Dažnai, galvodami apie astronomiją, įsivaizduojame, kad šio mokslo nagrinėjami reiškiniai vyksta taip ilgai, kad žmonėms pamatyti pokyčių tiesiog neįmanoma. Dažnai taip ir yra – realiu laiku niekada nestebėsime nei žvaigždės evoliucijos, nei galaktikų susiliejimo, nei daugumos kitų astrofizikinių procesų. Ir visgi kartais būna išimčių. Mažo Saulės sistemos kūno Chariklės žiedai keičiasi per keletą metų. Pulsaras, ilgą laiką žybsėjęs ramiai, staiga per valandą paleidžia daugiau nei šimtą milžiniškų žybsnių. O Visata, galbūt, po kelių dešimtmečių išlakstys į gabalus. Na gerai, šis paskutinis scenarijus labai mažai tikėtinas, bet paspekuliuoti įdomu. Kitose naujienose – juodųjų skylių ir žvaigždžių dvinariškumo analizės, gyvybei reikalingų junginių stabilumas Veneros debesyse ir netikėtai daug pernelyg masyvių juodųjų skylių galaktikų centruose. Gero skaitymo!

***

Pašvaistės galėjo padėti užsimegzti gyvybei. Gyvybės atsiradimui reikėjo energijos, kuri galėtų maitinti prebiotines chemines reakcijas ankstyvojoje Žemėje. Šiuos klausimus nagrinėjantys mokslininkai apsvarstė daugybę energijos šaltinių – ultravioletinę spinduliuotę, žaibus, smūgius, hidroterminę veiklą ir energingas daleles. Tačiau dažniausiai keliamas klausimas, kiek energijos galėjo būti suteikta Žemei. Kartais aiškiai, kartais nutylint daroma prielaida, kad energija pasiskirsto per visą planetą. Naujame tyrime šios prielaidos atsisakoma ir nagrinėja, kur ši energija galėjo kauptis lokaliai. Taip randamas netikėtas galimas atsakymas – pašvaisčių juostos. Pašvaistės susidaro, kai iš Saulės atlėkusios įkrautos dalelės, nukreiptos Žemės magnetinio lauko, patenka į atmosferą ir susiduria su jos molekulėmis. Tai vyksta aukštose platumose, netoli ašigalių, vadinamuosiuose pašvaisčių ovaluose, arba juostose. Paleomagnetiniai duomenys rodo, kad Žemė jau prieš daugiau nei 3,4 milijardo metų turėjo veikiantį magnetinį lauką, o jauna Saulė buvo kur kas aktyvesnė nei dabar. Taigi senovinės pašvaistės, nors ir kitokios nei šiandieninės, greičiausiai egzistavo ir galėjo būti stipresnės bei dažnesnės. Jau anksčiau atlikti eksperimentai parodė, kad energingos Saulės vėjo dalelės gali sukurti aminorūgštis, karboksirūgštis ir kitus organinius gyvybės pirmtakus. Naujajame tyrime pridedamas dar vienas elementas – erdvinis organizavimas. Žemės magnetinis laukas galėjo pakartotinai sutelkti dalelių srautus ir jų sukeltų reakcijų produktus geografiškai apribotose pašvaisčių juostose. Tai palaikydavo lokalų nuokrypį nuo cheminės pusiausvyros. Tyrimo autorius tokią sistemą vadina „natūraliu jonų pluošto reaktoriumi“ – tai planetinio mastelio reakcijų sistema, kurioje magnetiniu lauku nukreiptos dalelės energizuoja lokalias cheminių reakcijų zonas atmosferoje. Tai nereiškia, kad pačioje pašvaistėje galėjo susidaryti pilnavertės biomolekulės ar juo labiau gyvybė. Veikiau pašvaistėse vykstančios reakcijos galėjo būti reaktyvių medžiagų šaltinis, o atmosferos cirkuliacija ir krituliai nunešdavo šias medžiagas žemyn į poliarines sritis, kur šaltis ir sezoniškai užsiklojantis ledas galėjo juos koncentruoti ir taip skatinti tolesnes reakcijas. Svarbiausia šios hipotezės detalė – ne bendras pagaminamos medžiagos kiekis, o pakartotinis, lokalizuotas energijos ir reakcijų produktų sutelkimas tose pačiose vietose. Hipotezė yra patikrinama: eksperimentai gali palyginti dalelių ir ultravioletinės šviesos sukurtus produktus, o modeliai – prognozuoti, kur senovėje nusėsdavo dalelių energija. Jei hipotezė pasitvirtins, ji suteiks naują kelią gyvybės paieškoms, nes analogiški procesai galėjo vykti ne tik Žemės, bet ir kitose planetose su magnetiniu lauku. Tyrimo rezultatai publikuojami BioSystems.

