Naujienos ir renginiai

***

Naujo marsaeigio bandymai. Liko mažiau nei dveji metai iki Mars 2020 nusileidimo Raudonojoje planetoje. Šis marsaeigis, sumontuotas ant tokios pat važiuoklės, kaip Curiosity, ieškos kadaise egzistavusios, o gal ir dabar išlikusios, gyvybės pėdsakų. Natūralu, kad šios pustrečio milijardo dolerių kainuosiančios misijos elementus reikia kuo geriau išbandyti dar Žemėje, kad nekiltų jokių problemų skrydžio, nusileidimo ir darbų Marse metu. Tokie bandymai pradėti sausio pabaigoje. Sausio 23 ir 25 dienomis buvo sumodeliuotas pakilimas, skrydis ir nusileidimas Marse, abu kartus sėkmingai. Tiesa, viskas atlikta laboratorijoje ir pats marsaeigis niekur nejudėjo – patikrintos tik programinės ir valdymo sistemos, ne fiziškai judėti turėsiančios detalės. Šios sistemos pradėtos gaminti dar 2013 metais, remiantis Curiosity, Spirit ir Opportunity patirtimi, tačiau perrašytos iš naujo. Iš viso operacijų procedūros aprašytos tūkstančio puslapių knygoje, kurią visą ir pavyko patikrinti. Bandymų ateityje bus ir daugiau – bus tikrinama, kaip marsaeigio sistemos atlaikys Marso paviršiaus sąlygas ir susidoros su galimomis problemomis misijos metu. Misijos pradžia – pakilimas iš Kanaveralo kyšulio kosmodromo – numatytas 2020 metų liepos 17 dieną.

***

Nusileisti Marse nelengva. Ten mažai atmosferos, kuri sustabdytų krentantį krovinį, paviršius irgi nelabai dėkingas. Plačiau apie kylančius pavojus ir galimus jų sprendimo būdus – savaitės filmuke iš Universe Today:

***

Senovinis kometos smūgis. Prieš 12800 metų Žemėje įvyko staigus klimato atšalimas, sukėlęs daugelio didelių gyvūnų rūšių išnykimą. ir davęs pradžią beveik dviejų tūkstantmečių trukmės Jaunųjų Driadų (angl. Younger Dryas) geologiniam periodui. Dominuojanti hipotezė apie pokyčių priežastį yra kometos ar asteroido nuolaužų smūgiai daugybėje vietų maždaug pusėje Žemės rutulio. Iki šiol šio Jaunųjų Driadų ribos (Younger Dryas Boundary) pokyčio pėdsakai buvo aptikti daugybėje vietų Šiaurės pusrutulyje, o pietuose apie jį bylojo tik duomenys iš Antarktidos ledynų. Dabar pristatyta pietinėje Čilėje atliktų geologinių tyrimų analizė, patvirtinanti, jog kosminiai smūgiai turėjo poveikį ir ten. Ten taip pat aptikti 12800 metų senumo pėdsakai, susidedantys iš neįprastai aukštų aukso, platinos, geležies ir chromo gausių sferinių granulių ir gamtoje retai randamos grynos geležies koncentracijų. Taip pat aptiktas didžiulis akmens anglies sluoksnis, žymintis, kad smūgiai sukėlė didžiulius gaisrus reikšmingoje Žemės dalyje. Geologiniai tyrimai patvirtina ir megafaunos išnykimą – jaunesniuose geologiniuose sluoksniuose neberandama nei fosilijų, nei išmatose augančių grybų pėdsakų. Šis atradimas gerokai sustiprina kosminio smūgio, kaip Jaunųjų Driadų ribą sukėlusio veiksnio, hipotezę. Tyrimo rezultatai publikuojami Scientific Reports.

***

Atskleidžiamos asteroido Bennu paslaptys. Praėjusių metų pabaigoje NASA zondas OSIRIS-REx atvyko prie asteroido Bennu ir pradėjo jį tyrinėti. Dvejų metų trukmės misijos asteroido orbitoje tikslas yra ir nustatyti asteroido savybes bei išsiaiškinti jo evoliucinę istoriją, ir surinkti paviršiaus medžiagos mėginių bei vėliau pargabenti juos į Žemę laboratoriniams tyrimams. Praeitą savaitę paskelbtas pirmas mokslinių straipsnių rinkinys, kuriuose analizuojami duomenys, surinkti zondui dar artėjant prie asteroido antroje praeitų metų pusėje. Kai kurie atradimai buvo paskelbti jau anksčiau – pavyzdžiui, netikėtai gruoblėtas asteroido paviršius bei greitėjantis jo sukimasis. Asteroido paviršiuje atrasta daug mineralų, kurie formuojasi vandeningoje aplinkoje – tai reiškia, kad šie mineralai formavosi Saulės sistemos jaunystėje, kai asteroide dar buvo nemažai vandens. Paties asteroido sandara greičiausiai primena „nuolaužų krūvą“, t.y. jis sudarytas iš silpnai susijungusių atskirų įvairaus dydžio luitų. Laikui bėgant, šie luitai kartais subyra ir susijungia iš naujo; taip asteroido paviršius nuolatos šiek tiek keičiasi, o visos jo dalys supanašėja tarpusavyje. Toks evoliucijos modelis paaiškina ir paviršiaus spektro savybes, ir jo gruoblėtumą. Taip pat labai netikėtas rezultatas buvo medžiagos tėkmės, lekiančios iš asteroido, tarsi iš kometos. Šis reiškinys gali būti susijęs su asteroido struktūra ir kartkartėmis pasitaikančiais jos pokyčiais, bet kol kas vienareikšmio atsakymo nėra. Tyrimo rezultatai publikuojami septyniuose straipsniuose Nature.

