Mažiausios žvaigždės yra maždaug 8% Saulės masės, arba 80 kartų masyvesnės už Jupiterį. Didžiausios planetos – 13 kartų masyvesnės už Jupiterį. Tarp šių verčių plyti rudosios nykštukės – nei žvaigždės, nei planetos. Dėl savo blausumo jos ypatingai sunkiai aptinkamos, tad net ir dabar gerai ištirtos tik kelios dešimtys. Bet ir tarp jų randama įdomybių: štai, pavyzdžiui, šalčiausioje žinomoje rudojoje nykštukėje, arba galbūt tiesiog laisvai skrajojančioje planetoje, aptikti kintantys vandens garų debesys. O ir šiaip nauji duomenys leidžia geriau kataloguoti rudųjų nykštukių atmosferas ir parodo, kad dabartiniai teoriniai modeliai dar gerokai per primityvūs. Dar viena rudoji nykštukė aptikta maitinanti kompanionę – mažą žvaigždę, kurioje nykštukės medžiaga sukuria karštą tašką. Kitose naujienose – netikėtas kamieninių ląstelių atsparumas kosmoso sąlygoms, ledo kristalų formavimasis Marso atmosferoje ir išsitaškiusios nykštukinės galaktikos. Gero skaitymo!
***
Kamieninės ląstelės atsparios kosmosui. Ilgose kosminėse misijose astronautams gali prireikti gydyti traumas ir ligas vietoje, be galimybės grįžti į Žemę. Viena perspektyvių krypčių tokiam gydymui – kamieninės ląstelės, iš kurių teoriškai galima išauginti bet kokio tipo audinius transplantacijai. Tačiau pirmiausia reikia suprasti, kaip tokios ląstelės jaučiasi ir elgiasi kosmoso sąlygomis. Dabar Upsalos universiteto tyrėjai pateikia netikėtą atsakymą – kai kurios kamieninės ląstelės kosmose išgyvena netgi geriau, nei Žemėje. 2024 metų pradžioje laboratorijoje išaugintos nervinių kamieninių ląstelių sankaupos buvo išsiųstos į Tarptautinę kosminę stotį, kad patirtų mikrogravitaciją. Tačiau grįžimas dėl blogo oro nusileidimo zonoje kelis kartus atidėtas, ir ląstelės kur kas ilgiau, nei planuota praleido už kontroliuojamų auginimo sąlygų. Jos apskritai tokiomis sąlygomis praleido ilgiau, nei kas nors tikėjosi jas išgyvensiant. Grįžusios ląstelės atrodė prastai, tačiau tyrėjai pakeitė auginimo terpę ir palaukė. Dalis ląstelių atsigavo ir pradėjo lėtai augti. Po mėnesio eksperimentus su jomis pavyko tęsti. Rezultatai parodė, kad nepaisant didžiulio streso, išgyvenusios ląstelės išsaugojo gebėjimą virsti neuronų ir neuroglijų ląstelėmis, o jų elektrofiziologinės savybės liko nepakitusios. Įdomu, kad iš trijų ląstelių grupių išgyveno ne visos: anksčiau du kartus kosmose buvusios ląstelės išgyveno ir skrydžio, ir kontrolinėje grupėje; vieną kartą skridusios neišgyveno visai; o „naivios“, niekada neskridusios išgyveno tik tos, kurios buvo kosmose. Visos išgyvenusios ląstelės dalijosi lėčiau nei įprastai, priešingai nei po trumpalaikio buvimo mikrogravitacijoje, kai dalijimasis paspartėja. Praktiniam taikymui svarbiausias pastebėjimas buvo tas, kad ląstelės, patalpintos trimačiu spausdintuvu pagamintose atraminėse struktūrose, laikėsi akivaizdžiai geriausiai: jos išgyveno ir po skrydžio net ėmė dalytis sparčiau. Būtent užsitęsęs eksperimentas leido pamatyti, kokia reikšminga šios struktūros teikiama apsauga. Tyrimas rodo nepaprastą šių ląstelių atsparumą stresui ir prisitaikymo gebą, o kartu – kad tinkama trimatė terpė gali būti esminė auginant audinius kosmose. Rezultatai gali praversti ir Žemėje: ta pati tyrėjų grupė tiria, kaip mikrogravitacija veikia su nugaros skausmu ir pirmojo tipo diabetu susijusius audinius, o visi šie atradimai gali atskleisti naujų įžvalgų, kurios padės ir žemiškai terapijai. Tyrimo rezultatai publikuojami npj Microgravity.
