Magnetinių laukų kosmose esama visur – planetose, žvaigždėse, tarpžvaigždinėje erdvėje. Tiesiogiai jų išmatuoti dažniausiai neįmanoma, bet magnetizmas atsiskleidžia per poveikį aplinkinei plazmai ir dėl to kylančią spinduliuotę. Saulės magnetizmas labiausiai pasireiškia per žybsnius ir vainikinės masės išmetimus, o dabar užfiksuotos ir aukšto dažnio magnetinės bangos, kurių seniai tikėjomės, bet pamatyti dar nebuvo pavykę. Mėnulis praeityje turėjo magnetinį lauką, o nauji gravitacinių anomalijų stebėjimai rodo, kad jo stiprumas sudarė bent penktadalį Žemės magnetinio lauko stiprio. Pirmą kartą užfiksuota egzoplanetos radijo spinduliuotė rodo ją turint milžinišką magnetinį lauką, šimtus kartų viršijantį Jupiterio. Kalbant apie Jupiterį, jo magnetosferos pakraštyje atrastos smūginės bangos, kokių aplink Žemę nematyti. Kitose naujienose – atbulai skriejanti egzoplaneta, neutroninės žvaigždės mitybos įrodymai ir Bennu formavimosi vieta. Gero skaitymo!

***

Greiti magnetiniai Saulės virpesiai. Vienas seniausių Saulės fizikos galvosūkių – kas įkaitina Saulės vainiką iki daugiau nei milijono laipsnių ir kas pagreitina dalį Saulės vėjo iki maždaug 700 kilometrų per sekundę. Šis greitasis vėjas daugiausia kyla iš ašigalinių vainiko skylių, kur magnetinio lauko linijos driekiasi toli į tarpplanetinę erdvę. Viena pagrindinių teorijų teigia, kad energiją į vainiką perneša ir ten išsklaido aukšto dažnio magnetohidrodinaminės bangos – magnetinio lauko linijų virpesiai, panašūs į bangas ištemptoje stygoje. Tačiau tokių pakankamai energingų aukšto dažnio bangų iki šiol niekada nepavyko vienareikšmiškai užfiksuoti, todėl tarp teorijos ir stebėjimų žiojėjo spraga. Dabar astronomai, analizuodami Europos kosmoso agentūros zondo Solar Orbiter duomenis, aptiko anksčiau nepastebėtą tokių bangų populiaciją. Esminis atradimą padaryti leidęs veiksnys buvo kameros sparta. Ankstesni geriausi duomenys buvo surinkti NASA Solar Dynamics Observatory, kuri daro vieną kadrą kas 12 sekundžių, o vienas jos pikselis atitinka apie 1 100 kilometrų Saulės paviršiuje. Solar Orbiter ekstremaliųjų ultravioletinių spindulių kamera (EUI) kadrą daro kas penkias sekundes, o pikselis atitinka vos 420 kilometrų – taigi ji daugiau nei dvigubai greitesnė ir tikslesnė. Tyrėjai abiejų instrumentų duomenis, surinktus 2021 metų rugsėjį, apdorojo automatine bangų sekimo programa. Pagrindinį dėmesį jie sutelkė į vainiko plunksnas – spindulius primenančias magnetines struktūras, kyšančias iš Saulės šiaurės ašigalio. Skirtumas buvo ryškus: SDO duomenyse algoritmas aptiko 560 bangų, o EUI – 2 318, daugiau nei keturis kartus daugiau. Daugiau nei trečdalio EUI užfiksuotų bangų periodas buvo trumpesnis nei 100 sekundžių, o SDO duomenyse tokių buvo vos 9 procentai. Kitaip tariant, lėtesni instrumentai tokių bangų tiesiog nepastebėdavo. EUI užfiksuotos bangos dažniausiai buvo ir greitesnės, o apskaičiuotas bangų pernešamas energijos srautas pasirodė esąs maždaug 2,6 karto didesnis nei ankstesni vertinimai. Tyrėjai svarsto kelias šių bangų kilmės galimybes: magnetinio lauko linijų persijungimą, plazmos čiurkšles, vadinamas spikulėmis, arba didesnių, lėtesnių bangų tarpusavio sąveiką, sukuriančią turbulentišką smulkesnių bangų kaskadą. Kildamos į vainiką, jos gali paskleisti energiją į aplinką. Taip aplinkinė plazma įkaista ir yra pagreitinama. Tiesa, šiame duomenų rinkinyje apskaičiuota energija vis dar maždaug dešimt kartų mažesnė, nei reikėtų paleisti greitajam Saulės vėjui. Vis dėlto rezultatai rodo, kad didelė energijos dalis ilgai slėpėsi už mūsų prietaisų ribotumo. Tyrimo rezultatai publikuojami National Science Review.

