Nekoreguojami

Nekoreguojami

Nekoreguojami

2019. 06. 25

K.Zubovas „Konstanta 42“. Kąsnelis Visatos CCCLXXXVII: Sukimasis

Nuo naujų misijų idėjų Saulės sistemos tyrimams iki tolimiausios besijungiančių galaktikų poros – kaip įprastai, žemiau rasite dešimt naujienų iš artimo ir tolimo kosmoso. Bus ir naujų planetų, ir galaktikų dalių sukimosi, ir naujų technologijų, ir geresnio supratimo apie sąlygas Saturno ir Jupiterio palydovų vandenynuose. Ir netgi ateivių paieškų šiek tiek. Gero skaitymo!

***

Ateities mažųjų palydovų misijos. Praeitą savaitę NASA paskelbė tris mažųjų palydovų misijų projektus-finalininkus, iš kurių bent vienas turėtų išskristi į kosmosą iki 2023 metų. Finalininkai atrinkti iš dvylikos pasiūlymų, pateiktų praėjusiais metais. Visi pasiūlymai kalba apie palydovus, kurių masė neviršija 180 kilogramų, ir yra skirti Saulės sistemos objektų tyrimams. Pirmasis finalistas – Janus, kurio tikslas – du dvinariai asteroidai. Nuskridus iki jų ir tyrinėjant jų sudėtį, tikimasi geriau suprasti, kaip apskritai formavosi planetos. Antrasis tyrimas – EscaPADE, skirtas Marso atmosferos nykimo tyrimams. Raudonoji planeta turi retą atmosferą, kuri nyksta dėl sąveikos su Saulės vėju ir pačios planetos procesų – visi šie procesai ir bus EscaPADE tyrimų objektas. Trečiasis finalininkas – Lunar Trailblazer – ieškos vandens sankaupų Mėnulio paviršiuje ir nustatys, kaip jos siejasi su kitomis paviršiaus struktūromis, taip praplėsdamas žinias, reikalingas tyrimų stočių ir kolonijų įkūrimui. Visų projektų komandos dabar turės metus laiko patobulinti ir detalizuoti misijos dizainą, o po metų NASA įvertins jų pasirengimą ir nuspręs, kurias misijas implementuoti ir siųsti į kosmosą.

***

Pripučiami skydai zondams. Zondo nusileidimas planetoje visada yra sudėtingas procesas. Jei planeta turi atmosferą – net tokią retą, kaip Marso – procesas tampa dar sudėtingesnis. Nors atmosfera sulėtina aparatą ir taip sumažina stabdymo poreikį, ji gali destabilizuoti judėjimą, o dar blogiau – įkaitinti ir sugadinti prietaisą. Todėl visi zondai turi karščio skydus. Įprastai šie skydai yra storos metalo plokštės, tačiau didžiulė jų masė verčia ieškoti kitokių sprendimų. Pastaruoju metu NASA kuria pripučiamą karščio skydą, kuris tarsi balionas išsipūstų zondui pasiekus atmosferą. Kol kas buvo atlikti keli suborbitiniai sistemos bandymai, tolesni darbai tęsiami tyrimų centruose, o orbitinis bandymas numatytas 2022 metais. Tokia sistema galėtų rasti pritaikymą ir kitas planetas tirsiančiuose zonduose, ir į Tarptautinę kosminę stotį bei kitas stotis keliausiančiuose ir iš jų grįšiančiuose erdvėlaiviuose.

***

Keliaudami į kitas vietas, žmonės visada kartu gabenosi įvairių gyvų organizmų – kai kuriuos sąmoningai, kitus ne. Tas pat galioja ir kosminėms kelionėms – įvairūs mikroorganizmai keliauja su mumis. Kaip apsaugoti planetas ir galbūt ten egzistuojančią vietinę gyvybę nuo žemiškų organizmų? Apie tai – savaitės filmuke iš Universe Today:

***

Astronautų raumenų išsaugojimas. Gyvenimas mikrogravitacijos sąlygomis labai smarkiai kenkia raumenims. Vos per 5-11 dienų trunkančią misiją kosmose astronauto raumenų masė gali sumažėti 20%. Ypač nukenčia blauzdų, nugaros ir kaklo raumenys. Tai sukelia problemų ne tik grįžus į Žemę; kosminės misijos metu taip pat gali prireikti fizinės jėgos, o tada prasta raumenų būklė gali netgi išvis sužlugdyti misiją. Kad išvengtų didžiulio raumenų masės sunykimo, astronautai Tarptautinėje kosminėje stotyje kasdien pustrečios valandos praleidžia treniruodamiesi. Neseniai atliktame tyrime nagrinėta raumenų masės netektis ir galimi proceso sulėtinimo būdai, 70 sienų sekant pacientus, nepakylančius iš lovos. Iš viso tyrime dalyvavo 24 vyrai, iš kurių aštuoni tiesiog gulėjo lovoje be jokių veiksmų, dar aštuoni darė įvairius pratimus, o likę aštuoni greta pratimų gavo testosterono injekcijas. Tyrimo metu reguliariai atliktos biopsijos, kurių metu paimti dalyvių šlaunies raumens mėginiai. Nustatyta, kad ir pratimai, ir testosteronas sulėtino, o kai kuriais atvejais ir visiškai sustabdė, baltymų nykimą. Taip pat nustatyti junginiai, veikiantys kaip raumenų nykimo ar proceso lėtėjimo biologiniai žymekliai – ateityje jais bus galima remtis kiekvienam astronautui pritaikant personalizuotą fizinio aktyvumo ar terapijos programą. Tyrimo rezultatai publikuojami PLOS One.

***

Marso dulkių ciklas. Marse dažnai vyksta dulkių audros. Kartais jos būna mažytės, apsiribojančios vienu ar keliais sūkuriais, o kartais apgaubia visą planetą. Dabar naujame tyrime, išanalizavus 16 metų stebėjimų duomenis, nustatyta, kad Marsas turi dulkių apykaitos ciklą, panašų į vandens ciklą Žemėje. Dulkių audras galima suskirstyti į dvi grupes: trunkančias trumpiau nei šešias dienas ir apimančias mažą plotą, ir trunkančias ilgiau bei išplintančias plačiau. Audrų dažnis ir stiprumas priklauso nuo metų laiko – nagrinėtame pietų pusrutulio regione jos stipriausios žiemos pabaigoje. Be to, audros atsikartoja beveik periodiškai kas 20 dienų – toks yra planetos atmosferoje sklindančių Rossby bangų periodas. Žemėje šios bangos irgi nulemia audrų kilimą, o tai tik dar labiau patvirtina, kad Marso atmosfera daug kuo panaši į Žemės. Tyrimo rezultatai publikuojami Icarus.

***

Didžiųjų planetų palydovų vandenynai. Jau ne vienerius metus žinome, kad po Europos ir Encelado paviršių dengiančiais ledynais yra ir skysto vandens. Europoje jo netgi daugiau, nei Žemėje. Nors tiesiogiai tyrinėti šių vandenynų kol kas neturime galimybės, stebėdami palydovų paviršių ir iš jo besiveržiančias čiurkšles galime nemažai sužinoti ir apie jų gelmes. Štai Europos paviršiuje matomos gelsvos dėmės, pasirodo, yra paprasčiausios valgomosios druskos – natrio chlorido – nuosėdos. Toks atradimas padarytas atlikus detaliausius regimųjų spindulių spektrinius stebėjimus Hablo teleskopu. Anksčiau buvo žinoma, kad Europos vandenyne turi būti druskų, nes kitaip jis užšaltų. Tačiau buvo manoma, kad tos druskos yra magnio sulfatai. Visgi ne per seniausiai, atlikus infraraudonųjų spindulių spektrinius stebėjimus, magnio sulfato pėdsakų Europos paviršiuje neaptikta. Tuomet iškelta hipotezė, kad vandenyne esančios druskos galėtų būti natrio chloridas, tačiau jos patvirtinti infraraudonųjų spindulių stebėjimais nepavyko, nes šiame ruože druska neturi spektro linijų. Pasitelkus Hablą, klausimas išspręstas ir parodyta, kad natrio chlorido tikrai yra. Tai – gana įdomus rezultatas, nes natrio chloridas šiaip sau šaltame vandenyje netirpsta, priešingai nei magnio sulfatas. Natrio chlorido egzistavimas vandenyne leidžia spręsti, kad jo dugne yra hidroterminių versmių. Tiesa, gali būti, kad natrio chloridas egzistuoja tik lede palydovo paviršiuje ir patenka tik į paviršiun besiveržiančias vandens čiurkšles. Vienareikšmiškai nustatyti Europos vandenyno sudėtį bus įmanoma tik tada, kai iki palydovo nuskris dedikuotas zondas, galinti prasigręžti pro ledo sluoksnį. Tyrimo rezultatai publikuojami Science Advances.