***
Perdirbtas plastikas ir Mėnulio gruntas statyboms. Nugabenti bet ką iš Žemės į Mėnulį yra ypač brangu; kai kuriais vertinimais, vienas kilogramas naudingo krovinio gali kainuoti daugiau nei milijoną dolerių. Todėl bet kokie planai įrengti ten nuolatinę bazę remiasi vietinių išteklių naudojimu. Regolitas – smulkios, aštrios uolienų nuolaužos ir dulkės, dengiančios Mėnulio paviršių – jau seniai laikomas patraukliu trimačio spausdinimo ingredientu, tačiau vien jo nepakanka: reikia ir rišančiojo polimero, kurį vis tiek tektų vežti iš Žemės. Naujame tyrime inžinierių komanda parodė, kaip tą polimerą galima naudoti pakartotinai. Tyrėjai paėmė kosmoso technikoje naudojamą didelio atsparumo termoplastiką – polieterketonketoną, arba PEKK – ir jį išgrynino iš jau panaudotos detalės. Tada susmulkino, sumalė į miltelius, išdžiovino ir pridėjo 30% komercinės Mėnulio grunto imitacijos. Iš gauto mišinio dvisraigčiu ekstruderiu pagamino siūlą trimačiam spausdinimui ir atspausdino standartinius bandinius bei netgi veikiantį įrankį – terkšlę. Dalis bandinių yra kempinę primenantys dariniai, kurie veikiami apkrovos deformuojasi ir sugeria energiją. Taip galėtų veikti nusileidimo modulio amortizatorius. Bandymai parodė, kad medžiaga išlieka stabili plačiame temperatūrų ruože, o grunto dalelės plastike pasiskirsto tolygiai. Mechaninės savybės priklausė ne nuo plastiko suprastėjimo perdirbant, o nuo porėtumo ir sluoksnių sukibimo. Tą patį PEKK pavyko perdirbti net tris kartus be ryškaus savybių praradimo. Grunto priedas dar ir sumažino terminio apdorojimo metu atsirandantį susitraukimą bei deformacijas – tai svarbu Mėnulyje, kur nebus įrangos detalėms papildomai apdirbti. Kita vertus, mišinys pasirodė porėtesnis ir todėl trapesnis nei grynas PEKK. Tyrimas yra vienas pirmųjų, kuriame viename uždarame gamybos cikle sujungiamas kosminės klasės polimero perdirbimas ir vietinis Mėnulio gruntas; technologija dar labai nauja, tačiau rodo kryptį, kaip ateities misijose taupyti ribotus išteklius. Tyrimo rezultatai publikuojami Composites Part B: Engineering.