***

Senovinis Mėnulio magnetinis laukas. Skirtingai nuo Žemės, Mėnulis šiandien neturi nuosavo magnetinio lauko. Žemėje jį kuria skystos geležies judėjimas išoriniame branduolyje – vadinamasis geodinamas. Ar Mėnulis kadaise turėjo tokį dinamą, ir kada jis pranyko, iki šiol neaišku, nes Apollo misijų parvežtų uolienų analizės duoda prieštaringus rezultatus. Vieni tyrėjai mano, kad prieš 4,25–3,5 milijardo metų egzistavo stiprus magnetinis laukas, kiti tam įrodymų neranda. Be dinamo teorijos, yra ir antras paaiškinimas – įmagnetintas uolienas galėjo sukurti asteroidų smūgiai. Naujame tyrime mokslininkai pateikia argumentų dinamo naudai, remdamiesi ne uolienų mėginiais, o orbitinių zondų duomenimis. Dėmesio centre – Dewar sritis tolimojoje Mėnulio pusėje. Ji pasižymi dviem išskirtinėmis ir turbūt susijusiomis savybėmis: viena stipriausių magnetinio lauko anomalijų ir ryškia gravitacine anomalija. Paprastai iš orbitos aptinkamų magnetinių anomalijų kilmės nustatyti neįmanoma, tačiau gravitacijos duomenys atskleidžia tankio variacijai, taigi ir medžiagos po paviršiumi savybes. Kai abu signalai sutampa, magnetinę anomaliją galima priskirti konkrečiai geologinei struktūrai. Naujojo tyrimo autoriai pirmą kartą kartu apdorojo gravitacijos ir magnetinio lauko duomenis ir sudarė tikslų popaviršinės medžiagos modelį. Jie nustatė, kas po Dewar paviršiumi slypi maždaug 60 kilometrų pločio ir iki devynių kilometrų gylio siekiantis luitas, kur kas tankesnis už aplinkinę plutą ir stipriai įmagnetintas. Kartu su paviršiaus geocheminių savybių duomenimis ir išgaubta topografija tai leidžia daryti išvadą, kad šis luitas yra sustingusi iš gelmių pakilusi magma. Šio vulkaninio komplekso amžių, maždaug 4,2 milijardo metų, galima nustatyti iš ant jo nusėdusių asteroidų smūgių nuolaužų. Žinodami, kiek geležies yra tokioje uolienoje, tyrėjai apskaičiavo, koks turėjo būti magnetinis laukas magmai lėtai vėstant: daugiau nei 11 mikroteslų. Palyginimui, dabartinis Žemės laukas siekia apie 50 mikroteslų. Smūginę magnetizmo kilmę tyrėjai atmeta, nes Dewar nėra jokiame didžiuliame krateryje. Tad klausimas apie Mėnulio dinamą pasikeičia: dabar galime pagrįstai teigti, kas jis buvo, tačiau lieka neaišku, kaip mažytis Mėnulio branduolys galėjo sukurti tokį stiprų lauką. Tyrimas taip pat paaiškina paslaptingus Mėnulio sūkurius – šviesias vingiuotas dėmes paviršiuje: jos susidaro ten, kur magnetinio lauko linijos prie paviršiaus horizontalios ir nukreipia Saulės vėją, taip apsaugodamos paviršių nuo dūlėjimo. Tyrimo rezultatai publikuojami Science Advances.

