Baigtinis šviesos greitis leidžia mums, žvelgiant tolyn, pažiūrėti ir atgal į praeitį. Bet tai – ne vienintelis būdas. Pavyzdžiui, Mėnulio paviršių dengiančiame regolite kaupiasi įvairūs egzotiški elementai iš praeityje sprogusių supernovų; dabar mokslininkai sukūrė statistinį metodą, leidžiantį nuskaityti šiuos įrašus. Merkurijuje planetos praeitį – tiksliau, plutos formavimosi laikotarpį – išduoda plutos cheminė sudėtis, kurioje, pasirodo, mažoka silicio dioksido. Žvaigždžių srautų netolygumai, manoma, rodo tamsiosios medžiagos sankaupų poveikį, bet dabar parodyta, kad jie gali atsirasti ir be jų. Kitose naujienose – šiluminė anomalija Marse, mažųjų raudonųjų taškelių galaktikos ir, žinoma, Nancy Grace Roman teleskopo paleidimas. Gero skaitymo!
***
Paleistas Nancy Grace Roman kosminis teleskopas. Rugpjūčio 30-osios rytą iš NASA Kenedžio kosminio centro Floridoje į kosmosą pakilo SpaceX Falcon Heavy raketa, nešanti naujausią NASA teleskopą – Nancy Grace Roman kosminę observatoriją. Maždaug 4,3 milijardo dolerių vertės, autobuso dydžio teleskopas ilgiau nei tris mėnesius keliaus iki stebėjimų taško už pusantro milijono kilometrų nuo Žemės – ten, kur jau skrieja James Webb teleskopas. Roman veidrodis yra tokio pat dydžio kaip Hubble`o – apie 2,4 metro skersmens. Tačiau Roman turi esminį pranašumą: jos regėjimo laukas daugiau nei 100 kartų platesnis nei Hubble ar Webb teleskopų. Kiekvienas Roman kadras apims didesnį dangaus plotą nei pilnas Mėnulis, todėl teleskopas apžvelgs dangų maždaug tūkstantį kartų greičiau nei Hubble`as: tai, ką pastarasis skenuotų šimtmetį, Roman atliks per mėnesį. Atlikdama stebėjimų regimosios ir infraraudonosios šviesos ruožuose, ji aptiks tūkstančius supernovų, dešimtis tūkstančių egzoplanetų, milijardus galaktikų ir dešimtis milijardų žvaigždžių. Svarbiausi Roman uždaviniai susiję su dviem didžiausiomis šiandieninės astrofizikos mįslėmis. Pirmoji – tamsioji medžiaga, veikianti kaip gravitacinis karkasas, ant kurio auga galaktikos. Antroji – tamsioji energija, greitinanti Visatos plėtimąsi. Roman stebėjimai leis sudaryti didžiulį galaktikų katalogą, kuris padės išmatuoti, kaip greitai plečiasi Visata ir kaip plėtimosi greitis keitėsi per milijardus metų. Tai, savo ruožtu, leis patikrinti ar net sugriauti standartinį kosmologinį modelį. Roman taip pat turi eksperimentinį koronagrafą – instrumentą, kuris uždengia žvaigždės šviesą ir leidžia tiesiogiai fotografuoti aplink ją skriejančias blausias planetas. Tokie stebėjimai nuties kelią būsimoms observatorijoms, sieksiančioms atsakyti į klausimą, ar egzistuoja „antroji Žemė“. Roman veiks kartu su Webb, Euclid ir Vera Rubin observatorijomis ir kasdien generuos apie 1,3 terabaito duomenų, kurie bus prieinami visiems. Teleskopas pavadintas pirmosios NASA vyriausiosios astronomės Nancy Grace Roman (1925–2018) garbei. Ji dar septintajame dešimtmetyje įtikino JAV valdžią, kad virš Žemės atmosferos iškelti teleskopai matys toliau ir aiškiau, ir suvaidino lemiamą vaidmenį kuriant Hubble`o teleskopą, todėl praminta „Hablo motina“. Tai pirmasis NASA kosminis teleskopas, pavadintas moters vardu.
