Juodosios skylės yra labiausiai žinomos dėl gebėjimo savo milžiniškos gravitacijos jėga įtraukti netoliese atsidūrusią materiją, taip pat ir šviesą. Astronomai dažnai įvairius objektus skirsto į milžinus (arba „normalius“) ir nykštukus. Būna žvaigždės nykštukės, būna galaktikos, būna planetos. Savaime suprantama, lyginant su žmogiškais masteliais, tie objektai tikrai nėra maži, bet savo klasėse jie yra prie mažiausiųjų. Tačiau tai tikrai nereiškia, kad jie mažiau reikšmingi ar paprastesni už didesnius.
Štai praeitą savaitę paskelbta apie mažytį Saulės sistemos kūną - asteroidą - su trimis palydovais, kitaip tariant, daugiau, nei bet kuri iš uolinių planetų.
Naujausi Atradimai ir Tyrimai
Sprogusios žvaigždės (supernovos) liekanose astronomai aptiko fosforo - vieno iš gyvybei būtinų elementų. Tokie tyrimai atliekami siekiant išsiaiškinti, kaip ir kur kosmose gali atsirasti gyvybė.
Britų mokslininkas viename iš Saturno žiedų pastebėjo keistą, maždaug kilometro skersmens objektą. Apie savo atradimą profesorius Carlas Murray'us iš Karalienės Marijos universiteto Londone pranešė JAV vykusiame metiniame Amerikos geofizikų sąjungos susirinkime.
Naudojant naujausių technologijų galimybes, astronomai padarė dar niekad nematytus netoliese esančios žvaigždžių pliūpsnio galaktikos M82 vaizdus. Žvaigždžių pliūpsnio galaktikos - tai vietos, kuriose susiformuoja daugiausiai žvaigždžių. Šie nauji duomenys rodo tankių dujų srautų sklidimą galaktikos disku, kuris sutampa su žvaigždžių formavimosi vietomis.
Taip pat aptiktas labiausiai tiesioginis įrodymas, kad baltosios nykštukės ryja savo planetų liekanas. O nykštukinės galaktikos kartais visiškai neturi tamsiosios materijos - dabar surastas paaiškinimas tokiai evoliucinei baigčiai.
Anglis ir deguonis žvaigždžių paviršiuje. Žvaigždes daugiausiai sudaro vandenilis ir helis su trupučiu kitų elementų priemaišų. Žvaigždei senstant ir vykstant vandenilio branduolių jungimosi reakcijoms, jos centre vis gausėja helio, vėliau prasideda kitos reakcijos ir ima atsirasti sunkesni elementai. Visgi žvaigždės paviršiuje šių procesų pėdsakų nesimato, susiformavę elementai iš centro išlaisvinami ir į aplinką paskleidžiami tik žvaigždei mirštant, pavyzdžiui supernovos sprogimo metu ar nusimetinėjant planetinį ūką. Bet dabar aptiktos dvi žvaigždės, kurių paviršiuje matyti labai daug anglies ir deguonies.
Šios žvaigždės priklauso tipui, vadinamam nykštukinėmis O žvaigždėmis. Jos yra mažesnės masės už Saulę, tačiau dešimtis kartų ryškesnės. Jos jau beveik baigė savo gyvenimus; didžiąją jų masės dalį sudaro nebe vandenilis, o helis, kuris žvaigždės centrinėje dalyje jungiasi į sunkesnius elementus - anglį, azotą ir deguonį. Po astronomiškai neilgo laiko tarpo - milijonų metų ar mažiau - išoriniai jų sluoksniai turėtų nuskristi į šalis, o centre likti baltoji nykštukė.
Tipinių nykštukinių O žvaigždžių spektruose anglies, azoto ir deguonies arba nerandama visiškai, arba randamas nykštamai mažas kiekis. Bet šiose naujai atrastose žvaigždėse tiek anglies, tiek deguonies matoma ypatingai daug - kiekvieno elemento gausa siekia po maždaug 20%.
Tyrėjų teigimu, tokia būsena greičiausiai nėra normalios izoliuotos žvaigždės evoliucijos stadija; abi žvaigždės turbūt kadaise buvo dvinarės sistemos, sudarytos iš dviejų baltųjų nykštukių. Viena baltoji nykštukė buvo mažesnės masės ir kupina helio, antra - šiek tiek masyvesnė, bet mažesnio spindulio, sudaryta pagrinde iš anglies ir deguonies. Joms susijungus, žvaigždės masė išaugo tiek, kad joje vėl prasidėjo termobranduolinės reakcijos - helis ėmė jungtis į sunkesnius elementus. Tačiau susijungimo metu dalis anglies ir deguonies liko išoriniuose žvaigždės sluoksniuose, todėl yra matomos spektre. Šis atradimas papildo žinias apie didžiulę dviejų žvaigždžių sąveikos padarinių įvairovę ir padės geriau suprasti, kaip vyksta tokie procesai.
