Category: Mokslas

Grožis gali būti subjektyvus, tačiau spalvos – ne, teigiama naujame JAV „Los Alamos“ nacionalinės laboratorijos mokslininkų tyrime. Pasak autorių, esminiai spalvų suvokimo skirtumai kyla ne iš kultūros ar patirties, o yra susiję su pačia suvokimo „metrika“ – tuo, kaip mūsų regos sistema matuoja spalvų panašumą ir skirtumą.

Nors skirtingose kalbose spalvas įvardijame nevienodai, o visuomenę kartais įaudrina net ir ginčai dėl to, kokios spalvos yra vienas ar kitas objektas, tyrėjai siūlo paprastą išvadą: bazinis spalvų skirtumų jutimas nėra suformuojamas išorinių veiksnių, tokių kaip kultūra ar išmokta patirtis.

Šis darbas tiesiogiai siejasi su fiziku Erwinu Schrödingeriu, labiausiai žinomu dėl minties eksperimento apie „Schrödingerio katę“. Tačiau jis domėjosi ir biologiniais reiškiniais, tarp jų – spalvų suvokimu. XX a. pradžioje Schrödingeris pasitelkė tuo metu populiarėjusias geometrines idėjas ir bandė matematiškai apibrėžti pagrindines spalvos savybes: atspalvį, sodrumą ir šviesumą.

Naujajame tyrime mokslininkai sujungė įvairių spalvų suvokimo eksperimentų rezultatus į vientisą geometrinę sistemą ir nustatė, kad Schrödingerio apibrėžimuose liko neaiškumų. Jie teigia šias spragas išsprendę ir taip iš esmės užbaigę jo pradėtą darbą praėjus daugiau nei šimtui metų.

„Darome išvadą, kad šios spalvų savybės neatsiranda iš papildomų išorinių konstruktų, tokių kaip kultūrinė aplinka ar išmokta patirtis, o atspindi pačios spalvų metrikos vidines savybes“, – teigė pagrindinė autorė, duomenų mokslininkė Roxana Bujack.

„Ši metrika geometriškai užkoduoja suvokiamą spalvų atstumą – tai yra, kiek skirtingos dvi spalvos atrodo stebėtojui“, – pridūrė ji.

Žmonių rega yra trichromatinė: tinklainėje turime trijų tipų kūgelių ląsteles, reaguojančias į skirtingus šviesos bangos ilgius. Kiekvieno tipo receptoriai didžiausią jautrumą pasiekia skirtingoje spektro dalyje, o smegenys, apdorodamos šių receptorių signalų kombinacijas, sukuria mums įprastą spalvų pasaulį.

Tokiu būdu spalvas galime aprašyti tarsi erdvėje su trimis matmenimis. Šios suvokimo erdvės – tai mentalinės „koordinatės“, kuriose mūsų pojūčiai paverčiami aplinkos vaizdiniu.

Dar XIX a. matematikas Bernhardas Riemannas pasiūlė idėją, kad suvokimo erdvės gali būti „išlenktos“, o ne tiesios, kaip įprastoje euklidinėje geometrijoje. Skirtumas esminis: jei Euklido geometrijoje trumpiausias kelias tarp dviejų taškų yra tiesė, tai išlenktoje erdvėje trumpiausias kelias – geodezė – gali būti visai ne tiesus.

Fizikas Hermannas von Helmholtzas kėlė mintį, kad atskiras spalvos savybes būtų galima apibrėžti geometriškai, remiantis vien tik artimiausio panašumo principu Riemanno metrikoje. Būtent tokį požiūrį vėliau perėmė ir Schrödingeris.

1920-aisiais jis, remdamasis Riemanno modeliu, apibrėžė atspalvį, šviesumą ir sodrumą, susiedamas juos su spalvos padėtimi neutralios ašies atžvilgiu – pilkų tonų gradiento tarp juodos ir baltos. Šie apibrėžimai buvo plačiai priimti ir daugelį dešimtmečių laikyti patikimu pagrindu spalvų teorijai.

Vis dėlto, naujojo tyrimo autoriai, kurdami algoritmus mokslinėms vizualizacijoms, pastebėjo, kad Schrödingerio konstrukcijoje yra problemų. Jų teigimu, nors Schrödingerio geometrinė formuluotė „dvasia“ išliko iki šių dienų, ji kertasi su kai kuriais eksperimentuose stebimais reiškiniais.

Vienas esminių trūkumų – Schrödingeris formaliai neapibrėžė neutralios ašies, nors būtent į ją rėmėsi aiškindamas, kas yra atspalvis, sodrumas ir šviesumas. Mokslininkai nusprendė šį netikslumą ištaisyti ir pasiūlė neutralios ašies apibrėžimą, išvedamą tiesiogiai iš spalvų metrikos geometrijos. Tam, kaip pabrėžiama tyrime, teko išeiti už klasikinio Riemanno modelio ribų.

Komanda taip pat išsprendė ir kitus neatitikimus. Pavyzdžiui, Schrödingerio schema nepaaiškino Bezoldo–Brücke efekto – reiškinio, kai keičiantis šviesos intensyvumui žmogui subjektyviai pasikeičia ir atspalvis.

Šiai problemai spręsti tyrėjai vietoj tiesinės „stimulo kokybės“ tarp spalvos ir juodos apibrėžties pritaikė trumpiausią geodezinį kelią suvokimo spalvų erdvėje. Kitaip tariant, buvo pakeistas pats principas, kaip geometriškai matuojamas artumas tarp spalvų.