***
Užtemimai vyksta poromis, o kartais ir trijulėmis. Dvi savaitės po Saulės užtemimo, arba dvi prieš, būna ir Mėnulio užtemimas. Naktį iš rugpjūčio 27 į 28 įvyko Mėnulio užtemimas; Europoje jis buvo tik dalinis, o Šiaurės Amerikoje matėsi beveik visiškai pilnas. Viršutinė nuotrauka daryta rugpjūčio 12 dieną Ispanijoje, apatinė – po dviejų savaičių Prancūzijoje.
***
Mėnulio gruntas – supernovų laiko kapsulė. Kai masyvi žvaigždė baigia gyvenimą sprogdama supernova, ji paskleidžia į aplinką sunkių cheminių elementų, tarp jų ir retų radioaktyvių izotopų. Dalis šios medžiagos pasiekia ir Žemę bei Mėnulį; iš čia randamų radioaktyvių izotopų pėdsakų galima atsekti seniai vykusius santykinai netolimus sprogimus. Tačiau Žemėje toks archyvas trumpalaikis: giliavandenės nuosėdos išsaugo tarpžvaigždinės medžiagos pėdsakus tik maždaug 10 milijonų metų. Mėnulis, priešingai, galėtų būti kur kas ilgesnis archyvas, siekiantis 80–100 milijonų metų ar net daugiau. Problema ta, kad Mėnulio gruntą, arba regolitą, nuolat maišo kosminiai smūgiai. Dabar tyrėjai sukūrė matematinį modelį, leidžiantį iššifruoti šį sujauktą įrašą. Grunto, arba regolito, maišymas dar vadinamas „smūgine sodininkyste“. Tai nuolatinis procesas, kai įvairaus dydžio kūnai, nuo dulkės grūdelių iki asteroidų, verčia, maišo ir perskirsto Mėnulio regolitą. Kadangi kiekvienos paviršiaus vietos smūgių istorija savita, skiriasi ir grunto mėginių susimaišymas. Taigi norint atskirti bendrą tarpžvaigždinį signalą nuo vietinių atsitiktinumų reikia sudėtingų statistinių įrankių. Naujajame darbe pristatomas modelis smūginę sodininkystę traktuoja kaip varžybas tarp jėgų, tempiančių gruntą gilyn, ir smūgių, vėl jį iškasančių. Kartu modelyje įskaitomas radioaktyvų izotopų skilimas ir tai, kada bei kur naują žvaigždžių dulkę atnešė pavieniai supernovų pliūpsniai. Modelį tyrėjai patikrino naudodami realius duomenis. Iš giliavandenių Žemės nuosėdų žinoma, kad prieš maždaug 2,3 ir 7,3 milijono metų mus pasiekė supernovų bangos ir išbarstė retą sunkų geležies-60 izotopą. Modelis tiksliai atkūrė šio izotopo pasiskirstymą Apollo misijų pargabentuose grunto ėminiuose. Tada tyrėjai jį išplėtė ir kitiems sunkiesiems supernovų liekanoms būdingiems elementams – plutoniui-244, jodui-129, hafniui-182 ir kiuriui-247. Jie pateikė prognozes, kaip šie elementai laikui bėgant palaidojami skirtinguose gyliuose. Ypač įdomus plutonio-244 ir geležies-60 santykio profilis, galintis atskleisti, iš kur kilo plutonis – iš supernovos ar iš neutroninių žvaigždžių susiliejimo sukeltos kilonovos. Šis darbas svarbus dar ir todėl, kad NASA Artemis programos metu žmonės iš Mėnulio pargabens daug naujų, gilesnių grunto ėminių. Remdamiesi naujuoju modeliu mėginiai galėtų atskleisti neregėtą supernovų istorijos skyrių. Tyrimo rezultatai publikuojami Physical Review Letters.