Baltosios nykštukės yra panašių į Saulę žvaigždžių „pomirtinės“ liekanos. Tai yra maždaug Žemės dydžio, bet Saulės masės, kūnai, sudaryti daugiausiai iš anglies ir deguonies. Labai stipri gravitacija išskirsto nykštukę sudarančius elementus į sluoksnius: lengvai susimaišantys anglis ir deguonis lieka paviršiuje, virš jų gali būti menka helio ir vandenilio atmosfera, o sunkesni elementai nusėda giliau, tad jų nykštukės spektre neturėtų matytis. O visgi kartais matosi. Tokie duomenys interpretuojami kaip įrodymas, kad į baltąsias nykštukes kartais krenta jų planetų liekanos.
Interpretaciją sustiprina ir neretai prie nykštukių atrandami nuolaužų diskai bei kartais užfiksuojamos planetos ar jų fragmentai, tranzituojantys nykštukių diskais. Visgi tai yra tik netiesioginiai įrodymai, o jų interpretacija remiasi įvairiais modeliais apie nykštukių atmosferas, planetų sandarą ir taip toliau.
Dabar pirmą kartą užfiksuotas, kaip manoma, tiesioginis akrecijos - medžiagos kritimo - į baltąją nykštukę signalas. G29-38 yra viena iš artimiausių Žemei baltųjų nykštukių, nutolusi mažiau nei 14 parsekų. Jos aplinka skleidžia daug infraraudonosios spinduliuotės - tai rodo, kad ją supa dulkės, galbūt sudarančios nuolaužų diską arba pasklidusios po kometos subyrėjimo. Taip pat žvaigždės spektre aptikta sunkių cheminių elementų pėdsakų, rodančių, kad į ją greičiausiai neseniai krito uolinių planetų ar asteroidų liekanos. Nauji stebėjimai, atlikti Chandra rentgeno teleskopu, atskleidė kartkartėmis vykstančius rentgeno spindulių žybsnius. Tai yra daug aiškesnis medžiagos kritimo įrodymas.
Dauguma Saulės sistemos planetų - šešios iš aštuonių - turi palydovų. Iš šešiolikos (galimų) nykštukinių planetų mėnulius turi bent 11, tarp jų ir Plutonas su net penkiais. Taip pat palydovų turi ir kai kurie asteroidai - pavyzdžiui, Didymos, į kurio palydovą Dimorphos rugsėjį turėtų atsitrenkti DART misijos zondas. O dabar pirmą kartą aptiktas asteroidas su net trim palydovais.
Asteroido 130 Elektros stebėjimų duomenyse, surinktuose 2014 metais, identifikuotas naujas jo palydovas, papildantis dviejų anksčiau žinotų šeimą. Pati Elektra aptikta dar XIX amžiuje - tą rodo ir nedidelis jos numeris; numeriai mažiesiems Saulės sistemos kūnams suteikiami pagal atradimo eilę. Jos skersmuo siekia apie 200 kilometrų, o masė - beveik 1% Cereros masės. Pirmasis Elektros palydovas aptiktas dar 2003 metais, antrasis - tais pačiais 2014-aisiais. Trečiasis palydovas aptiktas tuose pačiuose duomenyse, kaip ir antrasis, tačiau tik dabar.
Taip nutiko dėl dviejų priežasčių: pirma, naujasis palygovas yra šiek tiek mažesnis, taigi ir blausesis. Antra - jo orbita daug artimesnė Elektrai, taigi palydovo atspindima šviesa dažniau pranykdavo didžiojo asteroido žvilgesyje. Atradimas padarytas būtent tikrinant naujus duomenų apdorojimo algoritmus, kurie leidžia geriau atskirti dviejų greta esančių objektų spinduliuotę. Trečiasis palydovas Elektrą apskrieja per kiek daugiau nei 16 valandų, o arčiausiai prie jos paviršiaus priartėja maždaug 130 kilometrų atstumu. Naująjį metodą bus galima taikyti ir įvairiems kitiems asteroidams, taigi ateityje galima tikėtis ir daugiau labai arti motininių kūnų skrajojančių palydovų atradimų.