***
Merkurijus – artimiausia Saulei planeta, ir viena artimiausių Žemei (o priklausomai nuo to, kaip apibrėšime artumą, gali būti ir artimiausia). Tuomet kodėl BepiColombo, naujausias tenlink skriejantis kosminis zondas, kelionėje turėjo praleisti net aštuonerius metus? Apie kelionės į Merkurijų iššūkius pasakoja Dr. Becky:
***
Egzotiška keisčiausio Marso debesies fizika. Kiekvieną pavasarį ir vasarą netoli Marso pusiaujo, virš piečiausio iš trijų Tarsidės regiono ugnikalnių, nusidriekia ilgas vandens ledo granulių šleifas – pailgasis Arsijos kalno debesis. Jis susiformuoja kiekvieną rytą, nutįsta pavėjui iki 1800 kilometrų ir greitai išgaruoja, o ciklas kartojasi kelis mėnesius. Mars Express zondas jį aptiko 2018 metais ir nuo tada stebi; nustatyta, kad tai orografinis debesis – susidarantis oro masėms tekant per kalnus. Tokių debesų randama ir daug kur Žemėje, tačiau įprastiniai modeliai Arsijos debesies atsiradimo kol kas nepajėgė atkartoti. Dabar tyrėjai paaiškino, kodėl: Arsijos debesyje ledo kristalai formuojasi neįprastu būdu. Įprastai ledo kristalai atmosferoje formuojasi heterogeninės nukleacijos būdu, vandens garams nusėdant ant jau esamų dalelių. Žemėje tokios dalelės yra druska, žiedadulkės ar suodžiai, Marse – dulkės. Tačiau norint modelyje gauti tokį debesį, kokį matome nuotraukose, prireikė įtraukti homogeninę nukleaciją, kai garai virsta ledo dalelėmis tiesiogiai, be jokio užuomazgos branduolio. Šis procesas vadovėliuose aprašytas, bet laikomas grynai teoriniu, nes reikalauja ekstremalaus persotinimo; buvo spėjama, kad jis galėtų vykti aukštuosiuose Žemės ar Veneros atmosferos sluoksniuose, tačiau niekur nė karto nebuvo stebėtas. Paaiškėjo, kad Arsijos kalno apylinkėse retos Marso atmosferos ir milžiniško ugnikalnio derinys sukuria būtent tokias sąlygas: vėjui pučiant virš kalno kyla galinga banga, kuri santykinai drėgną orą per kelias minutes pakelia kelis kilometrus, temperatūra per 10 minučių nukrinta 30 laipsnių, o santykinis drėgnumas šauna aukštyn dešimtis tūkstančių kartų. Tada garai tiesiog patys savaime sušąla į ledo daleles. Modeliavimas rėmėsi trijų Mars Express kamerų duomenimis; šis zondas yra vienas nedaugelio, galinčių stebėti Marsą ryto valandomis, kai debesis susiformuoja, ir sekti jo kaitą per kelias valandas iki išgaravimo. Rezultatas svarbus ne tik Marsui: jis rodo, kad tyrinėjant planetų, taip pat ir egzoplanetų, atmosferas nevertėtų iš anksto atmesti mažai tikėtinų procesų. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Geoscience.
***
Aptikta antros kartos planeta. Kai į Saulę panaši žvaigždė miršta, ji tampa baltąja nykštuke – maždaug Žemės dydžio, bet panašios į Saulę masės kūnu. Toks pokytis gali destabilizuoti planetų orbitas, tad nenuostabu, kad baltosios nykštukės dažnai aptinkamos ryjančios savo planetų nuolaužas. Šios medžiagos pėdsakai matomi nykštukės atmosferoje, ir pagal jų cheminę sudėtį galima spręsti apie suardytus kūnus. Paprastai ten vyrauja uolienas sudarantys elementai, pirmiausia silicis ir geležis, o bendrai sandara primena Saulės sistemos kūnus. Tačiau teoriškai galimi ir kitokie variantas, pavyzdžiui antrosios kartos planetos. Tai planetos, kurios susiformavo iš medžiagos, kurią žvaigždė išmetė prieš mirdama mirdama. Tokių planetų įtariama esant aplink pulsarus, bet aplink kur kas dažnesnes baltąsias nykštukes jų nebuvo rasta. Dabar astronomai aptiko pirmąją tokią kandidatę. Baltosios nykštukės HS 0209+0832 atmosfera pasirodė neįprastai praturtinta už geležį sunkesniais elementais – cinku, variu ir ypač