Encelado vandenyną tyrinėjo dar Cassini zondas, skrajojęs Saturno sistemoje iki 2017 metų rudens. Jis ir aptiko čiurkšles, besiveržiančias iš Encelado gelmių, ir nustatė, kad jose vanduo yra gerokai labiau šarminis, nei Žemėje. Bet naujame tyrime teigiama, kad čiurkšlių cheminė sudėtis nebūtinai atitinka vandenyno cheminę sudėtį. Taip yra todėl, kad čiurkšlei veržiantis pro ledo sluoksnį ir plintant vakuume, joje vyksta atsidalinimas – kai kurios dujos atsiskiria nuo vandens ir išgaruoja atskirai. Skirtingos dujos atsidalina nevienodai, todėl pasikeičia ir čiurkšlės pH balansas. Suskaičiavę skaitmeninį modelį, kuriame įtraukiamas atsidalinimas, mokslininkai nustatė, kad Encelado vandenynas greičiausiai yra panašaus pH, kaip ir Žemės, t. y. beveik neutralus. Taip pat jame turėtų būti daug daugiau vandenilio, metano ir anglies dvideginio, nei manyta iki šiol. Šie elementai ir junginiai yra maistas daugybei mikrobų Žemėje, taigi gali būti maistas ir vietinei Encelado gyvybei. Aišku, kol kas nežinome, ar tos gyvybės ten apskritai yra, ir turbūt nesužinosime be dedikuotos misijos į Enceladą, bet tokie tyrimai po truputį padeda suprasti, kokios sąlygos yra giliai po ledu. Tyrimo rezultatai bus pristatyti ateinančią savaitę astrobiologijos konferencijoje AbSciCon 2019.

***

Saturno palydovas Dafnis tarp žiedų. Šaltinis: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Savaitės paveiksliukas – mažytis Saturno palydovas Dafnis, keliantis bangas Saturno žieduose. Tokių palydovų-piemenų Saturnas turi ne vieną, jų gravitacija išlaiko žiedus ir suformuoja tarpus tarp jų.

***

Breakthrough Listen duomenys. Nuo 2016 metų vyksta projektas Breakthrough Listen, kurio tikslas – per 10 metų ištirti daugiau nei milijoną artimų žvaigždžių, ieškant iš jų sklindančių protingos gyvybės skleidžiamų radijo signalų. Dabar paskelbta pirmų trejų metų stebėjimų analizė. Ji apima 1327 artimas žvaigždes, kurios buvo stebimos dviem radijo teleskopais – Green Bank teleskopu JAV ir Parkes teleskopu Australijoje. Paieškas labai apsunkina tai, kad daugybę radijo signalų skleidžia žmonijos veikla Žemėje ir aplink ją. Pritaikius du atrankos kriterijus – pašalinus signalus, kurie aptinkami dideliame dangaus plote, o ne sklindantys iš tiriamos žvaigždės, ir atmetus signalus, kurių dažnis nekinta taip, kaip turėtų kisti dėl tiriamos žvaigždės judėjimo – paaiškėjo, kad nei vienas signalas šių kriterijų neatitinka. Taigi bent kol kas šiose aplinkinėse žvaigždėse technologinių civilizacijų aptikti nepavyko. Tolesniais tyrimais bus stengiamasi dar tvirčiau apriboti galimų iš šių žvaigždžių sklindančių signalų stiprumą. Be to, visi surinkti duomenys paskelbti viešai, taigi entuziastai gali ko nors įdomaus ieškoti ir patys. Net jei nežemiškų civilizacijų nerasime, surinkti duomenys gali pasitarnauti geriau suprantant žvaigždžių skleidžiamą radijo spinduliuotę. Su dviem tyrimus pristatančiais straipsniais galite susipažinti SETI puslapyje.