Be to, jie įvertino ir vadinamąjį mažėjančios grąžos efektą spalvų suvokime: žmonės didelius spalvų skirtumus dažnai suvokia ne kaip mažesnių skirtumų sumą, o kaip santykinai „suspaustą“ pokytį. Ankstesniame, 2022 m. publikuotame darbe dalis tų pačių autorių argumentavo, kad toks efektas apskritai negali egzistuoti grynoje Riemanno geometrijoje, todėl būtini pažangesni metodai spalvų skirtumams modeliuoti.

Naujajame tyrime pristatomas naujas pagrindas, leidžiantis modeliuoti spalvas ne Riemanno erdvėje. Autoriai teigia, kad jų sprendimai pirmą kartą užtikrina nuoseklų Helmholtzo vizijos įgyvendinimą – formalius geometrinius atspalvio, sodrumo ir šviesumo apibrėžimus, išvestus vien iš suvokiamo panašumo metrikos, nesiremiant išoriniais veiksniais.

Tyrimas publikuotas žurnale „Computer Graphics Forum“.

Marse rastas iš pažiūros visai paprastas akmuo netikėtai atskleidė geltoną „lobį“, kai jį atsitiktinai įskėlė marsaeigis „Curiosity“.

2024 m. gegužę beveik 899 kilogramus sveriantis aparatas pervažiavo trapų mineralų gumulą, ir šis subyrėjo, atidengdamas ryškiai geltonus kristalus – gryną elementinę sierą, dar vadinamą brimstonu.

Nors sulfatai Marse aptinkami gana dažnai, tai buvo pirmasis atvejis, kai Raudonojoje planetoje rasta grynos, elementinės sieros forma.

Dar labiau nustebino vietovė, kurioje įvyko atradimas. Gediz Vallis kanale, kur „Curiosity“ aptiko akmenį, gausu panašių objektų, kurie iki sutraiškymo atrodė kaip tas pats sieros gabalas. Tai leidžia manyti, kad kai kuriose šios vietos dalyse elementinės sieros gali būti gerokai daugiau, nei manyta iki šiol.

„Rasti akmenų lauką, sudarytą iš grynos sieros, yra tas pats, kas dykumoje aptikti oazę. Jos ten neturėtų būti, todėl dabar turime paaiškinti, kaip ji atsirado. Keistų ir netikėtų dalykų atradimai ir daro planetų tyrinėjimą tokį įdomų“, – 2024 m. liepą sakė „NASA“ Reaktyvinio judėjimo laboratorijos „Curiosity“ projekto mokslininkas Ashwinas Vasavada.

Sulfatai – tai druskos, susidarančios, kai siera (dažniausiai junginių pavidalu) sąveikauja su kitais mineralais vandenyje. Vandeniui išgaravus, mineralai susimaišo ir išdžiūsta, o sulfatai lieka kaip nuosėdos.

Tokie mineralai padeda mokslininkams geriau suprasti Marso praeitį: vandens istoriją ir tai, kaip planeta kito bei „senėjo“ per milijardus metų.

Tačiau gryna siera formuojasi tik esant labai specifinėms sąlygoms. Iki šiol nebuvo žinoma, kad būtent Gediz Vallis kanalo regione tokios sąlygos būtų kada nors egzistavusios.

Mokslininkai pripažįsta, kad Marso geologinėje istorijoje vis dar yra daug nežinomųjų. Vis dėlto tai, kad planetos paviršiuje aptinkama nemažai grynos sieros, rodo, jog gali būti reikšmingas procesas ar įvykis, kurio dar nesuprantame.

Taip pat pabrėžiama, kad siera yra gyvybei būtinas cheminis elementas. Gyvi organizmai ją dažniausiai įsisavina sulfatų pavidalu, o ši medžiaga reikalinga dviejų esminių aminorūgščių sintezei – jos būtinos baltymų gamybai.

Vis dėlto vien šis radinys dar nėra gyvybės įrodymas: sulfatus Marse mokslininkai žino jau seniai, o patikimų, neabejotinų gyvybės ženklų iki šiol aptikti nepavyko.

Tačiau tyrinėtojai nuolat aptinka dalykų, kurie galėtų būti svarbūs gyvybei: chemijos pėdsakų, įrodymų apie vandenį ir užuominų, kad praeityje Marse galėjo būti gyventi tinkamų sąlygų.

Žemėje esantys mokslininkai turi ribotas galimybes tiesiogiai pasiekti Marsą, todėl labai daug lemia paties marsaeigio maršrutas ir instrumentai. „Curiosity“ prietaisai sugebėjo ištirti Gediz Vallis kanale esančias sieringas uolienas, tačiau jei aparatas nebūtų pervažiavęs akmens ir jo neįskėlęs, šis atradimas galėjo dar ilgai likti nepastebėtas.

Dabar vienas pagrindinių klausimų – kaip, remiantis tuo, kas žinoma apie Marsą, gryna siera galėjo atsirasti šioje vietoje. Tam prireiks papildomų tyrimų, įskaitant detalesnį planetos geologinės raidos modeliavimą.

Tuo metu „Curiosity“ tęsia darbą ir toliau renka duomenis. Gediz Vallis kanalas laikomas itin turtingu Marso istorijos regionu – tai senovinis vandens kelias, kurio uolienose iki šiol išlikę kadaise čia tekėjusios upės pėdsakai, susiformavę prieš milijardus metų.

„Curiosity“ toliau juda kanalu, tikėdamasis, kad už kito akmens gali laukti dar vienas netikėtumas.

Tuo pat metu daugiau nei penktus metus savo misiją tęsia ir kitas „NASA“ marsaeigis – „Mars Perseverance“, kuris vis dar tyrinėja Raudonosios planetos paviršių. Vienas iš naujausių jo aptiktų objektų mokslininkams pasirodė neįprastas ir paskatino svarstyti, ar jis apskritai galėjo kilti ne iš Marso.