***

Peptidų struktūra Veneros debesyse. Ieškodami gyvybės ženklų, mokslininkai daugiausia dėmesio skiria planetoms, kurių paviršiuje galėtų būti skysto vandens. Priežastis tam aiški: žemiškai gyvybei vanduo būtinas, tad manoma, kad ir bendrai sudėtingoms biomolekulėms reikia vandeninės aplinkos. Tačiau vis daugiau eksperimentų rodo, kad gyvybės sudedamosios dalys galėtų egzistuoti ir visai kitokioje aplinkoje – pavyzdžiui itin rūgščiuose debesyse, gaubiančiuose Venerą. Šie debesys sudaryti daugiausiai iš sieros rūgšties, kuri ilgai laikyta per rūgščia, kad joje išliktų sudėtingos biologinės molekulės. Dabar mokslininkai parodė, kad peptidai – trumpi aminorūgščių junginiai – ne tik išlieka stabilūs tokiomis ekstremaliai rūgščiomis sąlygomis, bet ir susilanksto į apibrėžtas formas, galinčias turėti biologinę funkciją. Nors Veneros paviršius per karštas gyvybei, jos debesų sluoksnis, plytintis maždaug 48–64 kilometrų aukštyje, pasižymi švelnesnėmis temperatūromis, panašiomis į Žemės. Į Veneros atmosferą reguliariai įkrenta meteoritų, kuriuose yra peptidus galinčių formuoti komponentų, todėl natūraliai kyla klausimas, ar tokios molekulės galėtų išgyventi ėsdinančioje debesų aplinkoje. Naujojo tyrimo autoriai panaudojo branduolinio magnetinio rezonanso spektroskopiją ir ištyrė peptidų struktūrą beveik grynoje, 98% koncentracijos, sieros rūgštyje. Netikėtai paaiškėjo, kad peptidai išliko stabilūs ne vieną mėnesį. Priežastis – vandens trūkumas: koncentruotoje rūgštyje vandens molekulių beveik nėra, todėl negali vykti hidrolizė – reakcija, kuri rūgštyje paprastai suardo peptidinius ryšius. Be to, peptidai ne tik išgyveno, bet ir įgijo apibrėžtą trimatę formą. Vienas tyrime nagrinėtas peptidas vandenyje sudaro plokščias struktūras, tačiau koncentruotoje sieros rūgštyje susilanksto į kilpą, primenančią graikišką raidę omega. Tokios omega kilpos kartais aptinkamos natūraliuose baltymuose, kur jungia kitas struktūras. Kiti du tirti peptidai taip pat sudarė omega kilpas, o tyrėjai mano, kad sieros rūgšties molekulės veikia kaip karkasas, įsiterpiantis į kilpos vidų ir išlaikantis jos formą. Tai svarbu, nes gyvybei reikia specifinės formos molekulių, galinčių atlikti konkrečias funkcijas. Atradimas praplečia planetinių aplinkų, galinčių palaikyti sudėtingus cheminių reakcijų ir junginių tinklus, ratą ir suteikia pagrindą ieškant gyvybės neatmesti į Venerą panašių pasaulių. Tyrimo rezultatai publikuojami PNAS.