***
Merkurijaus pluta rodo karštesnę praeitį. Merkurijaus ir Žemės istorijos iš esmės skiriasi. Mažiausioji, arčiausiai Saulės esanti planeta greičiausiai atvėso anksti: jau maždaug po milijardo metų nuo susiformavimo jos vulkaninė veikla nutrūko, o paviršiuje susidarė kieta, vientisa pluta. Žemės pluta, priešingai, iki šiol juda – ją nuolat maišo vulkanizmas ir plokščių tektonika. Paviršiaus cheminė sudėtis gali suteikti svarbių užuominų apie Merkurijaus vulkaninę praeitį, mat uolienos išlaiko informaciją apie medžiagą, iš kurios formavosi. Naujame tyrime mokslininkai pristato tokią analizę, paremtą silicio dioksido gausos matavimais; ji rodo, kad Merkurijaus pluta formavosi iš karštesnės mantijos, nei tikėtasi. Silicio dioksido – junginio iš vieno silicio ir dviejų deguonies atomų – Žemėje yra beveik visur: tiek kaip smėlio, tiek įvairiausiose vulkaninėse uolienose. Uolienos, turinčios skirtingą silicio dioksido kiekį, pasižymi šiek tiek skirtinga infraraudonąja spinduliuote 6-10 mikrometrų ruože. Tyrimo autoriai laboratorijoje pagamino mažyčius stiklo rutuliukus su tiksliai žinomu silicio dioksido kiekiu ir išmatavo jų spinduliuotės savybes. Tai leido sukalibruoti ryšį tarp spinduliuotės ir junginio kiekio. Šį ryšį jie pirmiausia patikrino Mėnulyje, sudarydami pirmąjį pilną jo paviršiaus silicio dioksido mėnlapį ir sutikrindami jį su parvežtais mėginiais. Gavę puikų atitikimą, pritaikė metodą Merkurijui. Ir nustatė, kad Merkurijaus paviršiuje silicio dioksido yra tik apie 37 procentus masės – net 25 procentiniais punktais mažiau, nei manyta. Tai svarbu, nes silicio dioksido kiekis paviršiuje išduoda temperatūrą planetos gelmėse. Jaunos planetos mantijoje šis junginys palaipsniui kaupiasi: pirmosios atvėsusioje mantijoje susidarančios uolienos sukaupia santykinai mažai silicio dioksido, laikui bėgant į paviršių kylanti magma tampa vis turtingesnė šiuo junginiu. Vadinasi, Merkurijaus pluta formavosi iš santykinai anksti sustingusių uolienų ir užrakino planetos gelmes karštesnes, nei tikėtasi. Tad ir šiandien Merkurijaus gelmėse gali būti šilčiau, nei manėme. Patikrinti silicio dioksido kiekį netrukus galės bendra ESA ir JAXA misija BepiColombo, kuri jau šį lapkritį pradės skrieti aplink Merkurijų, o jos MERTIS instrumentas surinks kur kas tikslesnius infraraudonuosius duomenis. Tyrimo rezultatai publikuojami Planetary Research.