2025 m. birželio 19 d. šešiaratis tyrinėtojas taip pat užfiksavo naują rekordą – per vieną važiavimą Marso akmenuotu paviršiumi įveikė 411 metrų atstumą. Nors tai gali skambėti kukliai, palyginti su lėčiau judančiais „Curiosity“ ar „Opportunity“, „Perseverance“ laikomas gerokai „greitesniu“ aparatu.

Ankstesnė šio pasakojimo versija buvo publikuota 2024 m. liepą.

Tarptautinė astronomų komanda užfiksavo Paukščių Tako centrinį regioną dar neregėtu detalumu. Naujas vaizdas atskleidžia maždaug 650 šviesmečių skersmens sritį, kurioje driekiasi sudėtingas gijų tinklas iš tankių kosminių dujų debesų. Ši zona vadinama Centriniu molekuliniu regionu (CMZ).

Tai didžiausias iki šiol su Atacama Large Millimeter/submillimeter Array teleskopų masyvu, trumpiau – „ALMA“, sukurtas mozaikinis vaizdas. Mokslininkai tikisi, kad sukaupti duomenys leis iš arčiau tyrinėti šio regiono cheminę sudėtį ir geriau suprasti, kaip ekstremaliomis sąlygomis formuojasi bei evoliucionuoja žvaigždės.

Šį duomenų rinkinį parengė „ALMA CMZ Exploration Survey“ (ACES) projekto nariai – daugiau nei 160 mokslininkų iš per 70 institucijų Europoje, Šiaurės ir Pietų Amerikoje, Azijoje bei Australijoje. Tyrimų rezultatai aprašyti straipsnių serijoje, publikuotoje mokslo žurnale Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

ACES yra didžiausia tokio pobūdžio „ALMA“ apžvalga, skirta Galaktikos centrui. Jos metu sudaryta radijo vaizdų mozaika apėmė naktinio dangaus plotą, prilygstantį trims pilnačioms, sugretintoms viena šalia kitos.

Projektą inicijavo ir jam vadovavo pagrindinis tyrėjas Stevenas Longmore’as, kartu dirbęs su bendraautoriais iš kiekvienos dalyvaujančios institucijos. Prie projekto prisidėjo ir astronomė Ashley Barnes iš „European Southern Observatory“ (ESO) – organizacijos, kuri prižiūri „ALMA“ veiklą.

„Tai – ekstremalumų vieta, akims nematoma, tačiau dabar atskleista nepaprastu detalumu. Stebėjimai suteikia unikalų žvilgsnį į šaltas dujas – žaliavą, iš kurios gimsta žvaigždės – vadinamajame mūsų galaktikos Centriniame molekuliniame regione (CMZ).

„Tai pirmas kartas, kai šaltos dujos visame šiame regione ištirtos taip detaliai. Tai vienintelis galaktikos branduolys, esantis pakankamai arti Žemės, kad galėtume jį analizuoti tokiu tikslumu. Duomenys atskleidžia CMZ kaip niekada anksčiau – nuo dešimtis šviesmečių siekiančių dujų struktūrų iki mažų debesų, supančių atskiras žvaigždes“, – teigė A. Barnes.

Vaizde matyti, kaip šaltos molekulinės dujos teka gijų struktūromis ir kaupiasi gumuluose, iš kurių gimsta naujos žvaigždės. Nors astronomai gana gerai supranta, kaip šis procesas vyksta Paukščių Tako išoriniame diske, galaktikos centre sąlygos yra gerokai atšiauresnės, todėl žvaigždėdaros mechanizmai čia vis dar kelia daug klausimų.

Pasak mokslininkų, naujasis duomenų rinkinys turėtų padėti patikrinti, ar įprastos žvaigždžių formavimosi teorijos galioja ir itin ekstremaliose aplinkose.

„CMZ regione yra vienos masyviausių mūsų galaktikos žvaigždžių. Daugelis jų gyvena greitai ir miršta jaunos, o gyvenimo pabaigoje sprogsta galingomis supernovomis ar net hipernovomis.

„Tirdami, kaip žvaigždės gimsta CMZ, galime aiškiau suprasti, kaip augo ir evoliucionavo galaktikos. Manome, kad šis regionas turi daug panašumų su ankstyvosios Visatos galaktikomis, kur žvaigždės formavosi chaotiškomis, ekstremaliomis sąlygomis“, – sakė S. Longmore’as.

Stebėjimai pateikė ir netikėtumų: nors komanda tikėjosi itin detalių rezultatų, galutinė mozaika vis tiek nustebino atskleistu sudėtingumu ir struktūrų gausa.

Mokslininkai prognozuoja, kad šį tyrimą vėliau papildys dar detalesni stebėjimai, kai bus įgyvendinti „ALMA“ atnaujinimai ir pradės veikti naujos kartos teleskopai.

„Artėjantis „ALMA“ plataus dažnių ruožo jautrumo atnaujinimas, taip pat „ESO“ itin didelis teleskopas („Extremely Large Telescope“) netrukus leis mums dar giliau pažvelgti į šį regioną: atskirti smulkesnes struktūras, sekti sudėtingesnę chemiją ir precedento neturinčiu aiškumu tyrinėti žvaigždžių, dujų bei juodųjų skylių sąveiką. Daugeliu prasmių tai – tik pradžia“, – teigė A. Barnes.

Naujas tyrimas gali išspręsti seną Mėnulio magnetizmo mįslę: kodėl Mėnulio uolienos, pargabentos „Apollo“ misijų metu, rodo itin stipraus magnetinio lauko pėdsakus – kartais prilygstančius ar net pranokstančius šiandieninį Žemės magnetinį lauką.