***

Gyvybinga aplinka Marso druskos kristaluose? Gyvybės Marse ieškoma jau seniai, tačiau kol kas be rezultatų. Esminė kliūtis yra savotiškas užburtas ratas: mums pažįstamai gyvybei reikia skysto vandens ir pakenčiamos temperatūros, tačiau nors abu šie dalykai Marse pasitaiko, tai beveik niekada nenutinka vienu metu. Naktį atmosfera atvėsta, drėgmė pakyla, o paviršiaus druskos sugeria vandens garus. Atrodytų, to galėtų pakakti skystam vandeniui formuotis, tačiau tuo pat metu temperatūra nukrenta iki maždaug −80 °C, per šalta bet kokiam organizmui. Dieną, priešingai, aplinka sušyla iki maždaug 0 °C ar net daugiau, bet Saulė išgarina visą drėgmę. Dabar mokslininkai aprašė būdą, kaip Marse galėtų būti pasiektos abi sąlygos vienu metu; kritinis modelio komponentas yra druskos kristalai. Idėja remiasi milžiniškais Marso paros temperatūros svyravimais, kartais siekiančiais net 150 laipsnių. Medžiagos šaldamos traukiasi, o šildamos plečiasi. Kartodamiesi šie procesai sukelia įtampą kristaluose. Tyrėjų modeliai rodo, kad valgomosios druskos kristalai atvėsę gali susitraukti iki 1,6 procento, o to pakaktų, kad juose atsivertų mikroskopiniai plyšeliai; panašiai gali nutikti ir įvairiems kitiems druskų kristalams. Šalčiausiu paros metu, kai drėgmė didžiausia, vandenį sugeriančios druskos ištraukia iš oro drėgmę ir plyšeliuose susidaro mikroskopinis sūrymas. Rytą Saulė įkaitina kristalą, jis vėl išsiplečia iki pradinio dydžio ir užspaudžia naktį atsivėrusius plyšelius. Todėl, nors išorinis paviršius išdžiūsta, vanduo gali likti užrakintas viduje. Dieną jis suskystėja, bet išgaruoti į sausą atmosferą negali. Vadinasi, bent kelias valandas per parą šie mikroskopiniai plyšeliai galėtų būti pilni skysto vandens, kurio temperatūra tinkama gyvybei. Uždaras plyšelis suteikia ir kitų privalumų: vos keli milimetrai medžiagos apsaugotų nuo mirtinos ultravioletinės spinduliuotės, bet praleistų pakankamai regimosios šviesos, kad viduje esantys mikrobai teoriškai galėtų fotosintetinti. Panašiai elgiasi ir bakterijos Žemėje: Atakamos dykumoje Čilėje cianobakterijos gyvena druskos uolienų porose, misdamos druskų iš oro ištraukiamu vandeniu. Žinoma, Marso sąlygos atšiauresnės: ten gausu perchloratų, mirtinų daugumai Žemės gyvybės formų, be to, nuo aukštos energijos kosminių spindulių keli milimetrai mineralo neapsaugo. Tad nors tokia aplinka teoriškai įmanoma, gyvybė joje mažai tikėtina. Vis dėlto patikrinti būtų įdomu ir vertinga. Tyrimo rezultatai publikuojami Icarus.

***

Chariklės žiedai netikėtai keičiasi. Dar prieš kiek daugiau nei dešimtmetį manyta, kad žiedus turi tik didžiosios Saulės sistemos planetos – Jupiteris, Saturnas, Uranas ir Neptūnas. Tačiau 2013 metais prie šios grupės netikėtai prisijungė mažytis kūnas: Chariklė, vos apie 250 kilometrų skersmens kentauras, skriejantis tarp Saturno ir Urano. Aplink jį aptikti du tankūs žiedai. Jie buvo laikomi stabiliomis struktūromis, tačiau nauji stebėjimai parodė, kad Chariklės žiedų sistema pastebimai keičiasi vos per kelerius metus. Šie žiedai tokie siauri, o Chariklė tokia tolima, kad jų neįmanoma nufotografuoti tiesiogiai net ir galinguoju James Webb teleskopu. Todėl tyrėjai žiedų stebėjimui pasitelkia okultacijas: kai Chariklė su savo žiedais praslenka prieš tolimą žvaigždę, kiekvienas žiedas trumpam šiek tiek pritemdo jos šviesą, ir iš šių ryškumo įdubų galima nustatyti žiedų struktūrą. 2022 metų spalio 18-ąją okultacija stebėta Webb’u – tai buvo pirmas kartas, kai žvaigždės uždengimas buvo specialiai suplanuotas ir sėkmingai nufilmuotas šiuo teleskopu. Tam prireikė itin tiksliai žinoti Chariklo orbitą, žvaigždės padėtį ir paties teleskopo trajektoriją. Uždengimo metu Chariklė teleskopo atžvilgiu judėjo vos 2,5 km/s greičiu – toks lėtas judėjimas suteikė galimybę kaip niekad detaliai užfiksuoti žiedų struktūrą. Palyginę šiuos stebėjimus su ankstesniais, surinktais per pastarąjį dešimtmetį, tyrėjai aptiko abiejų žiedų pokyčius. Įdomu, kad jie buvo priešingi: vidinis žiedas tapo pastebimai tankesnis ir mažiau permatomas, o išorinio signalas kaip tik gerokai susilpnėjo. Vidinis žiedas sutankėti galėjo dėl medžiagos papildymo arba persitvarkymo orbitose, o išorinis greičiausiai netenka medžiagos, taigi gali būti laikinas. Tiesa, dalį skirtumo galėjo lemti ir tai, kad naudoti kitokie filtrai, nei ankstesniems stebėjimams, taigi žiedų permatomumas gali tiesiog priklausyti nuo bangos ilgio. Kad ir kuris paaiškinimas būtų teisingas, galima drąsiai teigti, jog mažųjų Saulės sistemos kūnų žiedai yra dinamiški. Tai verčia iš naujo apmąstyti, kaip jie formuojasi bei kas palaiko jų stabilumą. Tyrimo rezultatai publikuojami Science Advances.