niobiu, kurio ten tūkstantį kartų daugiau nei Saulėje. Tai apskritai pirmas kartas, kai niobis aptiktas baltojoje nykštukėje. Kartu ten beveik nėra įprastų uolienų elementų – silicio ir geležies. Toks derinys yra vadinamojo s proceso, arba lėto neutronų pagavimo, pasekmė. S procesas vyksta senstančios žvaigždės raudonoios milžinės stadijoje, tad pirmosios kartos planeta tokia chemine sudėtimi pasižymėti negalėtų. Tyrėjų manymu, nykštukė maitinasi iš garuojančios dujų milžinės, susiformavusios diske, kurį sudarė pačios žvaigždės išmesta medžiaga. Tokį diską sudaryti nelengva, pavienė žvaigždė medžiagą išmeta beveik simetriškai, todėl ji turėtų išsisklaidyti. Greičiausiai padėjo žvaigždė palydovė, kuri dalį išsviestų dujų sugrąžino į orbitą; tai paaiškintų, kodėl antrosios kartos planetos tokios retos. TESS palydovo duomenys atskleidė silpną, 0,12% žvaigždės šviesio svyravimą 4,4 paros periodu – tai atitinka potvyniškai prirakintą Jupiterio dydžio dujų milžinę glaudžioje orbitoje. Jos atmosferos išorinius sluoksnius nuplėšia intensyvi spinduliuotė, o dalis pabėgusios medžiagos krenta ant nykštukės. Atradimas rodo, kad arti baltųjų nykštukių planetos gali formuotis ir pasibaigus pagrindinės sekos stadijai, ir siūlo būdą ieškoti kitų tokių „atgimusių“ pasaulių – pagal sunkiuosius cheminius elementus, matomus žvaigždės spektre. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Astronomy.
***
Kintantys vandens garų egzodebesys. Rudosios nykštukės yra tarpiniai objektai tarp planetų ir žvaigždžių. Jų masės nepakanka, kad branduolyje įsižiebtų stabili vandenilio sintezė, tad šviečia tik likutine formavimosi šiluma. Viena iš jų, WISE 0855, nutolusi vos kiek daugiau nei du parsekus, yra šalčiausia žinoma: jos temperatūra siekia apie 265 kelvinus, arba aštuonis laipsnius žemiau nulio Celsijaus skalėje – šalčiau nei Žemės paviršius. Masė keletą kartų viršija Jupiterio, o dydis beveik toks pat, tad ją galima laikyti ir laisvai skriejančia dujine milžine. Tokiame šaltyje atmosferoje turėtų kondensuotis vandens garų debesys, tačiau ankstesniuose fotometriniuose duomenyse debesų, cheminės sudėties ir temperatūros poveikis spinduliuotei susipindavo į vieną neišnarpliojamą signalą. Dabar astronomai tuos signalus atskyrė. James Webb teleskopo NIRSpec spektrografu jie 11 valandų kas 15 minučių matavo objekto spektrą maždaug 3-5 mikrometrų ruože, taip gaudami detaliausią kada nors sudarytą šio objekto šviesio kitimo chronologiją. Stipriausiai kito anglies monoksido sugerties juostos – kai kurių bangos ilgių svyravimų amplitudė siekė iki 10%. Statistinė analizė parodė, kad anglies monoksido ir fosfino dujų kiekio pokyčiai koreliuoja tarpusavyje; abu šie signalai kyla iš gilių, karštų sluoksnių, iš kurių konvekcija medžiagą kelia aukštyn, panašiai kaip verdančiame puode. Tuo tarpu atmosferos modeliai atskleidė, kad aukštai, žemesnio slėgio srityse telkiasi nevienalyčiai vandens debesys, kurių storis nykštukei sukantis didėja ir mažėja. Tai pirmas kartas, kai tiesiogiai patvirtinta, jog vandens debesys kitame pasaulyje kinta laikui bėgant. Iš esmės tai rudosios nykštukės orai tikrąja to žodžio prasme. Tyrėjai pabrėžia, kad konvekcijos, debesų ir pusiausvyros neatitinkančios chemijos fizika, valdanti Jupiterį, akivaizdžiai veikia ir už kelių parsekų esantį vienišą objektą, taigi turėtų galioti ir dujinėms milžinėms egzoplanetoms, kurias dabar imamasi tirti tuo pačiu teleskopu. Tyrimo rezultatai priimti publikavimui The Astrophysical Journal, su išankstine versija galima susipažinti arXiv.