Atsižvelgiant į tai, kad Mėnulis yra gerokai mažesnis už Žemę ir neturi panašių vidinės energijos bei branduolio dinamikos procesų, kurie maitina Žemės magnetinį lauką, stebina, jog maždaug 3,5 mlrd. metų senumo uolienų mėginiai išsaugojo tokį ryškų magnetinį „parašą“.

Naujoje analizėje Jungtinės Karalystės „Oksfordo universiteto“ mokslininkai daro išvadą, kad šie pėdsakai gali būti trumpalaikių, staigių magnetizmo „protrūkių“ įrodymai. Juos, pasak tyrėjų, galėjo sukelti senoviniai geologiniai procesai, vykę gerokai anksčiau, nei „Apollo“ misijos nusileido Mėnulyje ir pradėjo rinkti mėginius.

„Mūsų naujas tyrimas rodo, kad „Apollo“ mėginiai gali būti pasislinkę į itin retus įvykius, trukusius kelis tūkstančius metų, tačiau iki šiol jie buvo interpretuojami tarsi atspindėtų 0,5 mlrd. metų Mėnulio istorijos“, – teigia planetų geologė Claire Nichols.

„Panašu, kad būtent mėginių atrankos šališkumas sutrukdė mums suprasti, kokie trumpi ir reti buvo šie stipraus magnetizmo epizodai“, – priduria ji.

Tyrėjai iš naujo peržiūrėjo Mėnulio uolienų mėginius, vadinamus Mare bazaltais, ieškodami ryšių tarp jų sudėties ir magnetizacijos stiprumo, kuris leidžia spręsti apie magnetinio lauko stiprį uolienų susidarymo metu.

Išryškėjo aiški sąsaja: stipriau įmagnetintos uolienos turėjo gerokai didesnį titano kiekį.

Toliau komanda pasitelkė kompiuterinius modelius, kad patikrintų, kaip procesai, sukuriantys titanu turtingas uolienas, galėjo kartu sukelti ir itin intensyvų magnetinį lauką.

Modeliai parodė, kad titanu turtingos medžiagos tirpimas prie Mėnulio branduolio ir mantijos ribos galėjo trumpam padidinti šilumos srautą iš branduolio. Tai, tyrėjų vertinimu, galėjo suaktyvinti arba sustiprinti vadinamąjį dinamo mechanizmą, laikinai padidinti magnetinį lauką ir kartu suformuoti titanu turtingus lavos srautus.

Kadangi „Apollo“ misijos daugiausia rinko mėginius panašiuose Mare bazaltų regionuose – netoli vietų, kur, pagal modelį, turėjo tekėti titanu turtingos lavos – pargabenti mėginiai galėjo būti neatsitiktinai „nukreipti“ į vietoves, kuriose magnetizmo pėdsakai yra stipriausi. Būtent toks atrankos šališkumas, pasak mokslininkų, ir ilgus metus klaidino bendruomenę.

„Jei būtume ateiviai, tyrinėjantys Žemę, ir būtume nusileidę čia vos šešis kartus, tikėtina, patirtume panašų atrankos šališkumą, ypač jei rinktumės plokščius paviršius nusileidimui“, – sako Žemės mokslų specialistas Jon Wade.

„Vien atsitiktinumas lėmė, kad „Apollo“ misijos taip stipriai koncentravosi į Mare regioną. Jei jos būtų nusileidusios kitur, greičiausiai būtume padarę išvadą, kad Mėnulis visada turėjo tik silpną magnetinį lauką, ir būtume visiškai praleidę šią svarbią ankstyvosios Mėnulio istorijos dalį“, – aiškina jis.

Tyrėjų teigimu, intensyvaus magnetizmo laikotarpiai greičiausiai truko tik kelis tūkstančius metų – tai tėra akimirksniai, palyginti su Mėnulio amžiumi.

Nors hipotezė gerai dera su turimais duomenimis, mokslininkai pripažįsta, kad jų modeliai remiasi keliomis prielaidomis, užpildančiomis informacijos spragas. Pagrindinė problema – labai ribotas turimų Mėnulio uolienų mėginių kiekis, todėl rezultatams patvirtinti reikės papildomo modeliavimo ir, svarbiausia, naujų mėginių.

Šiandien Mėnulio magnetinis laukas yra labai silpnas ir netolygus, palyginti su stipriu globaliu Žemės magnetiniu lauku. Ankstesni tyrimai siūlė ir kitus paaiškinimus, kodėl uolienose išliko daug stipresnio magnetizmo pėdsakai. Pavyzdžiui, dalį reiškinio galėjo lemti asteroidų smūgiai į Mėnulio paviršių.

Vis dėlto tyrėjams palanki žinia ta, kad iki dešimtmečio pabaigos planuojama sugrąžinti žmones į Mėnulį. Tokios misijos suteiktų galimybę atlikti daugiau matavimų ir pargabenti naujų uolienų mėginių, kurie padėtų galutinai patikrinti šias išvadas.

„Dabar jau galime prognozuoti, kokių tipų mėginiai Mėnulyje išsaugo skirtingo stiprumo magnetinio lauko pėdsakus“, – teigia geologijos mokslininkas Simon Stephenson.

„Artėjančios „Artemis“ misijos suteikia galimybę patikrinti šią hipotezę ir dar giliau panirti į Mėnulio magnetinio lauko istoriją“, – sako jis.

Tyrimas publikuotas žurnale Nature Geoscience.

Toli nuo Žemės esanti žvaigždė, kurios šviesa staiga ėmė mirgėti lyg gęstanti žvakė, astronomams padėjo aptikti įspūdingą reiškinį.