***

Vieni žmonės šioje nuotraukoje mato žirafą, kiti – voverę. Iš tikro tai yra tamsusis ūkas – tankių dujų telkinys, užstojantis toliau esančių žvaigždžių šviesą. Jis matomas Kasiopėjos žvaigždyne.

***

Retas galingai žybsintis pulsaras. Milisekundiniais pulsarais vadinamos neutroninės žvaigždės, apsisukančios aplink savo ašį greičiau nei per maždaug 30 milisekundžių. Kai kurios neutroninės žvaigždės turi kompaniones, iš kurių gali ryti dujas. Tokiomis sąlygomis gali susidaryti ypatingai reti objektai – pereinamieji milisekundiniai pulsarai. Jie svyruoja tarp dviejų būsenų: kartais maitinasi iš kompanionės medžiagos ir spinduliuoja rentgeno ruože, kartais veikia kaip įprasti pulsarai, švytintys beveik vien radijo bangomis. Iki šiol tokių persijungimų aptikta vos trijuose pulsaruose. Dabar astronomai ištyrė vieną jų – PSR J1227−4853 – ir aptiko niekada anksčiau tokio tipo pulsare nematytą elgesį: šimtus itin trumpų, tačiau galingų „milžiniškų impulsų“. Pulsaras apsisuka kartą per 1,69 milisekundės. Įdomiu taikiniu jį padarė neįprastai stiprus magnetinis laukas ir didelis šviesis, siejamas su sukimosi lėtėjimu. Šios savybės siejamos su retu reiškiniu – milžiniškais impulsais: itin trumpais, nepaprastai ryškiais radijo blyksniais, kurie gali būti iki 10 000 kartų ryškesni nei įprastas pulsaro signalas. Iki šiol tokie impulsai aptikti vos 19 pulsarų, ir nė vienas iš jų nebuvo pereinamasis milisekundinis. Išnagrinėję 174 valandas radioteleskopinių stebėjimų tyrėjai, atsijoję radijo trukdžius, patvirtino 235 tikrus milžiniškus impulsus. Kai kurie jų truko vos daugiau nei milijoninę sekundės dalį. Jų pasiskirstymas laike neatsitiktinis: impulsai kyla iš dviejų karštų taškų pulsaro sukimosi cikle; galima teigti, kad spinduliuotė kyla iš labai lokalizuotos magnetinės aplinkos srities. 2020 metų gruodžio 6-ąją impulsų dažnis trumpam dramatiškai šoktelėjo – per vieną valandą aptikti net 114 milžiniškų impulsų. Vieno iš dviejų karštų taškų impulsai buvo itin siauro spektro ir ryškesni nei kito, o tai gali reikšti skirtingus spinduliavimo mechanizmus. Dar įdomiau, kad šis padidėjusio aktyvumo protrūkis statistiškai primena pasikartojančių greitųjų radijo žybsnių (FRB) protrūkius – vieną didžiausių šiuolaikinės astronomijos mįslių. Tyrėjai mano, kad tokios paralelės tarp pulsarų milžiniškų impulsų ir pasikartojančių FRB galėtų padėti iššifruoti pastarųjų prigimtį. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astrophysical Journal.