***
Marso pietų gelmės šiltesnės. Šiaurinį Marso pusrutulį dengia žemos, lygios lygumos su plona pluta, o pietinį – aukštos, senovinės ir krateriuotos aukštumos, kurių pluta gerokai storesnė. Riba tarp pusių ryški ir juosia beveik visą planetą, tačiau kodėl Marsas taip aiškiai padalytas, tebėra atviras klausimas. Ši vadinamoji plutos dichotomija gali atspindėti milžinišką senovinį smūgį, bet tai – tik viena galima interpretacija. Dabar mokslininkai rado įrodymų, kad skirtumas siekia daug giliau nei paviršius: po pietinėmis aukštumomis slypi karštesnė mantijos sritis, išsilaikiusi milijardus metų. Tyrimas paremtas Marso formos pokyčių analize. Dėl ištęstos orbitos ir pakrypusios sukimosi ašies Saulės gravitacija Marsą veikia nevienodai – vienu metų laiku ji tempiama viena kryptimi, kitu – priešinga. Toks potvyninis tampymas truputį keičia planetos formą ir gravitacinį lauką. Kaip tiksliai laukas kinta, priklauso nuo planetos vidaus sandaros, todėl matuojant šiuos svyravimus galima „peršviesti“ Marso gelmes, panašiai kaip medicininė tomografija atskleidžia kūno vidų. Astronomai pasitelkė trijų NASA orbitinių zondų – Mars Global Surveyor, Mars Odyssey ir Mars Reconnaissance Orbiter – sekimo duomenis ir nustatė, kad tam tikros kintančio gravitacinio lauko komponentės nuo tolygios, sferiškai simetriškos planetos prognozių skiriasi net iki keturių kartų. Tokį nuokrypį geriausiai paaiškina modelis, pagal kurį mantijos standumas tarp šiaurės ir pietų pusrutulių pakinta daugiau nei penktadaliu. Pokyčio riba beveik tiksliai sutampa su plutos dichotomijos riba. Standumas priklauso nuo temperatūros, taigi tyrėjai apskaičiavo, kad po pietinėmis aukštumomis mantija yra maždaug 200–400 laipsnių karštesnė nei po šiaurine puse. Tokia šiluminė anomalija galėjo išsilaikyti dėl dviejų priežasčių: arba ten vyksta lokali mantijos konvekcija, arba stora pietinių aukštumų pluta veikia kaip antklodė, milijardus metų sulaikanti šilumą. Kad ir kaip būtų, atradimas rodo, kad Marso dichotomija nėra vien paviršiaus bruožas, o siekia planetos gelmes. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature.
***
Bangos suskaldė Encelado plutą. Saturno palydovą Enceladą gaubia stora ledo pluta, po kuria slypi visą kūną juosiantis skysto vandens vandenynas. Pačiame pietų ašigalyje ledą raižo keturi lygiagretūs įtrūkiai, tarsi milžiniško žvėries nagų pėdsakai, vadinami „tigro dryžiais“. Kiekvienas jų apie 500 metrų gylio, 2 kilometrų pločio ir 130 kilometrų ilgio, o pro juos į kosmosą tiesiai iš popaviršinio vandenyno veržiasi vandens garai bei kitos medžiagos. Nepaisant daugiau nei dešimtmečio tyrimų, tigro dryžių kilmė lieka mįslinga. Iki šiol dauguma tyrimų aiškino juos procesais, vykstančiais pačioje ledo plutoje – tektoniniu plyšimu ar skilinėjimu vėstant. Naujame tyrime pasiūlytas kitoks paaiškinimas: lemiamą vaidmenį galėjo suvaidinti bangos vandenyne po ledu. Įkvėpimo tyrėjai sėmėsi iš Žemės vandenyno bangų, kurios gali sklisti nuo jūros dugno iki paviršiaus, susitelkti viename taške, lūžti ir išsklaidyti energiją. Matematine analize ir skaitmeniniais modeliais jie ištyrė, kaip bangos Encelado popaviršiniame vandenyne galėtų sąveikauti su vidiniu ledo plutos paviršiumi. Modelio skaičiavimų pradžioje plutoje egzistuoja vienas pailgas įtrūkimas. Dėl netaisyklingos orbitos aplink Saturną visa Encelado ledo pluta šiek tiek svyruoja vandenyno atžvilgiu, todėl nelygus įtrūkio apačios reljefas trinasi į po juo esantį vandenyną ir sužadina bangas. Šios nukeliauja dešimtis kilometrų iki jūros dugno, atsispindi ir grįžta aukštyn, o tada lūžta atsitrenkdamos į gretimą ledo plutos dalį. Šis smūgis virsta šiluma, kuri ima tirpdyti ledą iš apačios. Tyrėjų analizė rodo, kad toks tirpimas galėtų duoti pradžią procesui, ilgainiui išraižančiam papildomus lygiagrečius įtrūkius maždaug 35 kilometrų atstumu vienas nuo kito. Kaip tik toks atstumas stebimas tarp tikrųjų Encelado dryžių. Atstumas tarp įtrūkimų priklauso nuo vandenyno savybių, tokių kaip gylis ir tankio skirtumai tarp viršutinių ir apatinių sluoksnių, taigi rezultatais galima pasinaudoti, siekiant susieti paviršiaus stebėjimų duomenis su Encelado gelmių struktūra. Galutinai patikrinti idėją padėtų papildomi modeliai ir galima ateities misija prie Encelado. Tyrimo rezultatai publikuojami AGU Advances.