***
Rudųjų nykštukių atmosferų inventorizacija. Tęsiant naujienas apie rudąsias nykštukes, NASA apžvalginio teleskopo SPHEREx duomenyse atrinkta tūkstančiai šių objektų spektrų, o dabar mokslininkai sudarė jų tipologinį katalogą. Būdamos ypatingai blausios, rudosios nykštukės iki šiol išlieka ypatingai mįslingos, nes sunku net jas aptikti, ką jau kalbėti apie savybių detalizavimą. SPHEREx matuoja objektų ryškį daugybėje siaurų spektro ruožų nuo raudonų iki vidurinių infraraudonųjų bangų; šiame ruože Žemės atmosferos vandens garai beveik visiškai užstoja vaizdą antžeminiams teleskopams. Naujajame darbe pristatyti 33 netoliese esančių rudųjų nykštukių spektrai 0,75–5 mikrometrų ruože, apimantys visą jų temperatūrų skalę nuo maždaug 250 iki 2500 kelvinų. Toks bangos ilgių ruožas apima pagrindines aktualias molekulių kuriamas sugerties juostas ir daugiau nei 80% visos objektų išspinduliuojamos šviesos, o spektruose aiškiai matyti vandens garai, anglies monoksidas, anglies dioksidas ir metanas. Tyrėjai šiuos spektrus palygino su penkiais plačiai naudojamais skaitmeniniais rudųjų nykštukių atmosferos modeliais ir rado sistemingų nesutapimų: modeliams sunkiai sekasi vienu metu atkartoti tiek ryškio smailes artimųjų infraraudonųjų spindulių srityje, tiek keturių mikrometrų srityje matomą sugertį, o didžiausi skirtumai atsiranda ties anglies monoksido ir dioksido juostomis. Ypač prastai modeliai aprašo vadinamąjį L ir T spektrinių tipų perėjimą – šiose nykštukėse gana reti, bet egzistuojantys debesys matomi kartu su šaltesnėms T nykštukėms būdingomis metano molekulėmis. Iš palygintų modelių stebėjimai geriau dera su tais, kurie numato silpną vertikalų maišymąsi atmosferoje. Tyrėjai pabrėžia dar vieną faktą: net tokios pačios temperatūros nykštukių spektrai gali atrodyti gana skirtingai, taigi orai kiekviename šių kūnų yra labai skirtingi ir sunkiai prognozuojami. Šie duomenys turėtų padėti patobulinti pačius modelius, o jų netrukus bus daugiau – analizuojami dar tūkstančiai SPHEREx užfiksuotų objektų. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astrophysical Journal.
***
Žvaigždė lėtai ryja rudąją nykštukę. Naujienos, susijusios su rudosiomis nykštukėmis, nesibaigia: pirmą kartą aiškiai užfiksuota situacija, kai rudosios nykštukės medžiaga krenta ant didesnės žvaigždės-kompanionės paviršiaus. Apskritai daugumos planetų ar rudųjų nykštukių orbitos aplink didesnes žvaigždes yra stabilios ir ramios. Jos turėtų reikšmingai pasikeisti tik tada, kai žvaigždė išsipučia arba orbita destabilizuojama išorinių veiksnių. Tada galima tikėtis, kad mažesnysis kūnas bus suardytas ir sunaikintas. Tačiau įmanomas ir švelnesnis scenarijus: stabilus, ilgai trunkantis medžiagos tekėjimas nuo žemos masės palydovo ant žvaigždės. Naujajame tyrime stebėta sistema ZTF J0440+2325, esanti už maždaug 90 parsekų nuo mūsų. Astronomų dėmesį ji atkreipė keista šviesos kreive: užuot tolygiai bangavusi aukštyn žemyn, kaip įprasta dvinarėms sistemoms, ar turėjusi aiškių pritemimų, rodančių tranzitus, ši atrodo kaip pasikartojantis trikampis. Ne vienus metus neišaiškinta mįslė buvo išspręsta išmatavus sistemos greičių svyravimą: jis pasirodė per mažas juodosios našlės tipo dvinarei, kur lengvas palydovas sukasi