***

Bennu formavosi netoli Jupiterio. NASA misija OSIRIS-REx 2020 metais surinko medžiagos nuo asteroido Bennu paviršiaus, o 2023-iaisiais šiuos mėginius parskraidino į Žemę. Iki šiol manyta, kad tokie angliniai asteroidai kaip Bennu susiformavo išorinėse Saulės sistemos srityse, galbūt ten, kur gimsta kometos, ir palyginti vėlai, jau po planetinių formavimosi laikotarpio. Bet naujame tyrime pateikiami įrodymai, prieštaraujantys abiem šiems spėjimams. Tyrėjai analizavo geležies, titano ir chromo izotopus – to paties elemento atomus, besiskiriančius neutronų skaičiumi branduolyje. Kartu jie veikia kaip pirštų antspaudas ir leidžia nustatyti asteroido formavimosi sąlygas, kurios, savo ruožtu, pasako šį tą apie formavimosi vietą ir laiką. Matavimai parodė, kad titanas ir geležis Bennu pasiskirstę tolygiai, o jų izotopinė sudėtis praktiškai nesiskiria nuo asteroido Ryugu ir vadinamųjų CI meteoritų – itin retos primityvių, anglimi turtingų kūnų klasės. Vadinasi, visi trys objektų tipai susiformavo iš to paties kosminių dulkių rezervuaro, ir visi aiškiai skiriasi nuo kitų žinomų asteroidų, meteoritų grupių bei planetų. O štai chromo izotopai skirtinguose Bennu mėginiuose šiek tiek varijuoja – tai rodo, kad skirtingos asteroido vietos buvo nevienodai veikiamos vandens. Tokia kombinacija nedera nei su vidine, nei su išorine Saulės sistema, bet turi abiejų sričių bruožų. Tyrimo autorių teigimu, Bennu, Riugu ir CI meteoritai greičiausiai susiformavo netoli vadinamosios sniego linijos – ribos aplink žvaigždę, už kurios vandens garai užšąla. Ten prieš 4,5 milijardo metų maišėsi medžiaga iš vidinių ir išorinių sričių, o ledas veikė kaip klijai, sulipdantys smulkiausias dulkeles. Tyrėjų nuomone, lemiamą vaidmenį galėjo suvaidinti Jupiteris. Susiformavęs anksti, vos per milijoną metų, jis sustabdė didesnių protoplanetinio disko dalelių migraciją. Tuo tarpu smulkios dulkės iš įvairių sričių apiplaukė jį ir tolygiai susimaišė pereinamojoje zonoje ties sniego linija. Būtent ten ir gimė Bennu pirmtakas. Tai paaiškina ir kodėl Bennu turtingas vandens – netoliese išgaravęs ledas iš dalies vėl kondensavosi jo susidarymo srityje – ir kodėl jo cheminė sudėtis tokia panaši į Saulės: aplink jauną žvaigždę besisukančios smulkios dulkės buvo kruopščiai išmaišytos. Bennu gali būti geriausias langas į pirminį cheminių elementų mišinį, iš kurio galiausiai susidarė uolinės planetos, o kartu – į tai, kaip į Žemę atkeliavo svarbiausi gyvybės ingredientai. Tyrimo rezultatai publikuojami Science Advances.

***

Jupiterio magnetosfera sudėtingesnė nei Žemės. Kiekvieną įmagnetintą planetą nuo Saulės vėjo – viršgarsiniu greičiu lekiančių įkrautų dalelių srauto – saugo priekinė smūginė banga. Ties šia nematoma riba Saulės vėjas sulėtėja, įkaista ir yra nukreipiamas aplink planetos magnetosferą. Kadangi dalelių srauto tankis labai mažas, čia beveik nebūna tarpusavio susidūrimų. Taigi vėjo judėjimo energiją šiluma paverčia ne smūgiai, o elektromagnetinės plazmos bangos. Prie Žemės šios bangos gerai ištirtos, tačiau prie išorinių planetų iki šiol trūko pakankamai detalių matavimų; ankstesni zondai užfiksuodavo tik pačios smūginės bangos egzistavimą. O būtent ten jos vaidmuo turėtų būti dar svarbesnis, nes tolstant nuo Saulės, vėjo greičio ir magnetinių bangų greičio santykis tampa vis didesnis. Tai stiprina smūgines bangas, ir jos gali išsklaidyti vis daugiau energijos. Naujame tyrime mokslininkai, analizuodami NASA Juno zondo duomenis, pateikia detaliausius iki šiol Jupiterio smūginės bangos stebėjimus ir atskleidžia sudėtingą jos struktūrą. Tyrėjai nustatė, kad prie Jupiterio susidaro tie patys plazmos bangų tipai kaip ir prie Žemės, tačiau jų elgesys kitoks. Vadinamosios jonų akustinės bangos prie Jupiterio pasižymi harmonine struktūra – vienu metu virpa keliais dažniais, panašiai kaip vienu gitaros brūkštelėjimu išgaunamas visas akordas. Kuo daugiau dažnių, tuo daugiau Saulės vėjo dalelių bangos gali įkaitinti ir sulėtinti; be to, harmonikos gali rodyti, kad bangos įkalina daleles specifiniuose erdvės regionuose. Prie Žemės tokios bangos daugiausia virpa vienu dažniu. Be to, prie Jupiterio aptiktas intensyvus elektronų ciklotroninio dreifo nestabilumas: magnetinio lauko greitinami elektronai pradeda labai stipriai trankytis į daug lėtesnius jonus. Nestabilumas išsklaido smūginės bangos galią. Magnetinio lauko matavimai taip pat rodo, kad pati smūginė banga gali periodiškai persiformuoti. Kitaip nei Žemė, kurios smūginė banga yra vienintelis barjeras, Jupiteris Saulės vėją pradeda stabdyti dar prieš pagrindinę bangą – per mažesnių smūgių regionų seką. Tyrimo autorių teigimu, šie rezultatai paverčia Jupiterį natūralia laboratorija, kuri padės suprasti, kaip gamta paverčia milžiniškus srauto energijos kiekius šiluma ir energingomis dalelėmis dar galingesnėse smūginėse bangose – pavyzdžiui, supernovų liekanose. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Communications.