Saulės Aktyvumas
Saulės aktyvumas po truputį auga. Praeitą antradienį įvyko didžiulis išsiveržimas. Laimei, jis nutiko priešingoje Saulės pusėje nuo Žemės, taigi tiesioginio pavojaus mums nesukėlė. Jį užfiksavo kelios orbitinės observatorijos, kurios Saulę stebi iš įvairių pusių - NASA zondai STEREO-A ir SOHO bei Europos kosmoso agentūros Solar Orbiter. Išsiveržimas buvo galingiausias, kurį pavyko užfiksuoti vienoje nuotraukoje kartu su Saulės disku.
Išsiveržimas taip pat sudegino dvi nedidelės kometos liekanas, kurios kaip tik skrido palyginus arti Saulės. Saulės dėmė, iš kurios kilo šis išsiveržimas, sekmadienį atsisuko į artimesnę Saulės pusę; joje jau įvyko pora nedidelių žybsnių, tačiau nei vienas neprilygo ankstesniajam ir didelio pavojaus Žemei nekėlė.
Naujausias Saulės aktyvumo ciklas prasidėjo 2019-ųjų gruodį, maksimumą jis turėtų pasiekti 2025 metų antroje pusėje. Įvairios prognozės rodė, kad šis ciklas turėtų pasižymėti menkesniu aktyvumu, nei keli ankstesni, bet kol kas realybė prognozių neatitinka. Pavyzdžiui, Saulės dėmių skaičius - vienas iš aktyvumo indikatorių - pastarosiomis savaitėmis yra kone dvigubai aukštesnis, nei numatė ilgalaikės prognozės.
Visgi žybsnių ir išsiveržimų pavojaus, net ir netiesioginio, nereikėtų nuvertinti: vasario pradžioje SpaceX į kosmosą išsiuntė eilinį spiečių Starlink palydovų, tačiau 40 iš 49 greitai nukrito į Žemę. Taip nutiko dėl Saulės išsiveržimo poveikio - jo sukelta geomagnetinė audra įkaitino ir išpūtė viršutinius atmosferos sluoksnius, todėl palydovus veikė daug stipresnis atmosferos pasipriešinimas ir jie nesugebėjo pasiekti darbinės orbitos. O žybsnių artimiausiais metais bus vis daugiau.
Keturinarės Žvaigždžių Sistemos
Dauguma žvaigždžių Visatoje nėra vienišos, o sukasi daugianarėse sistemose. Dažniausiai tai yra dvinarės, bet būna ir didesnių - trinarių, keturnarių ir taip toliau. Tiesa, kuo sistema didesnė, tuo ji mažiau stabili ir gali subyrėti. Taigi gausių daugianarių sistemų žinoma gana nedaug. Dabar paskelbta apie beveik šimtą naujų keturnarių sistemų, aptiktų TESS teleskopo duomenyse.
TESS paskirtis - egzoplanetų paieška prie ryškių žvaigždžių. Tam tikslui teleskopas stebi beveik visą dangų, kas 27 dienas keisdamas stebėjimo kryptį. Planetas jis aptinka tranzitų metodu - kai jos praskrieja tarp mūsų ir savo žvaigždės ir pastarąją pritemdo. Taigi TESS fiksuoja visų stebėjimo lauke esančių žvaigždžių šviesio pokyčius; informaciją apie planetas iš jų „ištraukia“ tiek automatizuoti algoritmai, tiek mokslininkai bei mėgėjai, peržiūrintys duomenis. Peržiūra buvo reikalinga tam, kad tikrus rezultatus pavyktų atskirti nuo galimų susimaišymų tarp dangaus skliaute greta esančių, bet realiai fiziškai labai viena nuo kitos nutolusių žvaigždžių.
Aptiktos 97 sistemos yra patikrintos ir patikimos. Jų visų dydžiai mažesni, nei vienas TESS duomenų pikselis - tai atitinka apie 1000 astronominių vienetų 100 parsekų atstumu nuo mūsų. Astronominis vienetas (AU) yra vidutinis Žemės atstumas nuo Saulės, arba 150 milijonų kilometrų.
Kiekvieną keturnarę sistemą sudaro dvi žvaigždžių poros, kurios sukasi aplink bendrą masės centrą. Apsukti vieną ratą visai sistemai gali užtrukti ir tūkstančius metų, tačiau iš principo pokyčius sistemose galima tikėtis pamatyti per žmogaus gyvenimą, t.y. dešimtmečių laikotarpių. Juo labiau, kad kiekvienos iš porų tranzitai vyksta kas keletą ar keliasdešimt dienų - kitokių sistemų TESS tiesiog negalėtų aptikti.