***

Juodųjų skylių išlikimas dvinarėse sistemose. Didžioji dalis Paukščių Take aptiktų juodųjų skylių yra “aktyviose” dvinarėse sistemose. Tai reiškia, kad jos ryja kompanionės medžiagą, kuri įkaitusi spinduliuoja ryškius rentgeno spindulius, o išmetamos čiurkšlės matomos regimojoje ir radijo šviesoje. Tačiau dauguma žvaigždinės masės juodųjų skylių yra neaktyvios – jos arba klajoja po Galaktiką vienos, arba skrieja poroje su kompanione, tačiau nesimaitina jos medžiaga. Tokių tiesiogiai pamatyti neįmanoma, galima aptikti tik iš poveikio gretimiems kūnams. Šiuo metu jų žinome vos tris, ir visas jas atskleidė Gaia kosminis teleskopas. Naujame tyrime mokslininkai pasiūlė modelį, kaip tokios sistemos gali susiformuoti. Gaia atradimai paremti labai tiksliu žvaigždžių judėjimo dangaus skliaute matavimu. Dažniausiai maži periodiški padėties svyravimai rodo egzistuojant planetą, tačiau trim atvejais svyravimus sukelti galėjo tik žvaigždinės masės objektai. Jei tai tikrai būtų žvaigždės, Gaia juos pamatytų, o kadangi nemato, galima teigti, jog tai juodosios skylės. Visais atvejais juodųjų skylių matomosios kompanionės yra mažos žvaigždės. Tai reiškia, kad kadaise sistemos buvo labai asimetriškos: masyvi žvaigždė, sprogsianti supernova, su maža palydove. Vienos sistemos, Gaia BH3, orbita plati, kaip ir tikimasi, tačiau kitų dviejų – BH1 ir BH2 – nuotoliai palyginus maži, o tai kelia problemą. Prieš mirdama didelė žvaigždė išsipučia šimtus kartų ir turėtų praryti artimą kompanionę gerokai prieš virsdama juodąja skyle. Kaip tuomet BH1 ir BH2 kompanionės išgyveno? Naujojo tyrimo autoriai siūlo paaiškinimą, paremtą Rošė kevalo perpildymu. Rošė kevalu vadinamas erdvės regionas aplink dangaus kūną, kuriame dominuoja jo paties gravitacija; už kevalo ribų stipresnę įtaką turi kompanionė arba aktuali abiejų kūnų gravitacija bendrai. Kai besiplečiančios žvaigždės išoriniai sluoksniai peržengia šią ribą, potvyninės jėgos leidžia medžiagai tekėti į kompanionę. Jei už ribos išsiplėtusios medžiagos tankis pakankamai žemas, mažesnioji žvaigždė gali ją pagauti ir įgyti papildomo orbitinio greičio. Tada abu kūnai neartėja, o kaip tik orbita lieka stabili arba netgi plečiasi. Taigi kompanionė išgyvena, kol didžioji žvaigždė kolapsuoja į juodąją skylę. Detalūs skaitmeniniai modeliai parodė, kad tokia medžiagos pernaša, kai didžioji dalis masės apskritai pašalinama iš sistemos, stebėtinai gerai atkuria abiejų sistemų orbitas. Turint vos tris tokias sistemas, patvirtinti šio modelio dar negalima, tačiau tyrimas rodo, kad asimetrinių dvinarių virsmas juodųjų skylių sistemomis yra sudėtingesnis, nei manyta. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astrophysical Journal.

