?

Log in

No account? Create an account
 
 
14 March 2017 @ 12:28 am
Kąsnelis Visatos CCLXVII: Planetų tyrimai  

Originally published at Konstanta-42. Please leave any comments there.

Kokie žmonės skris į Marsą? Kaip tyrinėsime Titaną? Ką veiks NASA artimiausius keletą metų? Atsakymų į šiuos klausimus buvo ieškoma praeitą savaitę. Apie šias ir visokias kitas įdomias naujienas, kaip visada, skaitykite po kirpsniuku.

***

NASA finansai. Pirmą kartą nuo 2010-ųjų metų JAV parlamentas priėmė NASA autorizacijos įstatymą. Šiuo įstatymu patvirtinamas šių metų NASA biudžetas – 19,5 milijardo dolerių – ir nurodomos jo panaudojimo gairės. Ankstesniais metais biudžetas būdavo tik tvirtinamas, bet specialaus gairių nurodymo. Šį įstatymą Žemieji rūmai (Senatas) priėmė dar gruodį, tačiau Atstovų rūmai tada jau atostogavo, taigi priėmimas atsidėjo iki pavasario sesijos pradžios. Įstatymu nurodoma, kad NASA turi dirbti žmonių skrydžių į Marsą srityje, taip pat įvertinti galimybes naudoti dabar kuriamą žmonių gabenimo į kosmosą sistemą Tarptautinei kosminei stočiai aptarnauti, jei privačių kompanijų analogiški projektai nepavyks ar vėluos.

***

Marso kolonijos. Kokie žmonės galėtų kolonizuoti Marsą? Daug tyrimų daroma atokiose Žemės vietose – Havajuose, Antarktidoje, Arktyje, Sibire – modeliuojant Marso misijas, taip pat tyrinėjant TKS astronautų sveikatą. Tačiau to gali ir nepakakti. Naujame tyrime teigiama, kad Marso kolonistams kilsiantys iššūkiai yra tiek didesni ir pavojingesni už bet kokius žemiškuosius, kad pasiruošti jiems Žemėje praktiškai neįmanoma. Aišku, ruoštis yra svarbu ir naudinga, bet reikia pagalvoti ir apie drastiškas priemones, pavyzdžiui, naujų medikamentų bandymus. Tokie medikamentai galėtų padėti būsimiems kolonistams suvaldyti panikos priepuolius, ypatingai gerai apsaugotų juos nuo kosminės spinduliuotės poveikio ir panašiai. Aišku, kol kas tai labiau mokslinė fantastika, nei realybė, tačiau svarstyti apie tokius sprendimus reikia jau dabar. Tyrimas – tiksliau vadintinas esė – publikuojamas žurnale Space Policy.

Kiek vandens buvo Marse senovėje? Šis klausimas neduoda ramybės mokslininkams: vieni tyrimai teigia, kad jo būta daug, gal net vandenynas buvo šiaurinėje planetos dalyje; kiti teigia, kad planeta vos ne visą laiką buvo labai sausa. Vienas iš sausumo įrodymų yra mineralas merilitas, aptinkamas daugelyje iš Marso atlėkusių meteoritų. Jis paprastai formuojasi sausoje aplinkoje. Tačiau naujame laboratoriniame tyrime parodyta, kad merilitas gali susiformuoti ir kitu būdu: kai į kitą mineralą vitlokitą stipriai smogiama. Smūgis – tai asteroido ar meteorito smūgis, išmušantis Marso uolienas į kosmosą (iš kur jos vėliau nukrentą į Žemę ir gali būti tyrinėjamos). O štai pats mineralas vitlokitas formuojasi drėgnoje aplinkoje. Nors tyrime nepavyko tiksliai atkartoti asteroido smūgio sukuriamų sąlygų, jo autoriai teigia, kad toks smūgis gali praktiškai visą aplink esantį vitlokitą paversti merilitu. Tai reikštų, kad Marsas senovėje buvo gerokai drėgnesnis, nei teigiama pesimistiniuose vertinimuose. Visgi norint tiksliai tai išsiaiškinti, reikia į Žemę atgabenti uolienų tiesiai iš Marso. Tyrimo rezultatai publikuojami Nature Communications.

