captcha

Jūsų klausimas priimtas

„Kąsnelis Visatos“: egzoplanetos ir liūdnos žinios ateivių medžiotojams

Praeitą savaitę kosmose (ir Žemėje) atšvęstas 15 metų jubiliejus, NASA paskelbė išsiaiškinusi, kur dingo Marso atmosfera, o iš keistos egzoplanetos negauta radijo signalų. Šios ir kitos naujienos – „Kąsnelyje Visatos“.
AFP/Scanpix nuotr.
AFP/Scanpix nuotr.

Pradžiai – filmukas. Apie tokį labai paprastą dalyką: kiek trunka para Žemėje? Sakysite, kad 24 valandas? Ot ir ne. Ar, tiksliau sakant, žiūrint kaip pažiūrėsi, nes „parų“ yra keletas. Plačiau – filmuke:

***

Alternatyvos raketoms. Jei norite skristi į kosmosą, jums reikės raketos. Bet ar tikrai? Raketos yra siaubingai neefektyvios – panaudojamos tik vieną kartą („SpaceX“ bandymai tai pakeisti kol kas nesėkmingi), brangios, reikalaujančios labai daug kuro. Alternatyvų yra ne viena, tik jos bent kol kas nėra plačiai taikomos. Bet darbai eina į priekį. Štai keletas variantų, kaip į kosmosą skraidyti galima pigiau:

– Raketos-lėktuvo hibridas, britų projektas „Skylon“, galėtų pakilti į dangų kaip reaktyvinis lėktuvas, o paskui jo varikliai persijungtų į raketinius. Taip sutaupoma labai daug kuro, išnaudojant atmosferą, be to, lėktuvas po misijos gali nusileisti ir būti naudojamas daug kartų. Skrydžio kaina nuo milijonų JAV dolerių tonai krovinio atpinga iki ~100 tūkstančių dolerių tonai.

– Saulės burės, aišku, veikia tik jau pakilus į orbitą, bet ten gali būti labai efektyvios. Variacijų yra įvairių, viena įdomi – HERTS projektas, kuriuo ketinama pasikinkyti ne fotonus, o Saulės vėjo protonus, kuriuos atstumtų erdvėlaivį supantys plonyčiai ilgi laidai. Toks variklis per keletą mėnesių galėtų pagreitinti erdvėlaivį iki daugiau nei 100 km/s greičio (palyginimui, Žemė orbitoje aplink Saulę juda 30 km/s greičiu).

– Jonų varikliai, vėlgi, tinka tik jau pakilus į orbitą, bet ten gali labai efektyviai greitinti erdvėlaivius iki panašių greičių, kaip ir HERTS burės. Šis konceptas nėra naujas – vystomas jis daugiau nei pusšimtį metų ir jau buvo išbandytas praeito amžiaus pabaigoje misijos „Deep Space I“ metu. Šiuo metu joninį variklį naudoja zondas „Dawn“, netolimoje ateityje į Merkurijų jonais varomas išskris ESA zondas „Bepicolombo“, jonais varomas bus ir „LISA Pathfinder“ erdvėlaivis.

***

Stoties jubiliejus. Praeitą pirmadienį suėjo lygiai 15 metų nuo pirmosios įgulos darbo pradžios Tarptautinėje kosminėje stotyje (TKS). Nuo to laiko iki pat dabar stotyje be pertraukų dirba žmonės – iš viso jau 45 įgulos, o apskritai stotyje apsilankė 220 žmonių. TKS jau senokai pagerino ankstesnį nuolatinio orbitinio darbo rekordą, priklausiusį SSRS/Rusijos stočiai „Mir“. Ir sustoti nežada – dirbs dar bent iki 2024-ųjų metų. Kas ją pakeis vėliau, dar nežinia, bet neabejoju, kad pamaina tikrai bus. Ir greičiausiai ne viena, nes kosmoso tyrimai tik plečiasi.