***
Jaunos žvaigždės superžybsniai padėjo gyvybei? Gyvybei atsirasti planetai reikia dviejų dalykų: pakankamai šilumos, kad paviršiuje išsilaikytų skystas vanduo, ir energijos šaltinio, įgalinančio sudėtingų organinių molekulių formavimąsi. Kaip buvo jaunoje Žemėje? Prieš maždaug keturis milijardus metų Saulė švietė apie 30 procentų silpniau nei dabar, tad Žemė turėjo būti sušalusi. Tuo tarpu geologiniai duomenys rodo, kad joje telkšojo skystas vanduo. Šis prieštaravimas vadinamas „blausios jaunos Saulės paradoksu“. Dabar tyrėjai siūlo sprendimą, susietą su dideliu jaunų žvaigždžių aktyvumu. Jaunos, magnetiškai aktyvios žvaigždės – tiek panašios į Saulę, tiek mažesnės raudonosios nykštukės – dažnai išsiveržia superžybsniais. Tai milžiniški žybsniai, gerokai galingesni už šiandieninius Saulės žybsnius, kurie į erdvę paleidžia ir energingų protonų srautus. Tyrėjai iškėlė hipotezę, kad šie protonai, atsitrenkę į jaunos planetos atmosferą, galėjo vienu metu ir šildyti planetą, ir kurti gyvybės pirmtakus. Kad tai patikrintų, jie atliko laboratorinius eksperimentus: protonais apšaudė azoto ir anglies dioksido dujų mišinius, imituojančius primityvią ankstyvosios Žemės ir jaunų uolinių planetų atmosferą. Taip jie nustatė, kad proceso metu susidaro gausiai azoto suboksido – galingų šiltnamio dujų – ir aminorūgščių pirmtakų, tarp jų glicino. Perskaičiavus ankstyvosios Žemės sąlygoms, tai atitiktų maždaug 20 milijonų tonų per metus glicino gamybos spartą. Įtraukę šiuos rezultatus į fotocheminį trimatį klimato modelį, tyrėjai parodė, kad dažni superžybsniai galėjo pagaminti pakankamai azoto suboksido, kad sušildytų ankstyvąją Žemę ir taip išspręstų blausios jaunos Saulės paradoksą. Dar daugiau – tokie žybsniai galėtų palaikyti pakankamai aukštą temperatūrą net uolinėse planetose, skriejančiose už įprastos gyvybinės zonos išorinės ribos, ir tuo pačiu metu leisti ten formuotis prebiotinėms molekulėms. Kitaip tariant, tai, kas iš pirmo žvilgsnio atrodo pavojinga – energingi žvaigždės išsiveržimai, – jaunoms planetoms galėjo būti kaip tik naudinga, sudarant sąlygas gyvybei. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astrophysical Journal Letters.