***

Galaktikos centro žvaigždžių vienišumas. Pačiame Paukščių Tako centre, vos 0,04 parseko atstumu nuo supermasyvios juodosios skylės Šaulio A*, telkiasi vadinamasis S žvaigždžių spiečius. Šios žvaigždės yra daugiausiai masyvios, kelis kartus masyvesnės už Saulę, ir stebėtinai jaunos – vidutiniškai vos kelių milijonų metų amžiaus. Jų kilmė vis dar paslaptinga, nes taip arti juodosios skylės įprasta žvaigždėdara neįmanoma: milžiniška gravitacija ir potvyninės jėgos turėtų suardyti dujų debesį gerokai prieš jam kolapsuojant į žvaigždes. Šis galvosūkis vadinamas „jaunystės paradoksu“. Per dešimtmečius mokslininkai pasiūlė du pagrindinius sprendimus. Pirmasis – žvaigždės susiformavo vietoje, pavyzdžiui, Šaulio A* išsiveržimui suspaudus dujas į kevalą, kuris vėliau fragmentavosi. Antrasis – jos susidarė toliau ir vėliau atmigravo. Naujame darbe pateikiami netikėti įrodymai, palaikantys vietinio formavimosi modelį – žvaigždžių dvinariškumo, o tiksliau – vienišumo analizė. Masyvios žvaigždės kitose Galaktikos vietose maždaug 70 procentų atvejų turi kompanionę, tačiau prie Šaulio A* dvinarių pastebimai mažiau. Būtent šį neatitikimą tyrėjai ir nusprendė ištirti. Pirmiausia jie patikslino dvinarių skaičių S spiečiuje ir nustatė, kad jų yra apie 43 procentus. Tada, norėdami patikrinti, ar šis skaičius dera su vietinės kilmės hipoteze, jie suskaičiavo daugybę skaitmeninių modelių. Juose jie sekė 100 000 dvinarių sistemų likimą per milijoną metų, joms judant realiomis S spiečiaus orbitomis. Pradėję nuo įprastos masyvioms žvaigždėms būdingos 69 procentų dvinarių dalies, jie leido veikti gravitacijai ir juodosios skylės potvyninėms jėgoms. Kiekvienai dvinarei galimi trys likimai: išlikti sveikai, susilieti į vieną žvaigždę arba būti suardytai. Rezultatai: 62 procentai dvinarių išliko, 18 susiliejo ir 20 buvo suardytos. Galutinė prognozuojama dvinarių dalis siekė apie 38 procentus, o tai neapibrėžčių ribose gerai dera su stebimu skaičiumi. Be to, tyrėjai sumodeliavo, kaip dvinarių dalis turėtų kisti priklausomai nuo atstumo iki juodosios skylės, ir taip pat gavo stebėjimus atitinkančią tendenciją. Tai reiškia, kad S spiečiaus žvaigždės greičiausiai susiformavo būtent Galaktikos centre, o ne atmigravo iš toliau, o dvinarių trūkumą Šaulio A* apylinkėse lemia vis stipresnės potvyninės jėgos, ardančios ir naikinančios žvaigždžių palydoves. Kitaip tariant, juodosios skylės įtaka jaunų žvaigždžių įprastą kilmę padaro egzotiškesnę, nei ji yra iš tikrųjų. Tyrimo rezultatai publikuojami Astronomy & Astrophysics.