***

Mėnulio užkariavimas. Praeitą savaitę pasirašyta pirmoji „Google Mėnulio X“ prizo skrydžio sutartis – Izraelio kompanija „SpaceIL“ sutarė su „SpaceX“, kad 2017-ųjų metų antroje pusėje pastaroji iškels pirmosios zondą į orbitą. „Google Mėnulio X“ prizas („Google Lunar X Prize“) – tai konkursas, kurio užduotis – iki 2017-ųjų metų pabaigos į Mėnulį nuskraidinti zondą, jį sėkmingai nutupdyti, nuvažiuoti bent 500 metrų ir atsiųsti į Žemę aukštos raiškos nuotraukų bei vaizdo medžiagos. Nugalėtojas gaus 20 milijonų JAV dolerių pagrindinį prizą, antroji vieta – 5 milijonus, o dar 5 milijonai bus išdalinti tarpinių etapų laimėtojams. Prizai, aišku, simboliniai – zondo nuskraidinimas į Mėnulį kainuos daugiau, – tačiau tikimasi, kad vien dalyvavimas konkurse paskatins privačias kompanijas vystyti kosmoso technologijas. Konkurso organizatoriai taip pat tikisi, kad šis pirmasis kontraktas paskatins suskubti ir kitas 15 dar besivaržančių komandų.

***

Kosminiai orai. Planus, kaip tvarkytis su stichinėmis nelaimėmis, turi daugelis šalių. Dabar JAV prie šių stichijų pridėjo ir kosmosą: prieš pusantros savaitės paskelbta nacionalinė kosminių orų strategija ir jos įgyvendinimo planas. Strategijos esmė – Saulės aktyvumo stebėjimo bei prognozavimo, taip pat jo keliamo pavojaus minimizavimo ir padarinių likvidavimo programa. Šiuo metu Saulė stebima visai neblogai, tačiau vis dar trūksta planų, kaip reikėtų reaguoti į tikrai pavojingus jos žybsnius ar vainikinės masės išmetimo įvykius. Būtent šią spragą ir norima užpildyti tokiu planu. Dabar, kai Saulės aktyvumas perėjo piką ir mažėja, puikus metas pasirengti plano įgyvendinimui, kad kai po penkerių metų aktyvumas vėl ims augti, jau būtume pasiruošę. Iki to laiko gal kažkas panašaus atsiras ne tik JAV, bet ir kitose šalyse.

***

Marso atmosfera. Kai Marsas buvo visai jaunas, jis turėjo gerokai tankesnę atmosferą, bet vėliau ją prarado. Kada ir kaip? Hipotezių yra keletas: galbūt ji sušalo ir iškrito kaip sniegas? Gal išgaravo? Gal ją nupūtė Saulės vėjas? Naujausi NASA zondo MAVEN, skirto būtent Marso atmosferos tyrimams, duomenys rodo, kad tikėtiniausias yra trečiasis paaiškinimas. Per jau metus trunkančią misiją MAVEN išmatavo, kaip sparčiai Marsas netenka atmosferos šiuo metu – praranda maždaug 100 gramų per sekundę – ir kaip Saulės vėjas sąveikauja su atmosfera. Šie rezultatai atitinka atmosferos evoliucijos modelių prognozes, kurios teigia, kad Marsas kadaise galėjo turėti panašaus tankio atmosferą, kaip Žemė, tačiau prarado ją dėl Saulės vėjo poveikio prieš maždaug 4 milijardus metų. Tik gimęs Marsas turėjo magnetinį lauką, bet šis greitai nusilpo ir nebegalėjo apsaugoti atmosferos nuo Saulės vėjo, taigi beveik visa atmosfera išgaravo per kelis šimtus milijonų metų. Šis atradimas – bloga žinia norintiems kada nors teraformuoti Marsą: jei Saulės vėjas nupūtė atmosferą vieną kartą, jis tą padarys ir dabar, taigi Marse sukurti žemiškas sąlygas bus įmanoma nebent po sandariais kupolais. Tyrimo rezultatai publikuoti keliuose straipsniuose žurnaluose „Science“ ir „Geophysical Research Letters“.