***

Ultima Thule istorija. Kiek visko galima sužinoti iš poros nuotraukų, atsiųstų iš Saulės sistemos pakraščio? Pasirodo, gana daug, ir tą puikiai įrodo praeitą savaitę paskelbta Ultima Thule duomenų analizė. Kol kas New Horizons atsiuntė toli gražu ne visus duomenis, surinktus sausio pirmą dieną vykusio praskridimo metu, bet ir iš tų keleto nuotraukų galima daug suprasti apie objekto sandarą ir netgi kilmę. Jau prieš mėnesį paskelbta, kad Ultima Thulės forma yra labai keista – objektas susideda iš didesnės paplokščios uolienos (Ultimos), kuri susijungusi su mažesne apvalia (Thule). Kol kas nėra paaiškinimo, kodėl Ultima tokia plokščia, bet šią savybę būtina suprasti, norint suvokti planetų formavimosi procesą. Svarbi ir Ultima Thulės spalva – objektas yra labai raudonas, kaip ir daugelis Kuiperio žiedo objektų. Objekto paviršiuje aptikta vandens ledo, metanolio ir organinių molekulių, tai irgi atitinka daugelio Kuiperio žiedo objektų savybes. Tai reiškia, kad Ultima Thule tikrai yra pirmykštis Saulės sistemos objektas, beveik nepakitęs nuo susiformavimo prieš puspenkto milijardo metų. Tokių objektų pilnas Kuiperio žiedas, tad New Horizons duomenys duoda mums galimybę tyrinėti reprezentatyvų Saulės sistemos pakraščių atstovą. Formavosi jis turbūt iš protoplanetinio disko, jungiantis dulkėms ir akmenukams. Įvairių susijungimų pėdsakai galimai vis dar matomi objekto paviršiuje kaip skirtingų spalvų grioviai ir įdubos. Didžiausias ir geriausiai matomas susijungimas, aišku, buvo pats paskutinis, kai Ultima ir Thule, kurį laiką sudarę dvinarį asteroidą, susiliejo į vieną objektą. Susiliejimas turėjo būti labai lėtas, kad visa sistema nesubyrėtų į gabalus, bet irgi paliko matomą pėdsaką – kitokią „kaklo“ regiono spalvą. Analizė pristatyta New Horizons misijos spaudos konferencijoje, skaidres rasite čia.

***

Seniausias spiečius Paukščių Take. Kamuoliniai spiečiai yra masyvūs žvaigždžių telkiniai, kurių amžius siekia nuo maždaug 8-9 iki daugiau nei 12 milijardų metų. Tiksliai nustatyti jų amžių dažnai sudėtinga, nes senos žvaigždės yra blausios ir jas sunku išskirti nuotraukose. Bet nauji Hablo teleskopo surinkti duomenys leido patikslinti spiečiaus HP1, esančio arti mūsų Galaktikos centro, amžių. Nustatyta, kad jis susiformavo prieš 12,8 milijardo metų, o paklaidų ribos apima 12-13,7 milijardų metų intervalą, taigi spiečiaus amžius yra panašus į Visatos amžių. Taip pat patikslinta ir jo orbita – ji yra labai ištęsta, spiečius priartėja prie Galaktikos centro 120 parsekų atstumu, o nutolsta – net 3 kiloparsekų. Šis atradimas padeda geriau suprasti Galaktikos formavimąsi: manoma, kad jis susidėjo iš dviejų etapų, kurių pirmajame susiformavo ir kamuoliniai spiečiai. Geriau suprasdami spiečių orbitas ir evoliuciją galime tiksliau nustatyti ir visos Galaktikos žvaigždėdaros istoriją. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

 

Kaip atrodytų dangus, jei būtų Galaktikos centre? Deja, to pasakyti tiksliai negalime, bet galime pabandyti sumodeliuoti. Pasinaudoję geriausia turima informacija apie medžiagos struktūras ir žvaigždžių padėtis centrinėje Paukščių Tako dalyje, mokslininkai sukūrė šią vizualizaciją. Joje matomas viso dangaus vaizdas, taigi reikėtų įsivaizduoti, kad vaizdas apgaubia jus visiškai. Mėlynai pavaizduotos karščiausios labai retos dujos, raudonai – šaltesni telkiniai, geltonai – pačios šalčiausios ir tankiausios sankaupos.