Išanalizavę keistus į Saulę panašios žvaigždės „Gaia-GIC-1“ šviesio pokyčius, mokslininkai daro išvadą, kad netikėtą jos elgesį geriausiai paaiškina šalia įvykęs dviejų jaunų planetų užuomazgų susidūrimas. Ši žvaigždė yra maždaug už 11 600 šviesmečių nuo mūsų.

„Neįtikėtina, kad įvairūs teleskopai šį smūgį užfiksavo realiuoju laiku“, – sako Vašingtono universiteto astronomas Anastasios Tzanidakis.

„Žinome vos kelis kitus kokio nors tipo planetinių susidūrimų atvejus, o nė vienas jų taip neprimena smūgio, kuris, kaip manoma, suformavo Žemę ir Mėnulį. Jei galėtume užfiksuoti daugiau tokių momentų kitur galaktikoje, tai daug ką pasakytų apie mūsų pasaulio formavimąsi“, – teigia jis.

Planetų sistemos, ypač ankstyvoje savo raidos stadijoje, gali būti itin chaotiškos. Dulkių gumulai, jei tik leidžia tankis ir gravitacija, ima augti į planetų „sėklas“ – planetezimales, nepaisant to, kas dar skrieja aplink jauną žvaigždę. Tokia aplinka sudaro sąlygas dažniems susidūrimams – taip, mokslininkų manymu, vyko ir mūsų Saulės sistemoje.

Be vėlesnių intensyvaus bombardavimo laikotarpių, kai į jaunas planetas trenkėsi daugybė asteroidų, egzistuoja hipotezė, kad su Žeme susidūrė Marso dydžio kūnas. Po tokio smūgio į orbitą išmestos nuolaužos galėjo susitelkti ir suformuoti Mėnulį.

Vis dėlto įrodymų, kad panašūs procesai vyksta prie kitų žvaigždžių, rasti sunku. Planetų susidūrimai paprastai vyksta palyginti mažoje erdvėje ir greitai, o po jų lieka tik trumpai (kosminių mastelių požiūriu) egzistuojantys dulkių debesys, kuriuos aptikti per galaktikos atstumus sudėtinga.

Padėtį keičia naujos didelio masto dangaus apžvalgos, tokios kaip „Gaia“. Jos leidžia vienu metu stebėti didžiules dangaus sritis, kartotinai matuoti daugybės žvaigždžių šviesį, spalvas ir padėtį, kad būtų galima užfiksuoti bet kokius jų elgesio pokyčius.

„Gaia-GIC-1“ šviesio pokyčiai pirmą kartą užfiksuoti beveik prieš dešimtmetį. Tačiau tik tada, kai A. Tzanidakis peržiūrinėjo senesnius duomenis, jis pastebėjo kai ką neįprasto.

„Žvaigždės šviesis buvo gražiai stabilus, bet nuo 2016 m. pasirodė trys ryškumo kritimai. O maždaug 2021 m. ji pradėjo elgtis visiškai pašėlusiai“, – aiškina jis.

„Negaliu pakankamai pabrėžti: tokios žvaigždės kaip mūsų Saulė taip nesielgia. Todėl pamatę šį atvejį pagalvojome: palaukit, kas čia vyksta?“ – sako astronomas.

„Gaia-GIC-1“ yra F tipo žvaigždė – kiek panaši į Saulę, tik didesnė ir karštesnė. Jos spindulys siekia apie 1,7 Saulės spindulio, o masė – apie 1,3 Saulės masės. Ji yra netoli pietinio Burės (Puppis) žvaigždyno, Paukščių Tako disko išoriniuose regionuose.

Tikslaus žvaigždės amžiaus nustatyti nepavyksta, tačiau ji atrodo gana stabili ir yra pagrindinėje sekoje – tai reiškia, kad ji „suaugusi“ ir energiją gauna iš vandenilio sintezės branduolyje. F tipo žvaigždės paprastai pasižymi gana ramia prigimtimi: jos nėra tokios audringos kaip raudonosios nykštukės ir nerodo keistų svyravimų, būdingų žvaigždėms jų gyvenimo pabaigoje.

Tačiau „Gaia-GIC-1“ atvejis glumino: jos šviesis galiausiai sumažėjo net iki 25 proc., o pokyčių raštas buvo iki tol nematytas.

Vašingtono universiteto astronomas Jamesas Davenportas pasiūlė į šiuos pokyčius pažvelgti kitu kampu – ir tuomet situacija tapo dar įdomesnė.

„Infraraudonosios šviesos kreivė buvo visiškai priešinga matomos šviesos kreivei“, – teigia A. Tzanidakis.

„Kai matomoje šviesoje žvaigždė pradėjo mirgėti ir blėsti, infraraudonoji spinduliuotė šoktelėjo. Tai gali reikšti, kad žvaigždę dengianti medžiaga yra karšta – tokia karšta, kad pati švyti infraraudonajame diapazone“, – aiškina jis.

Stebėjimai leidžia manyti, kad susidarė dulkių debesis, kurio masė prilygsta dideliam asteroidui – beveik pusei nykštukinės planetos Cereros masės. Apskaičiuota, kad ši medžiaga galėjo įkaisti iki maždaug 900 kelvinų. Tyrėjų modeliavimas rodo, kad visi šie parametrai geriausiai dera su vienu scenarijumi.

Planetezimalių susidūrimas galėtų paaiškinti ir pastebėtą masę, ir šilumą, ir neįprastus ryškumo svyravimus: nuo pradinio pritemimo iki vėlesnio chaoso. Jei du kūnai artėja vienas prie kito palaipsniui, prieš galutinį susidūrimą galėjo įvykti keli „prasilenkiantys“ smūgiai.

