias nykštukes. 2020 metais astronomai aptiko planetą dujinę milžinę, skriejančią aplink baltąją nykštukę labai mažu atstumu, 50 kartų mažesniu, nei Žemė nuo Saulės. Kaip ji galėjo atsidurti taip arti mirusios žvaigždės? Naujame tyrime, remiantis James Webb teleskopo stebėjimais, pateikiamas tikėtinas atsakymas. Sistema WD 1856 nuo mūsų nutolusi 25 parsekus. Vienintelė žinoma planeta yra 4-11 kartų už Jupiterį masyvesnė dujinė milžinė; jos spindulys apie aštuonis kartus viršija žvaigždės liekanos spindulį, o pilną ratą apsuka vos per 1,4 paros. Dabar astronomai pirmą kartą ištyrė šios planetos atmosferą spektriniais matavimais. Paaiškėjo, kad planeta gerokai karštesnė nei tikėtasi – jos temperatūra siekia apie 400 kelvinų, maždaug 240 laipsnių daugiau, nei galima paaiškinti vien baltosios nykštukės šviesa. Sujungę Webbu darytus matavimus su dujinių milžinių vėsimo modeliais, tyrėjai atsekė planetos istoriją. Dujinės planetos vėsta nuspėjamu tempu, tad jų temperatūra veikia kaip savotiškas laikrodis. Skaičiavimai rodo, kad planeta įkaito migruodama link žvaigždės prieš 0,5-3 milijardo metų, praėjus bent trim milijardams metų po to, kai žvaigždė tapo nykštuke. Taigi raudonosios milžinės fazės metu planeta buvo saugiu atstumu ir tik gerokai vėliau atmigravo į dabartinę artimą orbitą. Greičiausiai taip nutiko dėl potvyninių sąveikų su nykštuke arba kitų žvaigždžių gravitacinės įtakos, nes sistemoje yra dar dvi tolimos žvaigždės. Spektre taip pat aptikta metano ir aerozolių – tai pirmas kartas, kai apibūdinta planetos, skriejančios aplink mirusią žvaigždę, atmosfera. Šis atradimas suteikia žvilgsnį į tolimą mūsų pačių Saulės sistemos ateitį ir patvirtina, kad žvaigždės mirtis nebūtinai yra planetų pabaiga. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature.
***
Supermasyvios juodosios skylės randamos galaktikų centruose. Bet kartais, jungdamosi su kitomis, jos gali būti išsviestos lauk ir net visiškai palikti savo galaktiką. Kartu jos gali išsinešti ir dujų, kurios formuoja žvaigždes, tad jų pėdsaką galime pamatyti kaip žvaigždžių liniją. Vieną tokį objektą astronomai neseniai aptiko. Plačiau pasakoja Astrum:
***
Klajojanti juodoji skylė be savo galaktikos. Kai žvaigždė priartėja per arti masyvios juodosios skylės, ši ją sudrasko į gabalus. Toks reiškinys vadinamas potvyninio suardymo įvykiu. Dalis suplėšytos žvaigždės dujų susisuka į akrecinį diską ir sukuria ryškų žybsnį, kuris gali trukti kelis mėnesius ar net metus. Paprastai tokie įvykiai vyksta galaktikų centruose, kur ir randamos supermasyvios juodosios skylės. Tačiau 2024 metais aptiktas įvykis AT2024tvd yra kitoks: žvaigždė buvo suardyta maždaug 800 parsekų atstumu nuo masyvios, apie 100 milijardų Saulės masių galaktikos branduolio. Naujame tyrime pateikiama įvykio šviesio raidos analizė, rodanti, jog jį sukėlė klajojanti supermasyvi juodoji skylė, galimai paskutinė suardytos mažos galaktikos liekana. Tyrimo autoriai analizavo švytėjimą jau žybsniui aprimus, naudodami rentgeno spektrinius bei ultravioletinius ir regimųjų spindulių fotometrinius matavimus. Duomenims interpretuoti jie pritaikė reliatyvistinį akrecinio disko modelį. Taip jie nustatė, jog žvaigždę suardžiusios juodosios skylės masė siekia apie milijoną Saulės masių. Tai reiškia, kad tai tikrai supermasyvi, o ne mažesnės tarpinės masės juodoji skylė, kaip buvo dviejų ankstesnių žinomų necentrinių įvykių atveju. Aplink šaltinį nerasta jokio žvaigždžių spiečiaus ar nykštukinės galaktikos požymių, bent jau didesnių nei 35 milijonai Saulės masių. Tai reiškia, kad juodosios skylės masė sudaro daugiau nei 3 procentus ją supančio žvaigždžių telkinio masės. Toks santykis neįprastai didelis ir rodo, kad galaktika pati buvo beveik visiškai suardyta, iš jos liko ne daugiau nei tanki centrinė šerdis. Taip nutinka, kai mažesnė galaktika įkrenta į didesnę. Skaitmeniniai modeliai rodo, kad juodosios skylės, likusios iš mažų galaktikų, ilgai lieka plačiose orbitose, toli nuo centro. Tyrėjai taip pat apskaičiavo, kad centrinė galaktikos juodoji skylė turėtų būti kur kas masyvesnė, daugiau nei milijardo Saulės masių. Tai patvirtina, kad AT2024tvd juodoji skylė yra atskiras, pasislinkęs nuo centro objektas, o ne pabėgusi centrinė juodoji skylė. Tokie necentriniai įvykiai yra retas, bet labai naudingas būdas aptikti klajojančias juodąsias skyles, o ateities apžvalgos, tokios kaip Veros Rubin observatorija, turėtų jų rasti kur kas daugiau. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astrophysical Journal Letters.