***
Kaip garuoja protoplanetiniai diskai. Planetos gimsta protoplanetiniuose diskuose – dujų ir dulkių sūkuriuose aplink jaunas žvaigždes. Šie diskai gyvuoja palyginus neilgai: per kelis milijonus metų jie palaipsniui netenka dujų ir išsisklaido. Sklaidymosi procesas iš esmės lemia, kokios planetos spės susiformuoti ir kokiose orbitose. Vienas svarbiausių dujų šalinimo būdų yra nuo disko paviršiaus pučiantys vėjai. Jie gali būti skirtingos prigimties: vienus paleidžia magnetiniai laukai, kitus – pačios žvaigždės spinduliuotė, kuri kaitina ir garina disko paviršių. Kaip šie procesai kinta diskui senstant, iki šiol buvo beveik nežinoma. Naujame tyrime pateikiama net 72 diskų stebėjimų James Webb teleskopu analizė, rodanti, kaip jų vėjai keičiasi laikui bėgant. Tyrėjai analizavo archyvinius duomenis ir sutelkė dėmesį į dvi spinduliuotės rūšis: molekulinio vandenilio liniją, žyminčią vėsesnes molekulines dujas, ir neono liniją, žyminčią karštesnes, jonizuotas dujas. Iš 72 diskų net 66-iuose aptikta išplitusi spinduliuotė, atskleidžianti įvairias vėjų ir čiurkšlių formas. Tyrėjai sukūrė būdą atskirti kūgio formos molekulinius vėjus nuo greitų, statmenai diskui šaunančių neono čiurkšlių, ir aptiko juos atitinkamai 46-iuose ir 40-yje diskų. Paaiškėjo, kad visi diskai su neono čiurkšlėmis pučia ir vėją – tai rodo tiesioginį ryšį tarp šių dviejų reiškinių. Svarbiausia išvada – vėjų pobūdis kinta priklausomai nuo to, kaip sparčiai žvaigždė ryja disko medžiagą. Jauni diskai žvaigždę maitina sparčiai, o tada vyrauja tiek atominės čiurkšlės, tiek atominiai ir molekuliniai vėjai, kurių savybės atitinka magnetinio lauko leidžiamų vėjų prognozę. Diskui senstant ir maitinimui silpstant, čiurkšlės nusilpsta, o vėjai tampa daugiausia atominiai. Be to, karštesni vėjai išnyksta anksčiau nei vėsesni. Šie duomenys suformuoja nuoseklų vaizdą, kaip protoplanetiniai diskai palaipsniui išsivėdina. Kartu jie parodo, kaip senka laikas planetoms susiformuoti. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astronomical Journal.
***
Žvaigždžių srautai lengvai išsilanksto. Kai kamuolinis žvaigždžių spiečius arba nedidelė palydovinė galaktika skrieja aplink Paukščių Taką, Galaktikos potvyninės jėgos juos palaipsniui ardo. Žvaigždės nuo ardomo telkinio pakraščių ištempiamos į ilgą, siaurą žvaigždžių srautą. Šie srautai milijardus metų sukasi aplink Galaktiką. Manoma, kad jie veikia kaip puikūs tamsiosios medžiagos zondai: kai pro srautą praskrieja nematomas tamsiosios medžiagos gumulas, arba subhalas, jo gravitacija sujaukia srautą ir palieka jame tarpą, išsišakojimą ar išlinkį. Stebimi Paukščių Tako srautai iš tiesų kupini tokių bruožų, o tuo remdamiesi mokslininkai daro išvadą, kad Galaktikos hale pilna įvairios masės nematomų sankaupų. Tačiau naujame tyrime mokslininkai kelia klausimą: kiek šios įvairovės iš tiesų sukelia tamsioji medžiaga, o kiek – tiesiog pati Galaktika? Kad tai išsiaiškintų, tyrėjai sumodeliavo apie 15 000 žvaigždžių srautų keturiose Paukščių Tako dydžio galaktikose, kurios pačios buvo sumodeliuotos dideliame FIRE-2 projekte. Svarbiausia, kad modeliuose jie sąmoningai neįtraukė jokių smulkių trikdžių – nei tamsiosios medžiagos gumulų, nei milžiniškų molekulinių debesų. Taigi srautus veikė tik pati Galaktika: jos besikeičiantis diskas, halas ir didelio mastelio struktūra. Kiek netikėtai, skaičiavimai parodė, kad maždaug trys ketvirtadaliai srautų vien dėl Galaktikos