***

Dvi artimos žemiškos planetos. Bendrai paėmus, naujų egzoplanetų atradimai dabar jau nieko nestebina. Bet tarp daugybės pranešimų kartais pasitaiko išskirtiniai. Štai praeitą savaitę paskelbta apie dviejų daugmaž Žemės masės planetų atradimą prie palyginus netolimos žvaigždės-nykštukės. Teegardeno žvaigždę nuo mūsų skiria mažiau nei keturi parsekai, ji yra 25-a artimiausia Saulei žvaigždė. Ilgi žvaigždės judėjimo stebėjimai parodė, kad ji svyruoja – kartais artėja prie mūsų, kartais tolsta. Toks judėjimas yra ženklas, kad aplink žvaigždę sukasi planeta, kurios gravitacija išjudina ir žvaigždę. Detalesnė analizė parodė, kad planetos yra netgi dvi; viena aplink žvaigždę apsisuka per mažiau nei penkias Žemės paras, kita – per kiek daugiau nei vienuolika. Abi jos patenka į žvaigždės gyvybinę zoną, o jų masės yra tik truputį didesnės, nei Žemės. Tai yra vienos mažiausių kada nors aptiktų planetų, be to, jos yra pirmosios uolinės planetos prie žvaigždės-nykštukės, kurių masė apskaičiuota remiantis žvaigždės judėjimu. Taigi artimų ir į Žemę panašių planetų sąrašas, susidedantis vos iš kelių dešimčių įrašų, pasipildė dar dviem narėmis. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Poliarizuota gama žybsnio šviesa. Gama spindulių žybsniai yra energingiausi sprogimai Visatoje, kurių metu mirštanti masyvi žvaigždė beveik šviesos greičiu išmeta medžiagos čiurkšlę. Čiurkšlė yra siaura, nes jai išsiplėsti neleidžia stiprus magnetinis laukas. Skirtingi gama žybsnių modeliai duoda skirtingas prognozes apie magnetinio lauko savybes, o patikrinti jas galime išmatavę mus pasiekiančios spinduliuotės poliarizaciją. Poliarizacija yra elektromagnetinių bangų „išsikiriavimas“ – įprastoje šviesoje kiekvienas fotonas virpa skirtinga kryptimi, o visiškai poliarizuotoje visų fotonų virpesių kryptis vienoda. Dabar pirmą kartą pavyko išmatuoti žybsnio skleidžiamos radijo spinduliuotės poliarizaciją. Ji pasirodė esanti visai nedidelė – lygiagrečiai išsirikiavę tik 0,8% fotonų. Tai reiškia, kad magnetinis laukas žybsnio čiurkšlėje yra labai padrikas, o didžiausi tvarkingai išsidėstę regionai negali viršyti šimtadalio čiurkšlės pločio. Be to, fotonų poliarizacijos kampas – išsirikiavimo kryptis – per tris stebėjimų valandas pasisuko daugiau nei aštuntadaliu apskritimo; tai reiškia, kad čiurkšlėje nėra didelio masto tvarkingo magnetinio lauko, kuris išlaikytų medžiagą nukreiptą viena kryptimi. Šie rezultatai yra tik pirmasis toks matavimas, nes išmatuoti žybsnio poliarizaciją labai sudėtinga: ji apskritai aptinkama tik keletą valandų po žybsnio pradžios ir tik didelio bangos ilgio spinduliuotėje, taigi reikia labai sparčiai į žybsnį nukreipti radijo teleskopus. Šįkart tą padaryti pasisekė. Ateityje tikimasi gauti daugiau žybsnių (jų vidutiniškai atrandama po šimtą per metus) poliarizacijos duomenų – tai padės geriau suprasti, kaip vyksta juos sukeliantys žvaigždžių sprogimai. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Galaktikų dujų halai sukasi. Spiralinių galaktikų diskus supa dujų halai – didžiuliai labai retų dujų telkiniai. Ilgą laiką buvo manoma, kad jie yra daugmaž statiški, o juos sudaro nesisukančios dujos, kurios nenukrito į diską. Bet prieš maždaug dešimtmetį gauti skaitmeninių modelių rezultatai parodė, kad halai irgi turėtų suktis, ta pačia kryptimi kaip diskai. Dabar pristatyti 50 galaktikų stebėjimai, rodantys, kad taip ir yra. Halo dujas pamatyti labai sudėtinga, todėl astronomai pasitelkė kvazarus – ypatingai ryškias aktyvias galaktikas, – kurie matomi už nagrinėjamų galaktikų. Stebėdami kvazarų spektrus, jie aptiko nagrinėjamos galaktikos halo dujų sugerties signalą, kuris leido nustatyti ir dujų judėjimo greitį. Taip išsiaiškinta, kad halo dujos juda ta pačia kryptimi, kaip ir galaktikos disko dujos, ir tą daro netgi gana dideliu atstumu nuo disko – 70 kiloparsekų atstumu nuo galaktikos centro (palyginimui Paukščių Tako disko spindulys yra apie 25 kiloparsekus) ir 45 laipsnių kampu nuo disko krypties. Šis atradimas padeda paaiškinti, kodėl hale esančios dujos į centrinę galaktikos dalį krenta gana lėtai, net kai yra šaltos: joms nukristi neleidžia apskritiminis judėjimas. Taip pat šie rezultatai tvirtai paneigia galimybę, kad halo dujos nesisuka – ateityje galaktikų evoliucijos modeliai turės įskaityti šią dujų savybę. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Ankstyviausias galaktikų susiliejimas. Beveik kiekviena galaktika savo gyvenime patiria įvairių susiliejimų su kitomis. Ankstyvojoje Visatoje susiliejimai buvo dažnesni, bet stebėti juos – sudėtinga, nes galaktikos yra blausios ir sunku jas išskirti. Dabar pristatytas seniausios besijungiančių galaktikų poros atradimas. Šių galaktikų šviesa iki mūsų keliavo beveik trylika milijardų metų, taigi jų atvaizdą matome iš tų laikų, kai Visatai buvo mažiau nei 800 milijonų metų. Tuo metu galaktikos buvo kupinos dujų ir labai netvarkingos. Dėl to, kai šios galaktikos buvo aptiktos pirmą kartą, jų savybės nebuvo nustatytos labai tiksliai. Tik dabar, atlikus papildomus stebėjimus ALMA submilimetrinių bangų teleskopu, pavyko išsiaiškinti, kad jos tikrai yra labai toli, ir kad tai tikrai yra galaktikos, o ne, pavyzdžiui, žvaigždžių spiečiai. Taip pat nustatyta, kad objektai yra vienodu atstumu nuo mūsų ir kad jie artėja vienas prie kito. Abi galaktikos yra panašios viena į kitą – maždaug dešimt kartų mažesnės už Paukščių Taką, bet daug sparčiau formuojančios žvaigždes. Sparti žvaigždėdara yra vienas iš galaktikų susiliejimo padarinių. Tolesni šio ir kitų panašių objektų tyrimai padės geriau suprasti galaktikų evoliuciją Visatos jaunystėje. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Konstanta 42 yra FTMC dirbančio astrofizikos mokslų daktaro Kastyčio Zubovo blogas apie Visatą, kuriame pristatomi įvairūs dalykai, susiję su fizika ir kitais mokslais. Taip pat kartais pasitaiko įrašų apie fantastiką, tolkinizmą, istoriją. Kodėl Konstanta 42? Tai yra atsakymas į visus gyvenimo klausimus.