Iš principo skristi į Marsą galima bet kada, tačiau kartais yra lengviau. Tokie „paleidimo langai“ atsiveria dvidešimčiai dienų kas 26 mėnesius. Artimiausias bus 2018-ųjų pavasarį, o sekantis – 2020-ųjų liepą-rugpjūtį. Jau dabar žinome, kad tada į Marsą turėtų iškeliauti apie pustuzinį misijų. Tai ir NASA Mars-2020 marsaeigis, vadinamas Smalsiuko pusbroliu; ir Europos kosmoso agentūros ExoMars; ir SpaceX misija, neseniai nukelta iš 2018-ųjų. Indija planuoja siųsti antrąjį orbitinį zondą, kuriame galbūt bus ir marsaeigis. Kinija ir Jungtiniai arabų emyratai planuoja savo pirmąsias misijas į Raudonąją planetą. Artėja įdomūs laikai.

***

Cereros kriovulkanizmas. Šviesiausia dėmė Cereroje, pasirodo, yra gerokai jaunesnė už aplinką. Okatoriaus kraterio dugne esantis šviesus regionas yra vos 4 milijonų metų amžiaus, 30 milijonų metų jaunesnis už aplinkinius regionus. Detalūs kraterio centro stebėjimai taip pat atskleidė įvairius įtrūkimus šviesiame kauburyje, kurie rodo, jog jis susiformavo iškildamas iš Cereros gelmių. Greičiausiai scenarijus buvo toks: prieš 30 ar kiek daugiau milijonų metų į Cererą trenkęs meteoritas sukūrė kraterį ir jo dugne paliko labai ploną ledo sluoksnį. Giliau esantis vanduo ėmė veržtis į paviršių – susidarė kriovulkanas. Kriovulkanizmas tęsėsi apie 30 milijonų metų ir suformavo centrinį šviesų kalną. Tyrimo rezultatai publikuojami Astronomical Journal.

***

Cassini misijos finalas. Cassini misija, daugiau nei dešimtmetį tyrinėjusi Saturną, baigsis šių metų rugsėjį. Per praėjusį laiką padaryta daugybė atradimų, iš kurių vienas įdomiausių – Saturno metų laikų stebėjimas. Planeta aplink Saulę apsisuka per 29 Žemės metus, taigi Cassini prie jos praleido maždaug pusmetį ir matė, kaip į šiaurės pusrutulį ateina pavasaris ir vasara. Vienas iš esminių pokyčių tarp metų laikų matomas ties ašigaliai. Ypač jis aiškus nuotraukose, darytose maždaug ties lygiadieniu. Šiaurės pusrutulyje esantis šešiakampis sūkurys labai ryškus, o pietuose – išskydęs. Greičiausiai taip yra dėl aerozolių, kurie formuojasi vasaros metu ir užstoja gilesnių atmosferos sluoksnių vaizdą. Šiaurės pusrutulyje kol kas aerozoliai dar nesusiformavo, bet gali būti, kad kažkokius pokyčius pamatysime net per artimiausius keletą mėnesių. Tai leistų labai gerai patikrinti šią aerozolių teoriją. Šiuo metu šiaurės pusrutulis persirito per vidurvasarį (2016 m. pabaigoje), taigi vasaros karščiai vis dar kepina šiaurės ašigalį.

Misijos pabaigoje Cassini užsiima akrobatiniais triukais – nardo šalia ir pro Saturno žiedus. Beprecedentiškai detali informacija apie jų savybes leis tirti ne tik Saturną, bet padės suprasti ir kitas žieduotas planetas, tokias kaip Uranas. Urano žiedai aptikti visai atsitiktinai 1977-aisiais metais, vėliau juos užfiksavo pro šalį skrendantis Voyager 2. Vėliau Urano žiedai stebėti tik iš Žemės, naudojant Hablą ir panašius teleskopus. Jie atskleidė įvairius netolygumus žieduose, bet kas juos sukelia, kol kas nežinome. Duomenys apie Saturno žiedų judėjimą ir įvairius svyravimus greičiausiai bus pritaikomi ir Urano žiedams tyrinėti.