apie neutroninę žvaigždę, bet gerai atitiko dviejų panašiai nedidelės masės objektų orbitinį judėjimą. Tyrėjai nustatė, kad apie maždaug 85 Jupiterio mases turinčią raudonąją nykštukę per 87 minutes apskrieja maždaug 25 Jupiterio masių rudoji nykštukė. Jų orbita tokia glaudi, kad tilptų Saulės viduje. Esant tokiai situacijai, dalis medžiagos nuo rudosios nykštukės krenta tiesiai ant žvaigždės paviršiaus. Skirtingai nei prie juodųjų skylių, šioje sistemoje nesusidaro diskas, nes žvaigždė tam fiziškai per didelė. Tad srautas tiesiog smogia į paviršių dideliu greičiu ir įkaitina vieną žvaigždės paviršiaus zoną. Būtent ši karšta dėmė, sistemai sukantis pasirodanti ir pasislepianti, ir sukelia trikampę šviesos kreivę. Medžiagos tekėjimo tempas – maždaug šimtatūkstantoji Žemės masės dalis per metus. Tai visai nedaug, lyginant net ir su rudosios nykštukės mase, tad toks lėtas rijimas gali tęstis šimtus tūkstančių ar milijonus metų. Autoriai pateikia ir antrą panašią sistemą-kandidatę su dar trumpesniu, 67 minučių periodu. Rezultatai rodo, kad dalies žemos masės palydovų laukia ne staigi pražūtis, o lėtas, ilgaamžis nykimas. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Astronomy.
***
Magnetiniai laukai praplečia Čandrasekaro ribą. Į Saulę panašiai žvaigždei išeikvojus kurą ir nusimetus išorinius sluoksnius, lieka Žemės dydžio, ypač tankus darinys – baltoji nykštukė. Ji dažniausiai sudaryta iš anglies ir deguonies, o švyti dėl karščio, po truputį vėsdama. Nesisukančiai ir stipraus magnetinio lauko neturinčiai nykštukei galioja gerai žinoma viršutinė masės riba, maždaug 1,4 Saulės masės, vadinama Čandrasekaro riba. Jei dėl kokių nors priežasčių, pavyzdžiui medžiagos iš kompanionės prisijungimo, nykštukės masė priartėja ir kerta šią ribą, jos branduolys tampa pakankamai tankus, kad prasidėtų anglies jungimosi termobranduolinės reakcijos. Pastarųjų išskiriama energija suardo nykštukę į gabalus ir įvyksta Ia tipo supernovos sprogimas. Riba laikoma fiksuota, todėl fiksuotas turėtų būti ir išspinduliuojamas energijos kiekis. Būtent šiuo pastovumu remiasi Ia tipo supernovų naudojimas milžiniškiems atstumams iki tolimų galaktikų matuoti. Tačiau kai kurios Ia tipo supernovos yra ypatingai ryškios; jų pirmtakės turėjo būti masyvesnės, o teoretikai jau kelis dešimtmečius svarsto „virš-čandrasekarinių“ nykštukių egzistavimo galimybę. Dabar mokslininkai skaitmeniniais modeliais parodė, kad tokia nykštukė galėtų susiformuoti padedant stipriam magnetiniam laukui. Tyrimo autoriai modifikavo Kembridže sukurtą žvaigždžių evoliucijos kodą STARS, įtraukdami magnetinio lauko poveikį ir nykštukės vėsimą, ir sekė magnetizuotų žvaigždžių kelią nuo pagrindinės sekos iki baltosios nykštukės. Taip pat jie paskui modeliavo dvinarę sistemą, kurioje nykštukė siurbia kompanionės medžiagą. Paaiškėjo, kad iš pradžių buvęs santykinai silpnas ir nereikšmingas, magnetinis laukas tampa vis svarbesnis augant nykštukės masei. Kaupdama medžiagą nykštukė tankėja ir traukiasi, o laukas kartu stiprėja ir suteikia papildomą slėgį, padedantį atlaikyti gravitacinį gniuždymą. Tai pakeičia įprastą masės ir spindulio sąryšį ir įveda naujas masės ribas, priklausančias nuo lauko geometrijos, medžiagos kaupimo tempo ir vėsimo