Kitas MAVEN komandos paskelbtas atradimas – visame Marso danguje švytinčios pašvaistės. Jau seniau buvo žinoma, kad Marse egzistuoja ultravioletiniais spinduliais švytinčios pašvaistės, susidarančios virš lokalių magnetinio lauko sustiprėjimų zonų. Naujai atrastos pašvaistės taip pat aptiktos UV ruože, bet joms nereikalingas magnetinis laukas. Jos susidaro dėl to paties Saulės vėjo sąveikos su Marso atmosfera – kadangi magnetinis laukas netrukdo šiai sąveikai, ji vyksta virš viso Marso paviršiaus, tad ir pašvaistės gali būti matomos visur. Tyrimo rezultatai publikuojami „Science“.

***

Egzoplaneta iš lėktuvo. Egzistuoja toks lėktuvas-observatorija SOFIA („Stratospheric observatory for X-ray astronomy“). Jis skrenda į kosmoso pakraštį – stratosferą – ir kiekvieno skrydžio metu ten praleidžia iki keleto valandų. Lėktuve sumontuotas infraraudonųjų spindulių teleskopas. Neseniai šia observatorija pirmą kartą stebėtas egzoplanetos tranzitas. Taip įrodyta, kad iš principo įmanoma stebėti egzoplanetas tokiais trumpais skrydžiais, taigi ateityje SOFIA galės suteikti naujų vertingų duomenų apie egzoplanetų sistemų savybes. Tyrimo rezultatai „arXiv“.

***

Nėra ateivių. Keliuose ankstesniuose kąsneliuose minėjau keistą žvaigždę, kurios šviesis kinta labai neįprastai, ir kad į šią sistemą buvo nukreipti radijo teleskopai, tikintis aptikti galbūt ten egzistuojančios nežemiškos gyvybės skleidžiamus signalus. Pirmieji rezultatai rodo, kad tokių signalų iš ten nesklinda, bent jau labai stiprių. Tai neįrodo, kad nežemiška civilizacija ten tikrai neegzistuoja, bet šiek tiek sumažina jos egzistavimo tikimybę.

Protoplanetiniuose diskuose dažnai matomi tarpai, panašūs į tarpus tarp Saturno žiedų. Ilgą laiką buvo manoma, kad šie tarpai žymi egzoplanetų orbitas: šios ryja aplinkinę medžiagą ir taip išsivalo savo orbitas, sukurdamos tarpus. Visgi nauji skaitmeniniai modeliai rodo, kad galimas ir kitoks paaiškinimas: tarpai matomi todėl, kad juose nėra tik smulkių dulkelių, spinduliuojančių infraraudonuosius spindulius. Šios dulkelės atsiranda, byrant stambesnėms, taigi jei byrėjimas kurioje nors disko dalyje tampa neefektyvus, matysime tarpą. Byrėjimo efektyvumas priklauso nuo bendro dulkių tankio, jų tarpusavio greičių ir kitų savybių. Tokie tarpai, kuriuose dulkių visgi yra, turėtų švytėti ilgesnėse bangose, pavyzdžiui milimetriniame ruože, kuriame stebėjimus daro ALMA. Taigi ateityje, norint identifikuoti galimas egzoplanetas pagal tarpus protoplanetiniuose diskuose, reikės ne tik infraraudonųjų, bet ir milimetrinių stebėjimų. Tyrimo rezultatai „arXiv“.

***

Savaitės paveiksliukas – plakatas su maždaug ketvirčiu šiuo metu žinomų egzoplanetų. Aišku, jų vaizdai yra tik vizualizacijos, bet padarytos pagal geriausius žinomus masės ir spindulio duomenis. Taip pat planetos sudėtos maždaug pagal paviršiaus temperatūrą (didėja į kairę; temperatūra priklauso nuo to, kiek žvaigždės spinduliuotės planeta gauna) ir tankį (didėja į viršų). Mažos – uolinės – planetos yra viršuje dešinėje, nes jos turi būti pakankamai tankios, kad būtų uolinės, o toli nuo žvaigždžių esančios mažos planetos aptinkamos sunkiai, taigi jas kol kas randame tik gana karštas. Beje, tarp jų yra ir Žemė bei kitos Saulės sistemos planetos – pabandykite surasti.