***

Dideli smūgiai netrukdo popaviršiniams vandenynams. Daugelis planetų-milžinių palydovų po kilometrų storio ledo pluta slepia skysto vandens vandenynus. Kadangi mums pažįstamai gyvybei reikia vandens, šie popaviršiniai telkiniai laikomi vienomis perspektyviausių vietų ieškoti gyvybės už Žemės ribų. Tačiau išorinė Saulės sistemos dalis nėra rami vieta. Pavyzdžiui, manoma, kad kai kurie dabartiniai palydovai yra ankstesnių palydovų kartų liekanos, sudaužytos susidūrimų ir vėl susilipdžiusios iš nuolaužų. Kyla klausimas: ar tokie katastrofiški smūgiai kartu sunaikina ir palydovo vandenyną, o su juo – bet kokią gyvybės galimybę? O gal priešingai – paskatina vandenynų susidarymą? Naujame tyrime mokslininkai pateikia atsakymą. Tyrėjai sujungė dviejų tipų skaitmeninius modelius. Vienas modelis atkūrė paties susidūrimo eigą, milijonų uolienų ir ledo fragmentų smūgius, dužimą, kaitimą ir vėlesnį sukibimą. Kitu modeliuota lėta palydovo vidaus šiluminė raida per milijardus metų – kaip šiluma kaupiasi ir išeina iš branduolio ir ar ledas gali išsilydyti. Skaičiavimai atlikti dviejų dydžių palydovams – maždaug 500 ir 1 000 kilometrų spindulio. Kiekvieno palydovo raida apskaičiuota be smūgių ir su įvairiais susidūrimais, sekant visus puspenkto milijardo metų istorijos. Paaiškėjo, kad net didžiausi įmanomi susidūrimai iš esmės nekeičia to, ar palydovas turi vandenyną: jie paveikia tik vandenyno storį ar gyvavimo trukmę. Tačiau poveikį lemia palydovo dydis. Didesniuose palydovuose smūgio energija virsta papildoma šiluma, kuri išlydo daugiau ledo, todėl vandenynas pastorėja ir gali toks likti net kelis milijardus metų. Mažesniuose efektas priešingas: prieš susidūrimą jų paviršių sudaro sujauktas ledo ir uolienų mišinys, kuris veikia kaip izoliuojanti antklodė ir užtikrina, kad vandenynas neužšąla. Smūgis suardo visą palydovą, o jam vėl atsikuriant, uolienos nugrimzta į centrą, paviršiuje palikdamas tik ledą. Tada antklodės nebelieka, ir vandenynas sustingsta arba tiesiog neatsiranda. Tuo tarpu priešingo scenarijaus – vandenyno atsiradimo po smūgio palydove, kuris kitaip būtų likęs sušalęs – neužfiksuota nei viename modelyje. Tyrėjai pabrėžia, kad susidūrimų istorija yra tik vienas iš veiksnių, lemiančių vandenynų raidą, o ne mažiau svarbus yra planetos gravitacijos kuriamas potvyninis kaitinimas. Šie rezultatai svarbūs planuojant būsimas misijas prie ledinių palydovų, tokių kaip Rėja, Enceladas ar Tritonas. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Astronomy.