spartos. Viename modelyje nykštukė, susiformavusi iš 8 Saulės masių žvaigždės, kurios pradinė masė buvo 1,02 Saulės masės, kaupdama medžiagą vienos milijardosios Saulės masės per metus tempu, pasiekė net apie 2,4 Saulės masės; tuo tarpu nemagnetizuotas tos pačios sistemos modelis sustojo ties įprastine Čandrasekaro riba, 1,4 Saulės masės. Tas pats magnetinio lauko poveikis gali paaiškinti ir kodėl kai kurių stebimų nykštukių spinduliai didesni, nei tikėtasi pagal jų masę. Jei dalis Ia tipo supernovų kyla iš tokių pirmtakių, šią įvairovę reikia įskaityti vertinant jų ryškį ir naudojant jas kosminiams atstumams matuoti. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astrophysical Journal Letters.
***
Šis vaizdas iš pirmo žvilgsnio primena fejerverką. Iš tiesų tai yra supernovos, kuri Žemėje buvo matoma 1181 metais, liekana. Supernova greičiausiai įvyko susijungus dviem baltosioms nykštukėms. Maždaug liekanos centre yra kita žvaigždė, kurios stiprūs vėjai ir spinduliuotė sustūmė besiplečiančias dujas į siaurus pirštus.
***
Išsitaškiusios nykštukinės galaktikos. Nykštukinės galaktikos egzistuoja ir pavieniui, ir kaip didesnių galaktikų, tokių kaip Paukščių Takas, palydovės. Izoliuotos nykštukė paprastai vis dar turi šaltų dujų ir formuoja žvaigždes, nes šalia nėra didelės kaimynės, kuri jas nuplėštų. Priešingai, nykštukės, nustojusios auginti žvaigždes, dažniausiai randamos tankioje aplinkoje arba prie didelių galaktikų, kur jų dujas nusiurbia gravitacinės ir hidrodinaminės jėgos. Tad derinys, kai nykštukė yra ir izoliuota, ir „užgesusi“, yra itin retas ir sunkiai paaiškinamas. Standartinis kosmologinis modelis siūlo atsakymą – vadinamąsias išsitaškiusias (angl. backsplash) galaktikas, kurios kadaise pralėkė pro didelės galaktikos gravitacinį šulinį, ten neteko dujų ir išlėkė, arba ištiško, atgal į tuštumą. Tokių galaktikų turėtų būti nemažai, tačiau aplinkinėje Visatoje jų iki šiol nebuvo įtikinamai aptikta. Naujame tyrime pristatomos trys kandidatės. Trys blausios, sunkiai erdviškai išskiriamos nykštukės yra netoli spiralinės galaktikos M101, arba Vėjo malūnėlio, maždaug 6,7 megaparseko atstumu. Jų ryškis keliasdešimt tūkstančių kartų viršija Saulės, o pusės šviesio spindulys siekia apie 110–140 parsekų, apie 60 kartų mažiau, nei skiria Saulę nuo Paukščių Tako centro. Atstumai įvertinti iš paviršinio ryškumo fliuktuacijų archyviniuose CFHT ir Hyper Suprime-Cam teleskopų vaizduose. Jokios ultravioletinės ar vandenilio emisijos, kuri išduotų vykstančią žvaigždėdarą, neaptikta – tai leidžia nustatyti viršutines jų žvaigždėdaros spartos ribas, kurios siekia ne daugiau nei kelias žvaigždes per milijoną metų. Tiek preliminarūs atstumai, tiek žvaigždėdaros nebuvimas dera su prielaida, kad šios galaktikos kadaise praskriejo pro M101 ir buvo išsviestos lauk, nors viena iš jų dar gali būti ir blausi spiralinės galaktikos NGC 5585 palydovė. Galutiniam patvirtinimui ir alternatyvių scenarijų atmetimui prireiks Hubble ar James Webb teleskopų stebėjimų. Tyrimas svarbus dar ir tuo, kad tokių galaktikų gausos modeliai leis tikrinti standartinio kosmologinio modelio nuoseklumą būsimose apžvalgose, pavyzdžiui, Vera Rubin observatorijos. Tyrimo rezultatai publikuojami The Astrophysical Journal.