Naujasis katalogas beveik dvigubai išplečia šiuo metu žinomų keturnarių sistemų sąrašą. Tai padės daug geriau suprasti, kaip vystosi daugianarės sistemos, kaip sąveikauja žvaigždės vienos su kitomis, taip pat pažinti ekstremalias ir trumpas priešmirtines žvaigždžių evoliucijos stadijas. Be to, nagrinėdami kiekvieną sistemą detaliau ir nustatę žvaigždžių mases bei periodų santykius, mokslininkai galės įvertinti, kaip jos formavosi ir patobulinti žvaigždžių formavimosi modelius.
Vykdant paieškas, aptikta ir didesnių retenybių: pirmoji šešianarė sistema, kurioje matomi šeši užtemimai, bet pirmoji tranzituojanti planeta, besisukanti aplink dvi žvaigždes iškart. Šie atradimai dar kartą įrodo, kiek daug įdomybių galima aptikti nagrinėjant „žalius“ stebėjimų duomenis plačiau, nei tas kontekstas, kuriam jie buvo surinkti - šiuo atveju, planetų tranzitų paieškoms.
Rudųjų Nykštukių Formavimasis
Rudosios nykštukės yra tarpiniai objektai tarp planetų ir žvaigždžių. Jose vyksta šiek tiek termobranduolinių reakcijų (tai skiria jas nuo planetų), tačiau nevyksta pagrindinė žvaigždėms energiją teikianti lengviausių vandenilio izotopų jungimo reakcija (tai jas skiria nuo žvaigždžių). Astronomai ilgą laiką ginčijasi, kaip jos susiformuoja - ar taip pat, kaip žvaigždės, tiesiog mažesnės, ar kaip planetos, ar dar kaip nors kitaip. Atsakymų paprastai ieškoma nagrinėjant pačias jauniausias rudąsias nykštukes ir jauniausias mažas žvaigždes, ieškant panašumų ir skirtumų.
Naujame tyrime paieškos koncentruojasi į metano molekules. Metanas, sudarytas iš anglies ir keturių vandenilio atomų, yra labai stabili molekulė, kurios kosmose randama daug kur. Rudosiose nykštukėse metano taip pat esama daug; tiek daug, kad ištirti jo savybes detaliai būna sudėtinga. Tačiau šio tyrimo autoriai išnagrinėjo metano atmainą, kurioje vieną vandenilio atomą pakeičia sunkesnis izotopas deuteris, turintis papildomą elektroną. Tokio, deuteruoto, metano yra daug mažiau, todėl jo spinduliuotė neįsisotina ir jį tyrinėti galima lengviau; be to, deuteruotas metanas skleidžia milimetrinių bangų spinduliuotę, o paprastas metanas - ne, tad deuteruotą metaną lengviau užfiksuoti ypatingai šaltuose objektuose.
Naujieji rezultatai yra pirmasis deuteruoto metano aptikimas trijose besiformuojančiose rudosiose nykštukėse ir pirmas aiškus deuteruoto metano signalas iš už Saulės sistemos ribų. Teoriniai cheminiai modeliai rodo, kad deuteruotas metanas turi formuotis 20-30 kelvinų temperatūros aplinkoje, tačiau iki šiol buvo manoma, kad besiformuojančių rudųjų nykštukių temperatūra neturėtų viršyti 10 kelvinų. Pastarasis rezultatas gaunamas remiantis modeliu, pagal kurį rudosios nykštukės formuojasi taip pat, kaip žvaigždės, tiesiog iš mažesnių dujų telkinių. Taigi galima daryti atsargią išvadą, jog rudųjų nykštukių formavimasis yra sudėtingesnis procesas; bent jau cheminės reakcijos jose vyksta įvairesnės, nei manyta iki šiol.
Peptidai gali formuotis kosmose. Ar gyvybė atsirado Žemėje, ar atkeliavo su asteroidais ir kometomis iš kosmoso? Šis klausimas seniai neduoda ramybės mokslininkams; be to, atsakymas nėra visiškai dvinaris. Gyvybės atsiradimas - ilgas procesas, apėmęs vis sudėtingesnių molekulių formavimąsi. Dabar neabejojama, kad bent dalis šių gyvybei reikalingų molekulių į Žemę atkeliavo iš kosmoso, nes mūsų planetoje joms susiformuoti nebuvo tinkamų sąlygų.
Dabar nustatyta, kad kosmose gali formuotis ir peptidai - viena iš mažiausių biomolekulių. Peptidai yra trumpos, iki kelių dešimčių aminorūgščių grandinės, kurios jungiasi į ilgesnes struktūras - baltymus. Apskritai kosmose randama daug įvairiausių organinių molekulių, tačiau jos paprastai yra santykinai paprastos, lyginant su dešimčių ar šimtų atomų dydžio peptidais.