***

Pirmieji radijo signalai iš egzoplanetos. Nuo planetos magnetinio lauko priklauso atmosferos praradimas arba išlaikymas bei sąveika su žvaigždės vėju, be to, jie stipriai susiję su planetos vidaus sandara. Tačiau kol kas jie niekada nebuvo tiesiogiai išmatuoti už Saulės sistemos ribų. Tiesioginis magnetinio lauko požymis yra pašvaisčių radijo spinduliuotė: kai energingos įkrautos dalelės juda planetos magnetinio lauko linijomis ir sąveikauja su viršutine atmosfera, kyla pašvaistės, o kartu – radijo bangos. Aukščiausias pastarųjų dažnis tiesiogiai priklauso nuo magnetinio lauko stiprumo. Tokie radijo žybsniai stebimi Saulės sistemos planetose, tačiau nė vienas iki šiol aptiktas radijo signalas iš egzoplanetų sistemos nebuvo vienareikšmiškai priskirtas pačiai planetai, o ne jos žvaigždei. Dabar tyrėjai pirmą kartą tai padarė. Mokslininkų komanda Pietų Afrikoje įrengtu MeerKAT radioteleskopu stebėjo Tapytojo betos sistemą, esančią maždaug 20 parsekų atstumu. Jie užfiksavo silpnus, pasikartojančius radijo bangų žybsnius, tačiau iš pradžių nebuvo aišku, ar jie sklinda iš žvaigždės, ar iš kurios nors planetos. Kad nustatytų šaltinį, tyrėjai gautus radijo vaizdus sulygino su itin tiksliomis tolimų foninių kvazarų padėtimis, kurios veikė kaip nejudantys atskaitos taškai. Taip jie tiksliai nubraižė ir žvaigždės, ir planetos padėtis; tada paaiškėjo, kad radijo signalas sutampa ne su žvaigžde, o su dujų milžine Tapytojo betos b. Radijo spinduliuotės dažnis siekė nuo 0,85 iki 3,5 gigaherco, intensyvumas reikšmingai keitėsi vos dešimčių minučių intervalais, žybsniai kartojosi ir buvo stipriai apskritimiškai poliarizuoti. Tyrėjai žybsnius identifikavo kaip elektronų ciklotroninio mazerio nestabilumo spinduliuotę, kai magnetiniame lauke judantys elektronai patys stiprina savo skleidžiamas bangas. Toks pat mechanizmas veikia Jupiterio pašvaistėse. Iš aukščiausio dažnio apskaičiuotas planetos magnetinio lauko stiprumas siekia bent 1250 gausų – kelis šimtus kartų daugiau nei Jupiterio. Tai pirmas praktiškai tiesioginis egzoplanetos magnetinio lauko matavimas. Gautoji stiprumo vertė dera su teorinėmis prognozėmis apie jaunų, masyvių dujinių milžinių magnetinius laukus. Atradimas suteikia visiškai naują būdą įvertinti egzoplanetų magnetinio lauko stiprumą ir tikrinti planetų vidaus modelius. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Atbulai skriejanti egzoplaneta. Žvaigždė ir jos planetos gimsta iš dujų ir dulkių debesies, kuris aplink jauną žvaigždę suformuoja besisukantį diską. Kadangi žvaigždė ir diskas sukasi ta pačia kryptimi, planetos irgi turėtų skrieti ta pačia linkme kaip sukasi žvaigždė ir maždaug jos pusiaujo plokštumoje. Mūsų Saulės sistema beveik atitinka šį idealų vaizdą: planetų orbitų plokštumos nuo Saulės pusiaujo nukrypusios vos 3–7 laipsnius. Šis nuokrypis, vadinamas orbitos posvyrio kampu, gali atskleisti planetinės sistemos formavimosi ir vystymosi istoriją, todėl astronomai stengiasi jį išmatuoti ir kitose sistemose. Dabar astronomai aptiko planetą, kuri ne tik stipriai pakrypusi, bet ir skrieja atbulai, lyginant su žvaigždės sukimusi. Planeta GJ 3090 b skrieja aplink raudonąją nykštukę – vėsesnę ir mažesnę už Saulę žvaigždę. Ji pirmiausia aptikta TESS kosminiu teleskopu pagal periodiškus žvaigždės pritemimus. Planeta yra subneptūnas – 2,2 karto didesnio spindulio ir 4,5 karto masyvesnė už Žemę. Sistemoje, kaip vėliau paaiškėjo, yra ir dar dvi planetos, kurių masės didesnės nei b, tačiau greičiausiai nesiekia Saturno ar Jupiterio. Norėdami išmatuoti GJ 3090 b orbitos posvyrį, tyrėjai pasitelkė vadinamąjį Rositerio-McLaughlino efektą: planetai kertant besisukančios žvaigždės diską, ji paeiliui uždengia į mus artėjančią ir nuo mūsų tolstančią žvaigždės pusę, ir iš to, kaip keičiasi žvaigždės spektras, galima nustatyti, kokia kryptimi planeta ją kerta. Tokiai mažai planetai tam reikėjo itin tikslių infraraudonųjų matavimų, kurie atlikti naudojant Šveicarijoje sukurtą NIRPS spektrografą, įrengtą La Siljos observatorijoje Čilėje. Taip išmatuota, kad planetos orbitos posvyrio kampas siekia apie 136 laipsnius, taigi orbita ne tik stipriai pakrypusi, bet ir atbulinė. Tai pirmoji atbula planeta, aptikta prie raudonosios nykštukės. Taip pat tai pirmoji atbula planeta daugiaplanetėje sistemoje; tiesa, yra penkios kitos daugiaplanetės sistemos, kuriose bent viena planeta turi didesnį nei 70 laipsnių posvyrį. Bet skirtingai nuo šių, GJ 3090 sistemoje nerasta jokio masyvaus kūno – kitos žvaigždės ar didelės planetos, – kurio gravitacija galėtų taip pakreipti vidinės planetos orbitą. Tyrimo autoriai mano, kad keista planetos orbita atsirado jau sistemai formuojantis: žvaigždė galėjo prisitraukti antrinį, pakrypusį ir atbulai besisukantį diską, kuriame ir susiformavo sistemos planetos. Jos vėliau atmigravo į dabartines orbitas. Tyrimo rezultatai publikuojami Astronomy & Astrophysics.