***
Galaktika, pagauta mirties akimirką. Astronomai jaunoje Visatoje aptiko daug „raudonų ir mirusių“ galaktikų – masyvių sistemų, kurios stebėtinai anksti nustojo formuoti žvaigždes. Tačiau kaip tiksliai jos užgęsta, iki šiol buvo neaišku. Vienas galimas veiksnys yra sąveikos spiečiuose, o dabar tyrėjai pagavo tolimiausią šio reiškinio pavyzdį: galaktiką, netenkančią žvaigždes formuoti galinčių dujų vos 1,4 milijardo metų po Didžiojo Sprogimo. Galaktika C26 priklauso protospiečiui, arba besiformuojančiam spiečiui, SPT2349–56. Jame, 100 kiloparsekų pločio srityje, matoma bent 30 žvaigždes formuojančių galaktikų. C26 išsiskiria neįprasta kometą primenančia forma su galva ir uodega. Naujojo tyrimo autoriai, naudodami Hubble ir James Webb teleskopus, ištyrė galaktikos galvą, uodegą ir joje esantį ryškų „mazgą“ – medžiagos sutankėjimą. Galva turi apie 22 milijardus Saulės masių žvaigždžių, o uodega su mazgu – apie 6 milijardus, ir gerokai jaunesnių. Tuo tarpu šaltos dujos tarp galvos ir uodegos pasiskirsčiusios maždaug vienodai. Tačiau į uodegą ištemptos dujos yra pernelyg praretėjusios, kad galėtų žvaigždes formuoti efektyviai, ir toliau sklaidosi. Galaktikos dujas paprastai nuplėšti gali du procesai: gravitacinė sąveika ar susiliejimas arba vadinamasis kinematinio slėgio nuplėšimas, kai galaktika, skriedama pro karštą tankią terpę, patiria stiprų priešpriešinį vėją. Susiliejimą tyrėjai atmetė, nes vienintelis kandidatas – mazgas uodegoje – per mažos masės, kad gravitaciškai nuplėštų tiek dujų. O štai kinematinio slėgio nuplėšimo hipotezę paremia net keli požymiai: dujos juda tolygiai ir nenutrūkstamai, yra ramios ir pasklidusios, o žvaigždėdara išlieka stebėtinai žema, nors dujų atsargos didelės. Uodega taip pat nukreipta tiesiai tolyn nuo spiečiaus centro, kaip ir tikimasi galaktikai skriejant pro karštas tarpgalaktines dujas. Būtent toks nuplėšimas sukuria medūzos formos galaktikas, tačiau iki šiol buvo manoma, kad taip nutikti gali tik subrendusiame spiečiuje su karšta tankia terpe. Pirmus kelis milijardus Visatos metų, kaip ir SPT2349–56 stebėjimo metu, spiečiai dar tik formuojasi, jų tarpgalaktinė terpė gerokai retesnė, nei vėliau. Visgi ir tų sąlygų pakanka, kad įkrentanti galaktika būtų sudraskyta, o jos žvaigždėdara – užgesinta. Tyrimo rezultatai arXiv.