***

Galaktika be žvaigždžių? Standartinis kosmologinis modelis prognozuoja, kad Visatoje turėtų būti daugybė santykinai mažos masės tamsiosios medžiagos gumulų, kuriuose yra dujų, bet niekada nesusiformavo žvaigždės. Žvaigždžių formavimuisi juose trukdo Visatą užpildantis ultravioletinės spinduliuotės fonas, kuris neleidžia dujoms atvėsti ir susitraukti iki pakankamo tankio, kad taptų žvaigždėmis. Tokie telkiniai vadinami „tamsiosiomis“ arba „bežvaigždėmis“ galaktikomis. Vienareikšmis bent vienos jų aptikimas būtų svarbus viso modelio patvirtinimas. Vienas perspektyviausių kandidatų – Cloud-9, dujų debesis netoli spiralinės galaktikos M94, esantis už 4,5 megaparseko nuo mūsų. Jame yra apie milijoną Saulės masių vandenilio dujų, tačiau ankstesnėse apžvalgose neaptikta jokių akivaizdžių žvaigždžių. Visgi ligšioliniais stebėjimais jų egzistavimo atmesti nepavyko. Naujame tyrime pristatomas giliausias iki šiol Cloud-9 stebėjimas, kuriuo vis tiek neatrasta jokios žvaigždžių šviesos. Astronomai panaudojo greitaeigę kamerą HiPERCAM, įrengtą Kanarų salose ant vieno didžiausių pasaulyje optinių teleskopų, ir stebėjo Cloud-9 vienu metu penkiais filtrais dvi 2026 metų birželio naktis. Jie panaudojo inovatyvius ir netipinius duomenų apdorojimo metodus, kad kuo labiau padidintų jautrumą galimam silpnam ir pasklidusiam žvaigždžių signalui ir netyčia neišmestų jo kaip fono triukšmo. Taip pavyko pasiekti jautrumą, kuris leistų užfiksuoti vos vienos žvaigždės šviesą šimte kvadratinių parsekų, arba mažiau nei 30 tūkstančių Saulės masių žvaigždžių per visą galaktiką. Nepaisant to, jokios žvaigždžių šviesos neaptikta net ir centrinėje objekto dalyje, kur tikėtumėmės jos rasti daugiausiai. Tai reiškia, kad Cloud-9 turi bent 60 kartų daugiau dujų nei žvaigždžių – stebėtinai mažai objektui, turinčiam galaktikos savybių. Šis nepriklausomas rezultatas, gautas iš bendros šviesos, papildo ankstesnius vertinimus, paremtus atskirų žvaigždžių paieškomis, ir sustiprina išvadą, kad Cloud-9 tikrai galėtų būti bežvaigždė galaktika. Detalesnė analizė, parodysianti, kodėl joje žvaigždės nesiformavo, padės ir apskritai suprasti šio kertinio Visatos raidos proceso eigą. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Auganti klajojanti juodoji skylė. Astronomai išskiria tris juodųjų skylių tipus: žvaigždines, supermasyvias ir tarpines. Pastarųjų masė siekia nuo maždaug 100 iki 100 000 Saulės masių, o jos laikomos supermasyvių juodųjų skylių pirmtakėmis. Manoma, kad nemaža jų dalis lieka nutolusi nuo galaktikų centrų, nes jas, priešingai nei supermasyvias, ne taip efektyviai veikia dinaminiai procesai, traukiantys centro link. Tokios juodosios skylės vadinamos klajojančiomis. Kyla klausimas, ar ir kaip jos gali augti, mat toli nuo galaktikos centro neveikia dauguma mechanizmų, kurie efektyviai nukreipia dujas supermasyvių juodųjų skylių link. Tad buvo neaišku, ar jos apskritai gali užaugti iki supermasyvių. Dabar astronomai rado pirmą tiesioginį įrodymą, kad klajojanti juodoji skylė gali maitintis iš dujų pėdsako, kurį sukaupia pati, judėdama per galaktiką. Tirtoji juodoji skylė yra galaktikoje UGCA 320 – nykštukinėje netaisyklingoje galaktikoje už maždaug šešių megaparsekų. Hubble’u darytoje nuotraukoje matyti, kad objektas yra už galaktikos žvaigždėdaros disko ribų, o MUSE spektroskopiniai stebėjimai atskleidė plačią vandenilio spinduliuotės liniją – dujų akrecijos požymį. Iš jos apskaičiuota juodosios skylės masė siekia apie 35 000 Saulės masių, taigi tai tikrai tarpinės masės juodoji skylė. Teorija seniai numatė mechanizmą, kaip tokia klajoklė galėtų maitintis: judėdama pro galaktiką užpildančias dujas, juodoji skylė traukia aplinkines dalelės, kurios iš įvairių pusių suplūsta ir susikaupia į tankesnį srautą už jos, suformuodamos tarsi pėdsaką. Traukdama pėdsako dujas juodoji skylė ir maitinasi, o prieš ją susidaro smūginė banga. Spektriniuose duomenyse tyrėjai aptiko visus tris teorijos numatytus