***

Vėsiausias lavos pasaulis su atmosfera. Ieškant gyvybei tinkamų planetų, pirmiausia svarbu rasti uolines planetas su atmosfera, nes be jos paviršiuje negali būti vandens. Tačiau iš daugiau nei 6 000 žinomų egzoplanetų dauguma nėra uolinės, o tarp uolinių atmosferos požymių aptikta vos penkiose. Visos penkios yra vadinamieji lavos pasauliai – tokie karšti, kad jų dieninė pusė išsilydžiusi. Intuityviai tikėtumėmės priešingos tendencijos, mat kuo arčiau žvaigždės skrieja uolinė planeta, tuo sunkiau jai išlaikyti atmosferą, nes ją nuolat bando nuplėšti žvaigždės vėjas ir energingi fotonai. Dabar astronomai aptiko dar vieną tokią planetą, vėsesnę už visas anksčiau žinotas. Planeta HD 3167 b yra už maždaug 46 parsekų Žuvų žvaigždyne. Tai maždaug 1,6 Žemės spindulio dydžio uolinė planeta, apskriejanti savo žvaigždę per vos vieną Žemės parą, o jos pusiausvyros temperatūra siekia apie 1400 laipsnių. Atmosferos požymių ieškota vadinamojo antrinio užtemimo metodu: kai planeta pasislepia už žvaigždės, iš dingusios šviesos kiekio galima nustatyti, kiek infraraudonosios spinduliuotės sklinda iš pačios planetos, taigi ir kokia ji karšta. Jei planeta neturi atmosferos, jos dieninės pusės temperatūra turėtų pasiekti pusiausvyros temperatūroms vertę. Tuo tarpu atmosfera perskirsto šilumą į naktinę pusę arba atspindi dalį žvaigždės šviesos debesimis, todėl dieninė pusė atvėsta. James Webb teleskopu atlikti matavimai parodė, kad HD 3167 b dieninė pusė labai reikšmingai vėsesnė nei įkaitusios plikos uolienos prognozė. Tai yra tvirtas atmosferos egzistavimo įrodymas. Šią išvadą patvirtina ir planetos tankis, kiek mažesnis, nei būtų būdingas grynai uolinės sudėties kūnui. Kokia ta atmosfera, dar neaišku: ji gali susidėti iš išgaravusių uolienų arba turėti ir kitokių, lakesnių, dujų – anglies dioksido, anglies monoksido ar vandens garų. Šis atradimas padeda nustatyti, ties kokia temperatūra prasideda riba tarp planetų su atmosfera ir be jos. Be to, tokie pasauliai įdomūs dar ir todėl, kad ankstyvoji Žemė magmos okeano stadijoje greičiausiai atrodė labai panašiai. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astrophysical Journal Letters.