***

Dafnis tarp Saturno žiedų. ©NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

 

Savaitės paveiksliukas – Saturno palydovas Dafnis, keliantis bangas žieduose. Daugiau įvairiausių gražių naujų nuotraukų rasite Space.com galerijoje.

***
Titano tyrinėjimų perspektyvos. Praėjusią savaitę NASA surengė konferenciją apie planetų tyrimų mokslo viziją 2050-iesiems metams. Viena iš populiariausių temų joje buvo galimi Titano tyrimai. Titanas, kuriame yra azoto kupina atmosfera ir skysčio telkiniai paviršiuje, yra labai įdomus net ir dėl galimo gyvybės ar ikigyvybinių darinių egzistavimo. Buvo daug kalbama apie tai, kad Titaną galima būtų tyrinėti pakabinant tyrimų stotis ant balionų, parasparnių arba dronų. Tokios sistemos galėtų skrajoti ar sklandyti virš Titano paviršiaus ir tyrinėti ne vieną tašką, o įvairias teritorijas. Taip pat nuo jų būtų galima nuleisti zondus ant paviršiaus, o vėliau juos galbūt surinkti ir panaudoti dar kartą kitoje vietoje.

Pro Titaną dar vieną kartą praskris ir Cassini. Deja, atsakymo į klausimą apie gyvybę jame jis nepateiks. Visgi žinios, surinktos Cassini misijos metu, be galo praplėtė mūsų supratimą apie šį dangaus kūną. Žinome apie įvairius procesus jo atmosferoje ir paviršiuje, sudėtingas chemines reakcijas, jų produktų įvairovę, atmosferos ir skysčių apytakos ciklus... Dabartinių žinių apie Titaną apžvalgą galite perskaityti straipsnyje, kuris dabar prieinamas arXiv, o netrukus bus publikuotas Journal of Geophysical Research.

***

Ką mums davė Cassini misija? Pagrindiniai rezultatai apžvelgiami savaitės filmuke:

***

Juodųjų skylių vėjai. Nuo juodųjų skylių, ryjančių medžiagą, pučia vėjai. Nesvarbu, ar tai būtų keliolika kartų už Saulę masyvesnė juodoji skylė dvinarėje sistemoje, ar milijonų Saulės masių galaktikos branduolys – jei tik aplink juodąją skylę yra akrecinis diskas, greičiausiai rasime ir vėją. Dabar pristatytas modelis, paaiškinantis visų šių vėjų kilmę. Kilmė, pasirodo, yra gana netikėta: magnetinio lauko poveikis. Magnetinių laukų egzistavimas akreciniuose diskuose žinomas jau seniai; jo poveikiu aiškinamas siaurų medžiagos čiurkšlių atsiradimas. Šio modelio naujumas – parodyta, kad magnetinio lauko linijos gali ne tik traukti medžiagą juodosios skylės link ar sukurti čiurkšles, bet taip pat ir sukurti visomis kryptimis pučiantį vėją. Tuo tarpu vien akrecinio disko dujų šiluminis slėgis vėjo savybių paaiškinti negali: jei vėją keltų tik jis, vėjai būtų stipresni, nei stebime. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Neužaugantys burbulai galaktikose. Kai kurios galaktikos skleidžia daug radijo spinduliuotės. Ištyrę apie 90 tūkstančių tokių radijo galaktikų, astronomai rado apie pusantro tūkstančio kompaktiškų, t. y. mažų. Kompaktiškos radijo galaktikos laikomos jaunomis – jose radijo spinduliuotę skleidžiantys burbulai dar nespėjo užaugti. Jei toks paaiškinimas yra teisingas, tuomet kyla klausimas, kodėl kompaktiškų galaktikų yra tiek daug. Standartiniai jų evoliucijos modeliai teigia, kad burbulai turėtų užaugti greičiau ir kompaktiškų radijo galaktikų turėtume matyti mažiau. Gali būti, kad kai kurios galaktikos, ar bent jose esantys burbulai, neužauga niekada. Bet tai – ne vienintelis galimas paaiškinimas. Šaltiniai kompaktiški gali būti ir todėl, kad juose yra daug dujų, kurios neleidžia burbulams plėstis. Kaip yra iš tiesų, galima būtų nustatyti turint detalesnius tų pačių galaktikų medžiagos pasiskirstymo duomenis. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Tolimų kvazarų atradimas. Labai tolimi kvazarai yra svarbūs radiniai astrofizikams. Ypatingai ryški jų spinduliuotė, galinti mus pasiekti per daugiau nei 13 milijardų metų, ne tik duoda informacijos apie pačių kvazarų savybes, bet ir apie aplinkinę medžiagą. Dabar paskelbtas naujas tolimų kvazarų katalogas su 57 objektais. Tai beveik padvigubina žinomų tokių tolimų kvazarų skaičių. Šis katalogas yra tik pirmas žingsnis atradimų link. Tikimasi, kad šie kvazarai atspindi bendrą medžiagos pasiskirstymą Visatos jaunystėje, taigi jais pasinaudodami galėsime tyrinėti kosminės struktūros voratinklį. Taip pat kvazarų spektrai parodys, kokios medžiagos ir kiek yra tarp jų ir mūsų ir padės tyrinėti tarpžvaigždinę medžiagą. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Aplinkos svarba žvaigždėdarai. Galaktikos Visatoje išsidėsčiusios netolygiai ir nevienodoje aplinkoje. Vienos kaimynių neturi visai, kitos yra didelės centrinės spiečių galaktikos, trečios – mažesnės spiečių pakraščių gyventojos. Tokia kosminė aplinka gali turėti poveikį galaktikų evoliucijai, tačiau kol kas žinios apie tokį poveikį buvo menkos. Dabar pristatyti didelio statistinio tyrimo rezultatai, rodantys, kad poveikis tikrai yra. Surūšiavę daugiau nei 40 tūkstančių galaktikų pagal atstumą nuo Žemės ir aplinkos tipą („lauko“ galaktikos, spiečių centrinės galaktikos ir spiečių palydovinės galaktikos), mokslininkai nustatė, kad per pastaruosius septynis milijardus metų lauko galaktikos žvaigždes formavo sparčiau ir efektyviau, nei spiečių galaktikos. Palydovinės spiečių galaktikos žvaigždes formavo išvis 10 kartų lėčiau, nei lauko, o centrinės spiečių – apie tris kartus lėčiau. Seniau, nei prieš septynis milijardus metų, skirtumai pranyksta. Atrinkus tik tas galaktikas, kurios efektyviai formuoja žvaigždes, žvaigždėdaros spartos skirtumai irgi matomi pastaruosius penkis milijardus metų, nors ir nėra tokie dideli. Atrodo, kad buvimas spiečių pakraščiuose labai efektyviai slopina galaktikų žvaigždėdarą, o buvimas spiečių centruose ją slopina gana lėtai. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Pirmųjų žvaigždžių dulkės. Tarpžvaigždines dulkes sudaro daugiausiai anglies ir silicio atomų junginiai su įvairiomis priemaišomis. Taigi tam, kad jos formuotųsi, turi būti ir šių elementų, o jie atsirado ne iškart po Didžiojo sprogimo, bet pirmosiose žvaigždėse. Dabar aptikta galaktika, kurią matome tokią, kokia ji buvo praėjus maždaug 200 milijonų metų po Didžiojo sprogimo. O šioje galaktikoje aptikta bent šeši milijonai Saulės masių dulkių. Kaip tiek daug dulkių galėjo susiformuoti taip greitai po Didžiojo sprogimo – nežinia. Tyrimo rezultatai arXiv.

***

Štai ir visos naujienos apie praėjusią savaitę. Kaip visada, laukiu jūsų klausimų ir komentarų.

Laiqualasse