***
Neutrinai iš mažų raudonų taškelių. Vos tik James Webb teleskopu pradėta žiūrėti į tolimą, jauną Visatą, aptikta gausybė netikėtų objektų. Viena jų rūšis – mažieji raudonieji taškeliai: kompaktiškos galaktikos, pasižyminčios neįprastu spektru. Manoma, kad bent kai kurios iš jų slepia augančias supermasyvias juodąsias skyles, apgaubtas tankiais dujų apvalkalais. Tokia aplinka labai palanki aukštos energijos neutrinams gaminti. Neutrinai yra elektriškai neutralios elementariosios dalelės su beveik nuline mase. Aukštos energijos neutrinai iš visos Visatos aptinkami Žemėje, tačiau šios visą dangų užpildančios foninės spinduliuotės kilmė lieka paslaptinga. Dabar mokslininkai apskaičiavo, kad nemažą jos dalį galėtų sukurti būtent mažieji raudonieji taškeliai. Neutrinai atsiranda įvairių branduolinių reakcijų metu. Vienas jų gamybos būdas – aukštos energijos dalelių, pavyzdžiui, protonų, susidūrimai su aplinkiniais fotonais ar medžiaga. Tačiau šaltiniai, gaminantys aukštos energijos neutrinus, paprastai gamina ir gama spindulius, o jei visi neutrinų šaltiniai spinduliuotų ir gama fotonus, bendras jų kiekis viršytų stebimą gama foną. Vadinasi, ieškomi šaltiniai turi būti paslėpti objektai, iš kurių gama spinduliai negali lengvai ištrūkti. Neutrinai ypatingai skvarbūs, tad jiems pabėgimas net iš storo dujų sluoksnio problemų nesukeltų. Mažieji raudonieji taškeliai puikiai atitinka tokias sąlygas. Dauguma jų skleidžia mažai radijo ar rentgeno spinduliuotės, siejamos su čiurkšlėmis ar tėkmėmis, todėl tyrėjai iškėlė hipotezę, kad jų čiurkšlės pasislėpusios tankiuose dujų apvalkaluose. Šiuose apvalkaluose fotonai sugeriami ir išsklaidomi, o neutrinai ištrūksta netrukdomi. Tyrėjai analitiškai įvertino, kiek raudonieji taškeliai galėtų prisidėti prie viso dangaus neutrinų fono, ir atliko sudėtingus skaičiavimus, modeliuodami dalelių greitinimą, antrinių dalelių gimimą ir jų vėsimą, kad nustatytų tikėtiną neutrinų energijos pasiskirstymą. Taip jie nustatė, kad taškeliai galėtų gaminti iki 30% aukštos energijos neutrinų fono, pasiekiančio Žemę, ir kartu slopinti gama spindulius. Šis tyrimas yra pirmasis, parodantis, kad dėl savo gausos šios mažos raudonos galaktikos galėtų paaiškinti dalį aukštos energijos neutrinų. Tyrimo rezultatai publikuojami Physical Review D.
***
Visata mažiau vienalytė, nei manyta. Šiuolaikinė kosmologija remiasi paprastu principu: pakankamai dideliu masteliu medžiaga Visatoje turėtų būti pasiskirsčiusi tolygiai, be jokios išskirtinės krypties. Šis vadinamasis kosmologinis principas yra standartinio ΛCDM modelio, nusakančio Visatos struktūrų augimą didžiausiais masteliais, pamatas. Pagal ΛCDM, Visatą sudaro maždaug 5 procentai įprastos medžiagos, 26 procentai tamsiosios medžiagos ir 69 procentai tamsiosios energijos. Šis modelis ypatingai gerai aprašo Visatos plėtimąsi, lengvųjų elementų susidarymą pirmosiomis akimirkomis ir kosminę foninę mikrobangų spinduliuotę. Tačiau pastaruoju metu randama vis daugiau neatitikimų tarp modelio prognozių ir stebėjimų, arba tarp skirtingais būdais apskaičiuotų modelių parametrų. Geriausiai žinomas iš jų yra vadinamoji Hablo įtampa, susijusi su Visatos plėtimosi spartos matavimais; taip pat atrodo, kad įvairios Visatos struktūros išsidėsčiusios nevienodai skirtingomis kryptimis. Naujame tyrime mokslininkai pateikia dar vieną iššūkį: galaktikų pasiskirstymas netampa vienalytis net didžiausiais masteliais, kuriuos galime patikrinti. Tyrėjai pasitelkė DESI spektrografo duomenis, apimančius daugybę galaktikų įvairiausiais atstumais nuo mūsų. Analizei jie panaudojo metodą, vadinamą kampiniu porų atstumų pasiskirstymu – juo matuojamos koreliacijos tarp objektų padėčių dangaus skliaute. Metodo esmė tokia, kad pasirinkus galaktikų porą suskaičiuojama tikimybė rasti vieną poros narę specifiniu atstumu ir kryptimi nuo kitos, o tada gauti skaičiai suvidurkinami visoms galaktikų poroms. Jei galaktikos pasiskirsčiusios tolygiai, porų kryptys turėtų būti vienodai išsklaidytos; jei jos telkiasi ilguose siūluose ir sienose, daugiau porų išsirikiuos tam tikromis kryptimis. Analizė atskleidė aiškų kryptinį signalą: galaktikų poros nebuvo atsitiktinai orientuotos, o išsirikiavusios į darnius siūlus ir sienas. Tai nebūtų stebėtina, jei signalas silptų didesniais masteliais, tačiau jis išliko net ir milžiniškais atstumais, siekiančiais gigaparseko eilę. Palyginimui, ΛCDM prognozuoja, kad galaktikų pasiskirstymas turėtų tapti tolygus jau 50-100 megaparsekų masteliu, o jaunesnėje Visatoje – dar mažesniu. Kitaip tariant, standartiniame modelyje tiesiog nebuvo pakankamai laiko susiformuoti tokioms didelėms struktūroms. Rezultatus dar galėtų patikrinti Euclid, Roman ir kitų teleskopų apžvalgos. Jei galutinė išvada pasitvirtins, tai rodytų, kad tamsioji medžiaga sąveikauja sudėtingiau, nei numato paprasčiausi modeliai, arba kad reikia bendresnio, kosmologiniu principu neparemto, Visatos aprašymo, leidžiančio didelio mastelio nevienalytiškumui vaidinti didesnį vaidmenį. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature.
***
Štai tokios naujienos iš praėjusios savaitės. Kaip įprastai, laukiu jūsų klausimų ir komentarų.
Laiqualasse