***
Kur ir kada geriausia gyventi? Gyvybei tinkamų sričių sampratą astronomai taiko įvairiais masteliais. Siauriausias – gyvybinė zona apie žvaigždę, kur nei per karšta, nei per šalta, tad planetos paviršiuje galėtų laikytis skystas vanduo. Platesnis – galaktinė gyvybinė zona: per arti galaktikos centro žvaigždės grūdasi ir trikdo viena kitos planetų orbitas, o pernelyg toli pakraštyje trūksta sunkiųjų elementų, be kurių uolinės planetos apskritai nesusiformuoja. Koncepciją praplėsti galima ir laike – nagrinėti, kada Visatoje apskritai atsirado tinkamos gyvybei sąlygos ir kokios galaktikose kuriuo Visatos laikotarpiu jos buvo geriausios. Kol kas tokių tyrimų daryta nedaug, o naujame darbe šie klausimai gvildenami pasitelkus vieną didžiausių galaktikų evoliucijos skaitmeninių modelių. Tyrėjai panaudojo EAGLE kosmologinį hidrodinaminį modelį, kuriame sekamas erdvės plėtimasis, gravitacija bei dujų, žvaigždžių ir juodųjų skylių fizika. Modelis ne vienus metus naudojamas analizuoti įvairiausių galaktikų savybių raidą. Naujojo tyrimo autoriai suskaičiavo, kiek skirtingose galaktikose skirtingu metu sukuriama „gyvybingo laiko“, t.y. laiko, kurio metu konkreti planeta yra tinkama gyvybei. Modelyje atsižvelgiama į pagrindinės sekos – t.y. vandenilį branduolyje deginančių – žvaigždžių skaičių, sunkiųjų elementų gamybą ir pasiskirstymą bei tinkamų planetų formavimąsi; per didelė sunkių elementų gausa irgi nelaikoma pliusu, nes tada dažniau susiformuoja karštieji jupiteriai, kurie gali išsvaidyti lauk uolines planetas. Kartu įskaityti penki gyvybę galintys sunaikinti procesai: branduolio kolapso ir Ia tipo supernovos, žvaigždžių suartėjimai, gama spindulių žybsniai ir kvazarai. Rezultatai parodė, kad pavojingiausios yra jaunos galaktikos ankstyvoje Visatoje, nes jų sparti žvaigždėdara veda prie daugybės išmirimų. O štai dabartinis Paukščių Takas yra tipiška gyvybei palanki galaktika – efektyviai gaminanti tinkamas sąlygas ir patyrusi mažai katastrofų. Pavyzdžiui, per milijardą metų klajonių po mūsų Galaktiką mažiau nei viena žvaigždė iš tūkstančio patirtų gyvybę naikinantį įvykį. Mažesnėse galaktikose, kurių Visatoje kur kas daugiau, situacija prastesnė – jos per tankios ir pernelyg energingos, be to, jos lėčiau prisipildo sunkių elementų. Autoriai pažymi ir tai, kad bendras Visatos gyvybingumas pastaruosius keletą milijardų metų po truputį mažėja, nes katastrofų sparta ima vytis ir lenkti naujų planetų gimimą. Tyrimo rezultatai publikuojami MNRAS.
***
Štai tokios naujienos iš praėjusios savaitės. Kaip įprastai, laukiu jūsų klausimų ir komentarų.
Laiqualasse