***

Dulkių juosta. Galima būtų manyti, kad Paukščių Takas – mūsų namų galaktika – jau ištyrinėtas tiek, kad nieko labai naujo čia nebeatrandama. Visgi realybė visiškai kitokia: net ir Galaktikoje (kai šis žodis rašomas didžiąja raide, jis reiškia būtent Paukščių Taką) esama daugybės dar neištirtų paslapčių. Pavyzdžiui neseniai aptikta didžiulė dulkių juosta, besivejanti aplink Galaktikos centrinį telkinį tarp Saulės ir Galaktikos centro. Juosta aptikta išmatavus daugybės raudonųjų milžinių šviesius. Savieji šių žvaigždžių šviesiai ir spektrai turėtų būti labai panašūs, tačiau stebėjimai parodė, kad jos sudaro dvi gana skirtingai atrodančias grupes. Geriausias tokio skirtumo paaiškinimas – dulkių juosta, dengianti dalį žvaigždžių ir pritemdanti bei paraudoninanti jų šviesą (dulkės efektyviau sugeria mėlynas bangas, o ne raudonas). Danguje juosta driekiasi nuo 10 laipsnių rytų ilgumos iki 10 laipsnių vakarų ilgumos (nulis yra kryptis Galaktikos centro link). Atstumas iki jos neaiškus, bet juosta yra arčiau mūsų, nei centrinis telkinys. Tyrimo rezultatai „arXiv“.

***

Spiralių gamyba. Daugybė galaktikų turi spiralinę struktūrą, o jų vijos labai gražiai atrodo nuotraukose. Kaip jos susiformuoja? Jei tiesiog sumestume daug dujų į krūvą, tai gautume galaktiką, bet ne spiralinę, o kokią nors elipsinę, kuri greitai suformuotų žvaigždes, surytų dujas ir aprimtų bei paraudonuotų. Tuo tarpu vijos dažnai yra mėlynos, t.y. aktyviai formuoja žvaigždes. O jos pačios yra tiesiog tankio bangos, besisukančios galaktikoje ir suspaudžiančios žvaigždes ir dujas į spiralinius raštus. Toks suspaudimas leidžia sparčiau formuotis žvaigždėms, kurios sukelia naujas bangas ir taip palaiko spiralinę struktūrą milijardus metų. Plačiau apie šį procesą Space.com straipsnyje rašo astrofizikas Paulas Sutteris.

***

Slapukė tamsioji medžiaga. Tamsioji materija sudaro penkias šeštąsias Visatos materijos, tačiau su paprasta materija sąveikauja tik gravitaciškai. Bet kodėl santykis toks nedidelis? Jei paprasta ir tamsioji materijos būtų visiškai viena nuo kitos nepriklausomos, tai vienos iš jų galėtų būti ir milijoną kartų daugiau, nei kitos. Dabartinis santykis leidžia spėti, kad kažkokia sąveika tarp jų yra ar bent buvo. Taip teigiama ir naujame „slapukaujančios“ tamsiosios materijos (angl. stealth dark matter) modelyje. Pagal šį modelį, tamsiosios medžiagos dalelės susideda iš keturių komponenčių, panašiai kaip protonai ir neutronai kiekvienas susideda iš trijų kvarkų. Ankstyvoje Visatoje tamsiosios medžiagos komponentės, kaip ir kvarkai, buvo laisvos, ir sąveikavo su įprasta medžiaga, tačiau vėliau sukibo į keturių dalelių junginius, kurie jau nebesąveikavo – taip tamsioji medžiaga „pasislėpė“ nuo įprastos (iš čia ir modelio pavadinimas). Visgi dalelės-komponentės galėtų jungtis ir kitaip, nei į kvartetus, bet tie junginiai būtų nestabilūs. Prognozuojamos šių junginių masės yra apie 100 gigaelektronvoltų – tokios masės daleles gali aptikti ir LHC, taigi modelį patikrinti turėtų būti įmanoma net ir šiandieninėmis technologijomis. Tyrimo rezultatai bus publikuojami „Physical Review Letters“.

Tekstas publikuotas Kastyčio Zubovo tinklaraštyje konstanta.lt.

Komentarai

Spausdami siųsti mygtuką sutinkate su Taisyklėmis ir atsakomybe

Mokslas ir IT

 

Susiję įrašai

 
Visi įrašai
Kraunasi ...
 
GrojaraštisIrašaiKeisti
Kraunasi ...
  
VartotojasPašalinti
Kraunasi ...