Tyrėjai apskaičiavo, kad lemiamas susidūrimas galėjo įvykti maždaug vieno astronominio vieneto atstumu nuo žvaigždės – tai panašu į atstumą tarp Žemės ir Saulės. Tokia detalė gali būti itin reikšminga bandant suprasti mūsų pačių Saulės sistemos formavimosi laikotarpį, Žemės istoriją ir net gyvybės atsiradimo prielaidas.

„Kiek retas buvo įvykis, sukūręs Žemę ir Mėnulį? Šis klausimas yra fundamentalus astrobiologijai“, – sako J. Davenportas.

„Atrodo, kad Mėnulis yra vienas iš tų ypatingų ingredientų, dėl kurių Žemė tapo palankia vieta gyvybei. Jis gali padėti apsaugoti Žemę nuo dalies asteroidų, sukelia potvynius ir atoslūgius bei veikia orus taip, kad chemija ir biologija gali maišytis globaliai. Gali būti, kad jis prisideda ir prie tektoninių plokščių aktyvumo.

Šiuo metu mes nežinome, kiek dažnai tokia dinamika pasitaiko. Tačiau jei pavyks užfiksuoti daugiau tokių susidūrimų, pradėsime tai suprasti“, – teigia jis.

Tyrimo rezultatai publikuoti žurnale „The Astrophysical Journal Letters“.

Nauja „Ryugu“ asteroido mėginių analizė parodė, kad juose aptiktos visos penkios pagrindinės nukleobazės, sudarančios RNR ir DNR: adeninas, citozinas, guaninas, timinas ir uracilas.

Tai nėra pirmas kartas, kai iš asteroido medžiagos išskiriamas visas šių junginių rinkinys – tokios pačios penkios nukleobazės anksčiau buvo nustatytos ir asteroide „Bennu“. Tačiau būtent tai tyrėjus ir džiugina: jau antras anglingas (anglies turtingas) asteroidas iš eilės pateikia pilną genetinių „statybinių blokų“ rinkinį.

Tokie rezultatai leidžia manyti, kad gyvybei reikalingi cheminiai ingredientai Saulės sistemoje gali būti gerokai dažnesni, nei manyta anksčiau.

„Įvairių nukleobazių aptikimas asteroidų ir meteoritų medžiagoje rodo, kad jos yra plačiai paplitusios visoje Saulės sistemoje, ir sustiprina hipotezę, kad anglingi asteroidai prisidėjo prie ankstyvosios Žemės prebiotinio cheminių medžiagų „inventoriaus“, – rašo mokslininkų grupė, vadovaujama biogeochemiko Toshiki Kogos iš „Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology“.

Visa gyvybė Žemėje remiasi dviem pagrindinėmis molekulėmis, kurios saugo ir perduoda genetinę informaciją: DNR ir RNR. Šios molekulės sudarytos iš penkių bazinių komponentų – nukleobazių, kurios veikia kaip genetinio kodo „raidės“.

Mokslininkams itin svarbu suprasti, kiek šių junginių galėjo būti ankstyvojoje Žemėje ir iš kur jie atsirado, nes tai padeda atsakyti į esminį klausimą – kaip apskritai galėjo atsirasti gyvybė.

Tokie asteroidai kaip „Ryugu“ ir „Bennu“ galėjo turėti reikšmingą vaidmenį, atgabenant į Žemę organinių junginių. Žinoma, kad anglies turtingi asteroidai savyje talpina įvairių organinių molekulių, susiformavusių ankstyvuoju Saulės sistemos istorijos laikotarpiu.

Pastaraisiais metais mokslininkai gavo išskirtinę galimybę tirti „švarius“ asteroidų paviršiaus mėginius, pargabentus specialių misijų metu: Japonijos „JAXA“ misija „Hayabusa2“ atgabeno „Ryugu“ medžiagą, o JAV „NASA“ misija „OSIRIS-REx“ – „Bennu“ mėginius.

Apie tai, kad „Bennu“ mėginiuose aptiktos visos penkios nukleobazės, pranešta 2025 m. sausį. Tuo metu „Ryugu“ medžiagoje buvo pavykę identifikuoti tik vieną nukleobazę – uracilą.

Dabar naujasis tyrimas užpildė šią spragą. T. Koga ir kolegos išanalizavo du atskirus „Ryugu“ mėginius ir abiejuose nustatė visas penkias nukleobazes.

Nukleobazės aptinkamos ne vien asteroiduose. Mokslininkai išskiria ir du anglies turtingus meteoritus – kosminius akmenis, nukritusius į Žemę, – kuriuose taip pat rastas pilnas šių junginių rinkinys: „Murchison“ ir „Orgueil“.

Siekdami geriau suprasti nukleobazių pasiskirstymą Saulės sistemoje, tyrėjai palygino „Ryugu“ sudėtį su „Bennu“, taip pat su „Murchison“ ir „Orgueil“ meteoritais. Paaiškėjo, kad skirtinguose objektuose nukleobazių santykiai skiriasi.

Šios penkios nukleobazės skirstomos į dvi šeimas: purinus (adeniną ir guaniną) bei pirimidinus (citoziną, timiną ir uracilą).

„Ryugu“ mėginiuose purinų ir pirimidinų kiekiai buvo apytikriai panašūs. Tuo tarpu „Bennu“ ir „Orgueil“ medžiaga pasirodė turtingesnė pirimidinais, o „Murchison“ meteorite daugiau buvo purinų.

Tyrėjai nustatė, kad šie skirtumai siejasi su amoniako lygiu mėginiuose. Tai leidžia daryti prielaidą, jog cheminė aplinka asteroidų „motininiuose kūnuose“ galėjo lemti, kurios nukleobazės susidaro gausiau.

Ypač įdomus pasirodė timino aptikimas. DNR ir RNR sudėtis iš dalies skiriasi: DNR sudaro adeninas, citozinas, guaninas ir timinas, o RNR – adeninas, citozinas, guaninas ir uracilas.