***

Rentgeno kaminai Galaktikos centre. Mūsų Galaktikos centrinė juodoji skylė šiuo metu nėra aktyvi, bet praeityje patyrė ne vieną aktyvumo epizodą. Paskutinis reikšmingas epizodas nutiko prieš kelis milijonus metų, jo metu buvo sukurti dešimties kiloparsekų aukščio Fermi burbulai, plintantys statmenai Galaktikos plokštumai. Mažesniais mastais, keleto ir kelių dešimčių parsekų atstumu nuo Galaktikos centro, matyti daugybė aktyvumo pėdsakų, taip pat žvaigždėdaros paliktų juostų ir burbulų, kurie byloja apie nuolatos kintančias sąlygas arti juodosios skylės. Dabar pristatyti rentgeno stebėjimų duomenys atskleidžia dvi 150 parsekų aukščio struktūras, nusidriekusias nuo Galaktikos centro statmenai jos plokštumai. Struktūros, pavadintos rentgeno kaminais, yra daugmaž cilindrinės; tiesa, šiaurinė yra apvalesnė už pietinę. Jos jungia juodosios skylės prieigas su Fermi burbulų apačia. Bendras medžiagos tankis kaminuose yra mažesnis, nei aplink juos, tačiau laisvųjų elektronų koncentracija – didesnė. Šios struktūros greičiausiai yra kanalai, likę nuo Fermi burbulų formavimosi laikotarpio; juos palaiko žvaigždžių spinduliuotės, vėjų ir supernovų sprogimų energija, plūstanti iš centrinės Galaktikos dalies. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature.

***

Bėgantis pulsaras. Pulsarai – labai greitai besisukančios neutroninės žvaigždės – atsiranda supernovų sprogimų metu, baigus gyvenimą 8-10 kartų už Saulę masyvesnei žvaigždei. Supernovų sprogimai niekada nėra tiksliai simetriški, todėl neutroninė žvaigždė išmetama tolyn ir kartais gali net pabėgti iš galaktikos, kurioje įvyko sprogimas. Dabar būtent toks bėgantis pulsaras aptiktas mūsų Galaktikoje. Pulsaras katalogo numeriu PSR J0002+6216 aptiktas dar 2017 metais. Netrukus po to radijo ir gama spindulių stebėjimai atskleidė labai įdomių detalių apie pulsaro aplinką. Už objekto atrasta energingų dalelių ir magnetinio lauko linijų žymima keturių parsekų ilgio uodega, nukreipta tiesiai supernovos liekanos CTB 1 link. Pulsarą nuo liekanos centro skiria 15 parsekų. Taip pat išmatuota, kad pulsaras juda 1125 kilometrų per sekundę greičiu – apie penkis kartus greičiau, nei vidutiniai kitų žinomų pulsarų greičiai. Toks greitis yra didesnis nei pabėgimo greitis iš Paukščių Tako, taigi pulsaras tolimoje ateityje apskritai paliks mūsų Galaktiką. Judėdamas tokiu greičiu, 15 parsekų pulsaras įveikia per kiek daugiau nei 10 tūkstančių metų – būtent toks yra ir supernovos liekanos amžius. Taigi pakankamai aišku, kad supernovos liekana yra palikimas sprogimo, sukūrusio šį bėgantį pulsarą. Atradimas pristatytas praeitą savaitę vykusioje Amerikos astronomų sąjungos Aukštos energijos astrofizikos tyrimų grupės konferencijoje.