komponentus: retas dujas prieš juodąją skylę, tankesnes dujas už jos ir tankius gumulus, žyminčius akrecijos srautą aplink juodąją skylę. Papildomą užuominą suteikė kintanti juodosios skylės išvaizda: 2021 metais ryškios plačios vandenilio linijos iki 2025 metų vidurio beveik išnyko, paskui vėl iš dalies pasirodė ir vėl išblėso. Tyrėjai mano, kad tankūs dujų gumulai akrecijos sraute kartkartėmis užstoja spinduliuojantį regioną. Šis atradimas pateikia stebėjimais paremtą įrodymą, kad klajojančios tarpinės masės juodosios skylės gali aktyviai maitintis per savo pačių sukauptus pėdsakus. Tai greičiausiai yra svarbus žingsnis joms virstant supermasyviomis. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Neproporcingai masyvios juodosios skylės. Beveik kiekviena galaktika centre turi supermasyvią juodąją skylę. Manoma, kad galaktikos bei jų juodosios skylės formavosi ir augo kartu. Vienas svarbiausių tokios išvados įrodymų – masės sąryšis: supermasyvi juodoji skylė paprastai sudaro apie pusę procento galaktikos žvaigždžių masės. Ši glaudi koreliacija, galiojanti tiek milijonų, tiek milijardų Saulės masių juodosioms skylėms, rodo, kad abu objektai evoliucionuoja kartu. Tačiau pastaruoju metu randama ir išimčių, ypač mažose aplinkinėse galaktikose bei jaunoje Visatoje: ir ten, ir ten neretai juodosios skylės būna pernelyg masyvios. O dabar astronomai panašių neproporcingai masyvių juodųjų skylių rado ir vidutinio amžiaus Visatoje. Tyrėjai naudojo eROSITA rentgeno teleskopą ir ištyrė daugiau nei 20 000 kvazarų – galaktikų, kurių centruose yra ypatingai sparčiai medžiagą ryjanti supermasyvi juodoji skylė. Tokiomis sąlygomis krentančios dujos spinduliuoja milžinišką kiekį šviesos, tarp jos ir rentgeno bangas, o spinduliuotės intensyvumas susijęs su juodosios skylės mase. Taigi kvazarai yra puikus būdas tirti juodųjų skylių masių pasiskirstymą. Stebint kvazaro aplinką regimojoje bei infraraudonojoje šviesoje, galima nustatyti ir galaktikos ryškumą, proporcingą jos masei. Palyginę galaktikų ir juodųjų skylių mases, tyrėjai išskyrė aštuonis kvazarus, kurių juodųjų skylių masė sudarė daugiau nei 5% galaktikos masės, kitaip tariant, bent dešimteriopai viršijo standartinį sąryšį. Be to, trys iš šių kvazarų buvo tarp ryškiausių imtyje, taigi ryja medžiagą išskirtiniu tempu. Tyrimo autorių vertinimu, visos aštuonios galaktikos, tikėtina, atspindi išskirtinai spartaus augimo, trukusio apie milijardą metų prieš stebimą laikotarpį, pasekmes. Per tiek laiko tipinės aktyvios galaktikos galėtų paauginti savo juodąsias skyles apie dešimt kartų, bet tik tuo atveju, jei praktiškai visą laiką išliktų aktyvios. Tuo tarpu žvaigždinė jų galaktikų masė per tiek laiko paaugtų nereikšmingai, todėl juodosios skylės ir galaktikos masių santykis irgi išaugtų dešimt kartų, kaip ir stebima. Ar toks augimas tęsis ir vėlesniais laikais, o gal, priešingai, galaktikos augimas pasivys juodąją skylę, iš turimų duomenų pasakyti neįmanoma. Visgi galima daryti išvadą, kad egzistuoja mechanizmas, leidžiantis juodosios skylės augimui bent laikinai gerokai aplenkti galaktikos augimą. Šis akrecijos kanalas, atsietas nuo žvaigždžių populiacijos, kol kas neįtrauktas į galaktikų evoliucijos modelius. Jis galėtų paaiškinti ir ankstyvojoje Visatoje aptiktas pernelyg masyvias juodąsias skyles, nereikalaujant ypatingų jų formavimosi mechanizmų. Tyrimo rezultatai publikuojami Astronomy & Astrophysics.

***

Kaip baigsis Visata? Vienareikšmio atsakymo neturime. Standartinis kosmologinis modelis prognozuoja tolygų, po truputį vis greitėjantį plėtimąsi, dėl kurio tolimos galaktikos nutols tiek, kad taps niekaip nepamatomos. Yra ir alternatyvų, pavyzdžiui “Didysis suplyšimas”, pagal kurį Visata gali baigtis absoliučiu visko, įskaitant atomus, suplėšymu į gabalus. Ir tai gali nutikti labai greitai. Na, bet bent jau ne per artimiausius 30 metų. Plačiau pasakoja Astrum:

***

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

Laiqualasse