***

Kai galvojame apie labai galingas nežemiškas technologines civilizacijas, paprastai įsivaizduojame megastruktūras, tokias kaip žvaigždę apgaubiančios Daisono sferos, arba galaktikos masto komunikacijų tinklus. Bet žmonijos progresas per pastarąjį šimtmetį mus veda labiau ne į mega, o į mikropasaulį – nanotechnologijos ir kvantinė fizika mūsų gyvenimus paveikė labiau, nei kosmoso atradimai, o ir praktinio pritaikymo joms randama vis daugiau. Galbūt ir supergalingų civilizacijų požymis būtų ne milžiniškos struktūros, o toks puikus supratimas apie mažiausius mastelius, kad jos tiesiog pasislėptų nuo mūsų akių? Pasakoja Kurzgesagt:

***

Tiesiogiai užfiksuota neutroninės žvaigždės mityba. Dvinarių žvaigždžių būna įvairių: kai kuriose abi žvaigždės yra panašios į Saulę, kitose viena, o gal net abi, yra kompaktiškos kadaise gyvenusių žvaigždžių liekanos, pavyzdžiui neutroninės žvaigždės ar juodosios skylės. Tuo atveju, kai kompaktiškas objektas skrieja aplink masyvią įprastą žvaigždę, medžiaga nuo žvaigždės gali kristi ant kaimynės ir ją maitina. Šis procesas – akrecija – yra ypatingai svarbus įvairiems astrofizikiniams objektams, nuo gimstančių žvaigždžių iki supermasyvių juodųjų skylių. Tačiau tiesiogiai pamatyti, kaip plazma krenta į kompaktišką objektą, iki šiol nebuvo pavykę. Dabar tyrėjai, naudodami japonų ir NASA rentgeno observatoriją XRISM, tai užfiksavo. Pietų kryžiaus BP yra sistema už maždaug keturių kiloparsekų nuo mūsų. Pagrindinė jos žvaigždė yra mėlynoji hipermilžinė, maždaug 40 kartų masyvesnė ir 60 kartų didesnė už Saulę. Jos karštis ir spinduliuotė leidžia nuolatinį stiprų jonizuotų dujų vėją. Aplink skrieja neutroninė žvaigždė GX 301-2: apie pusantros Saulės masės sutalpinta į maždaug 20 kilometrų skersmens rutulį, apsisukantį kartą per 11 minučių. Ji skleidžia rentgeno spindulius ir yra matoma kaip pulsaras. Du kartus per 41,5 paros orbitą pulsaras kerta ypač tankią plazmos srovę, kurią jo paties gravitacija ištraukia iš žvaigždės – tuomet kelias dienas trunka galingi rentgeno žybsniai. Tyrėjai stebėjo sistemą 2025 metų vasarį apie 16 valandų, vieno tokio žybsnio pabaigoje. XRISM instrumentu Resolve išmatuotas itin detalus spektras, kuriame pastebėtos sparčiai kintančios geležies linijos. Linijos buvo paslinktos į žemesnes energijas – tai raudonasis poslinkis, rodantis, kad dujos tolsta nuo mūsų, taigi artėja pulsaro link. Jų greitis siekia maždaug 150 km/s. Dar įdomiau, kad stebėjimo eigoje spinduliuotė iš sugerties virto emisijos linijomis – tai rodo besikeičiančią akrecijos geometriją. Tyrėjai stebėjimus aiškina taip: įskriejęs į plazmos srautą, pulsaras surenka dujas į storą, turbulentišką diską, iš kurio medžiaga spiralėmis krenta žemyn, kaista ir spinduliuoja rentgeno ruože. Pulsarui judant per srautą, šiam galiausiai pritrūksta judesio kiekio momento diskui palaikyti, ir šis suyra. Tuomet plazma ima kristi tiesiai ant neutroninės žvaigždės. Vėliau, artėjant prie srovės pakraščio, diskas trumpam atsikuria, tik jau sukdamasis priešinga kryptimi. Visą srovę pulsaras kerta maždaug per keturias paras. Tyrimo rezultatai publikuojami Science Advances.