gravitacijos įgavo sudėtingus bruožus – išlinkimus, persiskyrimus ir kokoną primenančius apvalkalus. Net lygiausi srautai pasižymėjo 10–25 procentų pločio svyravimais, taip pat tarpais ir sutankėjimais, kurių apimtis siekė apie du laipsnius – kaip tik tokius dydžius prognozuoja tamsiosios medžiagos gumulų modeliai. Iš 15 000 srautų vos apie 70 buvo visiškai lygūs. Svarbiausias srauto formą lemiantis veiksnys pasirodė esąs artimiausio orbitos taško nuotolis nuo Galaktikos centro: toliau nei maždaug 20 kiloparsekų atstumu apskritomis orbitomis skriejantys srautai buvo lygiausi. Modeliuose aptikta netgi konkrečių stebimų bruožų, pavyzdžiui GD-1 srauto atšakos analogas. Tai nereiškia, kad tamsiosios medžiagos gumulai neegzistuoja ar nepalieka pėdsakų; tačiau toli gražu ne kiekvienas raibulys yra jų įrodymas. Būsimoms apžvalgoms, tokioms kaip Veros Rubin, Euclid ir Nancy Grace Roman observatorijos, rengiantis tirti šimtus srautų, toks kontrolinis modelis be smulkių trikdytojų tampa būtinu atskaitos tašku, norint patikimai įvertinti tikrąjį tamsiosios medžiagos poveikį. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astrophysical Journal.
***
Galimas tamsiosios medžiagos signalas. Tamsioji medžiaga sudaro apie 85 procentus visos Visatos masės, tačiau jos prigimtis lieka viena didžiausių fizikos mįslių. Ji sąveikauja beveik vien gravitaciškai ir yra nematoma, taigi tiesiogiai užfiksuoti jos daleles beveik neįmanoma. Tuo tarpu teorinių modelių netrūksta. Populiariausi iš jų teigia, kad tamsiąją medžiagą sudaro vadinamosios silpnai sąveikaujančios masyvios dalelės (WIMP). Tokioms dalelėms susidūrus ir anihiliavus turėtų susidaryti gama spinduliai. Jie greičiausią turėtų labai specifinę energiją, taigi gama spindulių spektre būtų matoma ryški linija. Toks signalas būtų beveik neginčijamas tamsiosios medžiagos įrodymas, nes joks žinomas astrofizikinis procesas negali sukurti tokios siauros ir energingos linijos. Naujame tyrime pristatomi galimi tokios linijos pėdsakai ties maždaug 43 gigaelektronvoltų energija. Mokslininkai analizavo 15,5 metų NASA Fermi kosminio gama spindulių teleskopo duomenis, surinktus stebint 13 masyvių palyginus artimų galaktikų spiečių. Galaktikų spiečiai yra didžiausi gravitaciškai surišti Visatos objektai ir kartu vietos, kur tamsiosios medžiagos telkiasi daugiausia, todėl jie laikomi perspektyviais taikiniais tokiai paieškai. Stipriausią signalą davė trys masyviausi spiečiai – Mergelės, Krosnies ir Gyvatnešio, – kuriuose tikimasi didžiausio anihiliacijos signalo. Sudėjus jų duomenis, 43 gigaelektronvoltų gama linija pasirodė labai statistiškai reikšminga. Įtraukus dar 10 spiečių, signalas išliko, nors ir susilpnėjo, greičiausiai dėl prastesnės kokybės šių spiečių duomenų. Vis dėlto tyrėjai atsargūs ir neteigia, kad tai yra vienareikšmis rezultatas. Įdomu ir tai, kad tokios linijos nematyti Galaktikos centre, kur tamsiosios medžiagos taip pat turėtų būti daug. Tai apsunkina paprasčiausią linijos paaiškinimą WIMP anihiliacija, bet kartu leidžia atmesti instrumento klaidą. Taigi, jei signalas tikras, jam paaiškinti gali prireikti sudėtingesnio tamsiosios medžiagos modelio arba neįprasto astrofizikinio scenarijaus. Galutinį atsakymą turėtų pateikti būsimas gama teleskopas VLAST, gebėsiantis šį signalą patikimai patvirtinti arba paneigti jau per pirmuosius dvejus veiklos metus. Tyrimo rezultatai publikuojami Physical Review Letters.