***

Aktyvių branduolių spinduliuotės sąryšiai. Aktyvūs galaktikų branduoliai – supermasyvios juodosios skylės ir į jas krentanti medžiaga – skleidžia labai daug energijos visame elektromagnetinių bangų ruože, nuo radijo iki gama spindulių. Infraraudonoji spinduliuotė sklinda iš dulkėtų dujų, besisukančių tore aplink juodąją skylę, o rentgeno spinduliuotė sklinda iš arčiau juodosios skylės esančio vainiko. Naujame tyrime išnagrinėti sąryšiai tarp rentgeno ir infraraudonosios spinduliuotės daugiau nei 700 aktyvių galaktikų. Patvirtinta, kad aktyvių branduolių rentgeno ir infraraudonųjų spindulių šviesis koreliuoja, tačiau taip pat nustatyta, kad infraraudonoji spinduliuotė sklinda toli gražu ne vien iš toro, bet ir iš kitų dujų telkinių aplink aktyvų branduolį. Vien toro spinduliuotė su aktyvaus branduolio rentgeno spinduliuote koreliuoja nežymiai. Tai gali reikšti, kad aktyvių branduolių struktūra yra sudėtingesnė ir įvairesnė, nei manyta iki šiol, ir toro savybės neturi reikšmingos įtakos vainikui bei atvirkščiai. Taip pat patvirtinta koreliacija tarp aktyvaus branduolio rentgeno spinduliuotės ir visos galaktikos infraraudonosios spinduliuotės, kuri žymi žvaigždėdaros spartą. Kuo spartesnė žvaigždėdara galaktikoje, tuo ryškiau šviečia ir aktyvus branduolys. Taigi tarp šių procesų ryšys tikrai egzistuoja, bet kol kas sunku pasakyti, ar jis yra priežastinis (vienas procesas sukelia kitą), ar atsitiktinis (abu priklauso nuo dujų kiekio galaktikoje). Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Kvazaro čiurkšlės energijos pasiskirstymas. Ypatingai energingi aktyvūs galaktikų branduoliai, kartais vadinami kvazarais, kartais išmeta medžiagos čiurkšles, judančias beveik šviesos greičiu. Sąveikaudamos su magnetiniu lauku, čiurkšlės dalelės skleidžia radijo spinduliuotę. Kol kas nėra tiksliai aišku, kaip dalelės įgreitinamos iki tokių milžiniškų energijų, bet nauji stebėjimai gali padėti atsakyti į šį klausimą. Stebėjimams pasirinktas kvazaras 4C+19.44, kurio spinduliuotė iki mūsų keliauja beveik penkis milijardus metų. Naujieji stebėjimai atlikti šimtų megahercų dažnio ruože, gerokai mažesniame, nei įprastai stebimos čiurkšlės. Nustatyta, kad čiurkšlės spinduliuotė šiame ruože yra gerokai silpnesnė, nei būtų galima spręsti, remiantis gigahercų ir aukštesnio dažnio spinduliuotės duomenimis. Tai gali reikšti vieną iš dviejų reiškinių – arba žemo dažnio radijo bangos sugeriamos geriau, nei aukšto dažnio, arba čiurkšlėse yra santykinai mažiau mažos energijos dalelių, nei didelės. Pirmasis paaiškinimas atrodo mažiau tikėtinas, nes vienodi spektrai aptikti keliose čiurkšlės vietose, o sugertis turėtų priklausyti nuo stebėjimų krypties; be to, panašūs radijo spinduliuotės netolygumai stebimi ir kitokiuose šaltiniuose, kur jie kyla dėl dalelių energijų pasiskirstymo, o ne dėl sugerties. Kol kas neaišku, kodėl dalelės galėtų būti įgreitinamos taip netolygiai, bet šie rezultatai padės patikrinti ir patobulinti galaktikų čiurkšlių modelius. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Ankstyvas metalų formavimasis. Pirmosios žvaigždės susiformavo praėjus maždaug 180 milijonų metų po Didžiojo sprogimo. Kol kas nežinome, kaip sparčiai jos formavosi netrukus po to, o nuo šios spartos priklauso ir pirmųjų galaktikų spinduliuotė, ir Visatos cheminė raida. Dabar pristatyti labai tolimos galaktikos stebėjimai, rodantys, kad bent jau joje žvaigždės formavosi labai anksti ir labai sparčiai. Galaktiką MACS0416_Y1 matome tokią, kokia ji buvo Visatai esant vos 700 milijonų metų amžiaus, tačiau joje yra labai daug dulkių – bent keturi milijonai Saulės masių. Dulkės susideda iš anglies, silicio ir kitų už helį sunkesnių cheminių elementų, kurie susiformavo pirmosiose žvaigždėse; astronomai juos bendrai vadina metalais. Taigi praėjus vos 700 milijonų metų po Didžiojo sprogimo, šioje galaktikoje buvo daug metalų. Nustatyta, kad žvaigždės MACS0416_Y1 formavosi dviem žybsniais 300 ir 600 mln. metų po Didžiojo sprogimo; masyviausios iš tų žvaigždžių stebimu laikotarpiu jau seniai buvo sprogusios supernovomis ir praturtino galaktiką metalais. Iš viso galaktika turi apie tris milijardus Saulės masių žvaigždžių; dulkių ir žvaigždžių masių santykis yra nedaug mažesnis už santykį Paukščių Take. Ligšioliniai Visatos raidos modeliai neprognozavo tokios ankstyvos ir sparčios žvaigždėdaros, taigi juos reikės patobulinti. Tyrimo rezultatai arXiv.

***