***

Supernovos Paukščių Take sprogsta nelabai dažnai – vidutiniškai kartą per šimtmetį. Tačiau supernovos liekana plečiasi ir sklaidosi kelis šimtus tūkstančių metų, taigi vienu metu per Galaktiką jų galime rasti kelis tūkstančius. Šioje nuotraukoje matyti net penkios – anotuotoje versijoje jos pažymėtos aiškiau. Nuotrauka apima dangaus plotą, apie tūkstantį kartų didesnį už Mėnulio pilnatį, o supernovų burbulai nutolę iki kelių kiloparsekų nuo mūsų. Šiuos sprogimus mūsų protėviai greičiausiai matė plika akimi.

***

Juodosios skylės atskleidžia galaktikų istorijas. Supermasyvios juodosios skylės paprastai siejamos su galaktikų centrais, tačiau ne visos ten ir lieka. Galaktikoms susiliejant, viena juodoji skylė gali būti nustumta nuo centro ir milijardus metų klajoti po galaktiką, palengva grimzdama atgal. Juodųjų skylių išsidėstymas galaktikoje teoriškai priklauso nuo galaktikos masės ir gyvenimo istorijos, taigi išmatavę pirmąjį, galėtume daug geriau pažinti ir pastaruosius. Be to, tokios žinios padėtų atsakyti ir į klausimą, kaip atsirado pirmosios supermasyvios juodosios skylės. Vienos teorijos teigia, kad jų pradmenys buvo mažos masės juodosios skylės, likusios po pirmųjų žvaigždžių mirties, kitos – kad sunkios, susidariusios tiesiogiai kolapsuojant pirmykščiams dujų telkiniams. Naujame tyrime mokslininkai, pasinaudodami skaitmeniniais modeliais, išnagrinėjo, kaip juodųjų skylių pasiskirstymas priklauso nuo įvairiausių galaktikų raidos aspektų. Tyrėjų pasirinktas modelis, ASTRID, seka tamsiosios medžiagos, dujų, žvaigždžių ir juodųjų skylių raidą per visą Visatos istoriją. Mokslininkai nagrinėjo galaktikas, kurių masė siekia nuo 10 milijonų iki trilijono Saulės masių, nuo maždaug 12,6 milijardo metų praeities iki šių dienų. Priešingai nei daugelis kitų panašių modelių, ASTRID dirbtinai nepririša juodųjų skylių prie galaktikų centrų, o leidžia joms judėti veikiamoms gravitacinių jėgų. Ši modelio savybė leido atskirti centrines juodąsias skyles nuo klajojančių. Žiūrint į visas supermasyvias juodąsias skyles bendrai, pasirodė, kad beveik kiekviena galaktika jų turi. Skirtumas atsiskleidžia atskyrus skyles pagal padėtį galaktikoje: mažos masės galaktikose centrinių juodųjų skylių dalis laikui bėgant mažėja, o klajojančių – auga. Taip yra todėl, kad mažose galaktikose gravitacija silpnesnė, ir susiliejimų atneštos juodosios skylės nespėja nugrimzti į centrą, o centrinės kartais gali būti išmetamos toli į šalis. Dar įdomiau, kad mažos masės galaktikos išsaugo informaciją apie pirminę juodųjų skylių pradmenų populiaciją net po milijardų metų augimo: jei pradmenys buvo masyvūs, tokiose galaktikose juodųjų skylių apskritai kur kas mažiau. Taip pat pastebėta, kad žvaigždžių nebeformuojančios mažos galaktikos dažniau turi centrinę juodąją skylę, o vis dar formuojančios – klajojančią. Visas šias tendencijas galima pradėti tikrinti jau dabar, o tokie apžvalginiai teleskopai, kaip Roman ar Rubin, netrukus praplės mūsų žinomų juodųjų skylių imtis šimtus kartų, taigi taps įmanoma atskirti įvairių juodųjų skylių kilmės modelių prognozes. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astrophysical Journal Letters.

***

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

Laiqualasse