***
Mažų raudonų taškelių galaktikos. Mažieji raudonieji taškeliai (angl. Little Red Dots, LRD) yra kompaktiški raudoni objektai, James Webb teleskopu aptikti ankstyvojoje Visatoje. Jau kelerius metus astronomai diskutuoja, kokia jų prigimtis; nors aptikta jau keli šimtai LRD, tebelieka neaišku, kas jie tokie ir koks procesas generuoja jų spinduliuotę. Manoma, kad centre taškeliai slepia sparčiai augančias supermasyvias juodąsias skyles, tačiau ar aplink jas yra galaktika bei kokio ji dydžio, buvo sunku nustatyti. Ankstesni ultravioletinių spindulių stebėjimai aptiko požymių, kad aplink kai kuriuos taškelius yra medžiagos, tačiau regimųjų spindulių ruože, kurie geriau parodo žvaigždžių masę, tokių įrodymų kol kas nebuvo. Dabar astronomai rado būdą šią blausią šviesą užčiuopti. Kadangi pavieniuose vaizduose galaktikos šviesa per silpna, kad ją būtų galima atskirti nuo ryškaus centrinio taškelio, tyrėjai sudėjo 217-os LRD vaizdus vieną ant kito. Toks sumavimas sustiprina silpną signalą ir atskleidžia tai, kas prarandama stebint pavienius objektus. Šitaip jie aptiko blausią regimąją spinduliuotę, besitęsiančią už centrinio taškelio ribų – šviesą, kuri greičiausiai sklinda iš žvaigždes formuojančios galaktikos. Pats taškelis, kaip ir tikėtasi, yra supermasyvi juodoji skylė galaktikos centre. Spinduliuotės intensyvumas leidžia spręsti, kad šios galaktikos turi maždaug milijardą Saulės masių žvaigždžių. Jų vidutinis spindulys – vos apie 210 parsekų, maždaug pustrečio karto mažiau nei panašios masės žvaigždes formuojančių galaktikų tuo pačiu Visatos laikotarpiu. Kitaip tariant, LRD gyvena išskirtinai kompaktiškose galaktikose. Šis pastebėjimas turėtų padėti paaiškinti jų kilmę, nes išskirtinai mažas galaktikos dydis reiškia ir ypatingas jos formavimosi sąlygas bei dujų judėjimo savybes. Tyrėjai pabrėžia, kad rezultatai atspindi vidutines viso rinkinio savybes, o pavienių LRD aplinkos užfiksuoti kol kas neįmanoma. Norint galutinai patvirtinti šių galaktikų prigimtį ir atstumus, ateityje reikės spektroskopinių stebėjimų. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Astronomy.
***
Visata baigsis šilumine mirtimi, kai dėl nenumaldomo plėtimosi išeks visa panaudojama energija. Bet ar tikrai? Dr. Becky pasakoja apie naujus atradimus, kurie verčia abejoti šia išvada:
***
Štai tokios naujienos iš praėjusios savaitės. Kaip įprastai, laukiu jūsų klausimų ir komentarų.
Laiqualasse