Viena populiariausių idėjų apie gyvybės pradžią – vadinamoji „RNR pasaulio“ hipotezė, pagal kurią pirmiau galėjo atsirasti RNR. Timinas yra chemiškai modifikuota uracilo forma, o uracilas prebiotinėse reakcijose paprastai laikomas lengviau susiformuojančiu. Dėl to ilgą laiką buvo manoma, kad ankstyvajai Žemei uracilas galėjo būti prieinamesnis.

Ankstesnis faktas, kad „Ryugu“ mėginiuose aptiktas tik uracilas, atrodė gražiai įsikomponuojantis į šią hipotezę. Tačiau naujas timino aptikimas leidžia manyti, kad asteroidų chemija gali generuoti abu šiuos junginius, o ne aiškiai „rinktis“ vieną.

Gauti rezultatai rodo, jog nukleobazių sintezė gali būti gana įprastas procesas anglies turtinguose Saulės sistemos kūnuose. Tai sustiprina scenarijų, kad ankstyvosios Žemės bombardavimo laikotarpiu tokie objektai galėjo atgabenti pilną gyvybei svarbių cheminių komponentų rinkinį.

„Visų penkių kanoninių nukleobazių aptikimas anglingų asteroidų „Ryugu“ ir „Bennu“ mėginiuose pabrėžia, kad šios išorinės kilmės molekulės galėjo prisidėti prie organinių medžiagų atsargų, kurios palaikė prebiotinę molekulinę evoliuciją ir galiausiai leido ankstyvojoje Žemėje atsirasti RNR ir DNR“, – teigia tyrėjai.

Tyrimo rezultatai publikuoti mokslo žurnale Nature Astronomy.

Tūkstančius metų aukštai Argentinos Anduose gyvenantys žmonės vartojo geriamąjį vandenį, kuris daugumai sukeltų mirtiną pavojų.

Šiame regione vulkaninėse uolienose natūraliai esantis arsenas patenka į požeminį vandenį ir užteršia vietos vandens šaltinius tokiais nuodingo metaloido kiekiais, kurie daugumai žmonių sukeltų rimtų sveikatos sutrikimų. Vis dėlto viena šiaurės Argentinos bendruomenė, panašu, įgijo neįprastą genetinį pranašumą.

Vakarų Pietų Amerikos gyventojų DNR analizė parodė, kad Argentinos Anduose gyvenanti populiacija turi geno variantą, kuris, tikėtina, padeda saugiau metabolizuoti arseną.

„Adaptacija lemia genomo pokyčius, tačiau konkrečių žmogaus adaptacijų įrodymai tebėra riboti“, – 2015 m. moksliniame darbe rašė komanda, vadovaujama evoliucinės biologijos tyrėjų Carinos Schlebusch ir Lucie Gattepaille iš „Uppsala University“.

„Mūsų duomenys rodo, kad prisitaikymas toleruoti aplinkos stresorių – arseną – tikriausiai padidino apsauginių AS3MT varianto formų dažnį, ir tai yra pirmasis įrodymas, kad žmonės prisitaikė prie nuodingos cheminės medžiagos“, – teigė tyrėjai.

Gyvybė, turėdama pakankamai laiko ir patirdama ne per staigų poveikį, geba prisitaikyti prie pačių įvairiausių sąlygų – nuo ekstremalios kaitros iki deguonies stokos ar pavojingos radiacijos. Tačiau apie tai, kaip žmonių populiacijos prisitaiko prie toksinių cheminių medžiagų savo aplinkoje, vis dar žinoma palyginti nedaug.

Arsenas yra labai nuodingas: siejamas su vėžiu, odos pažeidimais, apsigimimais ir ankstyva mirtimi. Be to, kai kuriuose pasaulio regionuose jis natūraliai aptinkamas didelėmis koncentracijomis požeminiame vandenyje.

Pasaulio sveikatos organizacijos nustatyta rekomenduojama arseno riba geriamajame vandenyje yra 10 mikrogramų litre. Tačiau iki 2012 m., kol buvo įrengta filtravimo sistema, atokiame aukštikalnių miestelyje San Antonijuje de los Kobres (Puna de Atakamos plynaukštėje) geriamajame vandenyje arseno būdavo apie 200 mikrogramų litre – maždaug 20 kartų daugiau nei rekomenduojama.

Vis dėlto šis regionas gyvenamas tūkstančius metų – mažiausiai 7 tūkst. metų, o galbūt ir iki 11 tūkst. metų. Dėl to mokslininkus ilgą laiką glumino, kaip vietos gyventojai sugeba pakelti tokias dideles arseno koncentracijas.

Dar 1995 m. tyrėjai pastebėjo, kad Argentinos Andų moterys turi „unikalų“ gebėjimą metabolizuoti arseną – tai rodė jų šlapime aptikti metabolitai.

Patekęs į organizmą arsenas fermentų paverčiamas keliomis cheminėmis formomis. Viena tarpinių formų – monometilintas arsenas (MMA) – yra ypač toksiška. Vėlesnė forma, dimetilintas arsenas (DMA), organizmui yra palankesnė, nes lengviau pašalinama su šlapimu.

San Antonijaus de los Kobres gyventojai, kaip nustatyta, paprastai pagamindavo mažiau toksiško tarpinio junginio ir daugiau lengviau pašalinamos formos. Tai leido manyti, kad jų organizmas arseno apdorojimą atlieka neįprastai efektyviai.

Susidomėję šiuo reiškiniu, C. Schlebusch, L. Gattepaille ir kolegos siekė išsiaiškinti, ar tai galima paaiškinti genetiniais skirtumais.