Naujojo tyrimo autoriai eksperimentiškai pademonstravo, kad atviro kosmoso sąlygomis - esant labai žemai temperatūrai bei praktiškai nuliniam slėgiui - ant kosminių dulkelių nusėdantys anglies atomai paskatina jungčių tarp anglies monoksido ir amoniako molekulių formavimąsi, o iš jų išauga poliglicino monomerai. Glicinas yra paprasčiausia amino rūgštis. Susidūrę monomerai gali formuoti įvairaus ilgio peptidus. Tiek anglies monoksidas, tiek laisva anglis ir amoniakas yra dažnai sutinkamos dujos tarpžvaigždiniuose debesyse, ten taip pat būna daug dulkių, taigi sąlygos peptidų formavimuisi tikrai egzistuoja. Be to, procesas yra efektyvus ir vyksta net labai žemose temperatūrose, be išorinio energijos šaltinio ar vandens kaip tirpiklio.
Jei peptidus į uolines planetas atneša kometos ir asteroidai, tai gali palengvinti gyvybės užsimezgimą, lyginant su jų formavimusi pačioje planetoje, kur įvairūs procesai šias molekules gali ir suardyti.
| Objektas | Apibūdinimas |
|---|---|
| Juodoji skylė | Objektas su tokia stipria gravitacija, kad net šviesa negali ištrūkti. |
| Supernova | Sprogusi žvaigždė, paliekanti liekanas, kuriose randami gyvybei būtini elementai. |
| Baltoji nykštukė | Žvaigždės liekana, kuri kartais ryja planetų liekanas. |
| Ruda nykštukė | Tarpinis objektas tarp planetos ir žvaigždės. |
| Keturinarė žvaigždžių sistema | Sistema, sudaryta iš dviejų žvaigždžių porų, besisukančių aplink bendrą masės centrą. |
Fizika prie kavos: Juodosios skylės
Pakankamai neįtikėtina jau tai, kad mūsų visatai - 13,8 mlrd. metų. Tačiau su jos amžiumi gali būti dar labiau neįtikėtinų dalykų. Mokslininkai iškėlė prielaidą, kad visata galbūt apskritai neturi pradžios ir yra begalinė. Tai reikštų, kad niekada nebuvo jokių singuliariųjų taškų ir jokių didžiųjų sprogimų.
Žymus britų astrofizikas Stephenas Hawkingas parengė „Apple“ išmaniesiems telefonams ir planšetiniams kompiuteriams skirtą programą „Snapshots of the Universe“, pranešė „Engadget“. Ji išleista bendradarbiaujant su leidykla „Random House“.
Gerai žinome, kad nepaukštiniai dinozaurai išnyko po asteroido smūgio į Žemę prieš maždaug 66 milijonus metų. Kodėl būtent tas asteroidas pataikė į Žemę būtent tada, atsakyti turbūt negalėsime niekad. Tačiau esama užuominų, kad asteroidą iš išorinės Saulės sistemos dalies mūsų link galėjo pastūmėti tam tikra gravitacinė perturbacija. Galbūt ji susijusi su tamsiosios materijos sutankėjimu ties Galaktikos disko plokštuma?
Neįtikėtina, tačiau tik dabar pirmą kartą žmonijos istorijoje buvo nufilmuota, kaip Mėnulis skrieja aplink Žemę. Naujos nuotraukos rodo ties planetos poliumi besisukantį keistos šešiakampio formos dalelių debesį.
Jau kitą ketvirtadienį ankstų rytą 4 val. 42 min į kosmosą pakils du pirmieji lietuviški palydovai „LitSat- 1“ ir „LituanicaSat - 1“. Pristatydami palydovus Seime jų kūrėjai žadėjo, kad juos paleidę į kosmosą imsis kitų, daug sudėtingesnių, projektų.
Fizikų grupė pateikė kol kas stipriausių įrodymų, kad mūsų Visata gali būti viso labo tik projekcija. Šią savaitę NASA pristatytas robotas „Valkyrie“ yra apytikriai dviejų metrų aukščio ir veria 140 kilogramų, kuris dalyvaus robotikos konkurse DARPA. JAV mokslininkai leidinyje „Nature Geoscience“ paskelbė straipsnį, kuriame pateikti svarūs įrodymai, jog Raudonojoje Planetoje egzistuoja granitinės uolos.
Milžiniškas žybsnis už Saulės.
Trečiadienį Tarptautinėje kosminėje stotyje įvykęs aušinimo sistemos sutrikimas privertė išjungti kai kuriuos stoties modulius. Astronautai ir misijos valdymo centras Žemėje sprendžia problemas. Įgulai grėsmės nėra.