Komanda surinko 124 San Antonijaus de los Kobres moterų DNR mėginius, paimtus tamponėliais nuo skruosto gleivinės. Jų šlapimo mėginiai rodė tą patį arseno metabolitų profilį, kaip ir 1995 m. tyrime. Vėliau mokslininkai išanalizavo milijonus genetinių žymenų visame genome.

Norėdami suprasti, ar aptiktas geno variantas yra būdingas būtent Argentinos populiacijai, tyrėjai palygino rezultatus su viešai prieinamais Peru ir Kolumbijos genomo duomenimis iš tarptautinio projekto „1000 Genomes Project“.

Ankstesni tyrimai rodė, kad svarbų vaidmenį arseno apykaitoje gali atlikti fermentas, vadinamas arseno (+3 oksidacijos būsenos) metiltransferaze (AS3MT). Todėl mokslininkai dėmesį sutelkė į šią sritį.

Jie aptiko genetinių variantų grupę šalia AS3MT geno, kuri stipriai veikė tai, kaip organizmas apdoroja arseną. Šie variantai buvo gerokai dažnesni San Antonijaus de los Kobres gyventojams nei genetiškai panašiose Peru ir Kolumbijos populiacijose.

Manoma, kad šie variantai padeda efektyviau paversti arseną į formas, kurias organizmas gali saugiai pašalinti su šlapimu, ir mažina toksiškiausių tarpinių junginių kaupimąsi. Tai gerai dera su ankstesniais tyrimais, kuriuose analizuoti arseno metabolitai šlapime.

Nors arseno tarša pasaulyje nėra reta, labai mažai bendruomenių ilgą laiką patyrė tokį didelį poveikį. San Antonijuje de los Kobres žmonės tūkstančius metų gyveno su arsenu gruntiniame vandenyje – pakankamai ilgai, kad natūrali atranka galėtų palankiai „atrinkti“ savybes, mažinančias arseno toksinį poveikį.

Vėlesni darbai leidžia manyti, kad panašūs genetiniai signalai gali būti aptinkami ir kitose Andų populiacijose, kurios kartų kartas buvo veikiamos arseno. Tai sustiprina išvadą, kad ilgalaikis poveikis gali skatinti genetinės tolerancijos formavimąsi, ir leidžia spėti, jog toks prisitaikymas regione gali būti plačiau paplitęs.

„Atsižvelgiant į itin žalingą arseno poveikį vaikų ir suaugusiųjų sveikatai, asmenys, turintys arseno toleranciją lemiančią haplotipų kombinaciją, gali turėti labai stiprų atrankos pranašumą didelio arseno aplinkoje“, – rašė tyrėjai.

Tyrimas publikuotas mokslo žurnale Molecular Biology and Evolution.

Mokslininkai teigia, kad žmoniją galėjo pasiekti lūžio taškas: keičiasi atrankos spaudimas, kuris iki šiol formavo mūsų evoliuciją. Vis daugiau įrodymų rodo, kad šiandien žmogaus raidą gali lemti ne tiek aplinka ar kūno biologiniai apribojimai, kiek kultūra – technologijos, medicina ir mūsų gebėjimas bendradarbiauti sprendžiant problemas.

Pasak tyrėjų, žmonių sugalvoti sprendimai, palengvinantys kasdienybę – nuo centrinio šildymo iki kontaktinių lęšių – biologines problemas išsprendžia nepalyginamai greičiau, nei spėja prisitaikyti genetinė evoliucija. Dėl to mažėja spaudimas, kuris anksčiau skatino genetines adaptacijas.

Kultūrinės evoliucijos tyrėjas Timas Waringas iš „Meino universiteto“, kartu su bendraautoriumi Zachary Woodu, taip apibūdino šį procesą:

„Žmonių evoliucija, panašu, perjungia pavarą. Kai vieni iš kitų perimame naudingus įgūdžius, institucijas ar technologijas, paveldime prisitaikančias kultūrines praktikas. Peržvelgę įrodymus matome, kad kultūra problemas sprendžia kur kas greičiau nei genetinė evoliucija. Tai leidžia manyti, jog mūsų rūšis yra didelio evoliucinio perėjimo viduryje“, – aiškino T. Waringas.

Evoliucija – tai procesas, kai gyvi organizmai palaipsniui kinta dėl paveldimų genetinių variacijų. Dažniausiai ji vyksta lėtai ir atsiskleidžia per daugybę kartų, o jos kryptį formuoja aplinkos veiksniai, lemiantys, kurie genai dažniau perduodami palikuonims.

Vienas gerai žinomų pavyzdžių žmonėms – maliarija. Tropikuose, kur ši liga paplitusi, dažniau aptinkami ir pjautuvinės anemijos genai. Taip yra todėl, kad žmonės, turintys vieną tokio geno kopiją, įgyja didesnę apsaugą nuo maliarijos, dažniau išgyvena ir perduoda geną vaikams.

Tačiau per visą žinomą žmonijos istoriją atranką veikė ir kultūra. Pavyzdžiui, gebėjimas suaugus virškinti laktozę, manoma, išplito ankstyvose gyvulininkyste besiverčiančiose bendruomenėse. Kitas atvejis – izoliuota prancūzų–kanadiečių Île aux Coudres populiacija: per maždaug 140 metų ten fiksuota tendencija, kad moterys pirmojo vaiko susilaukia vis jaunesnės, o šis pokytis atsispindėjo ir genetiniame lygmenyje.

Žmonės ir toliau evoliucionuoja, o aplinkos veiksniai vis dar daro įtaką daugeliui pokyčių. Vis dėlto T. Waringas ir Z. Woodas argumentuoja, kad šiuo metu kultūra gali tapti pagrindiniu veiksniu, keičiančiu atrankos spaudimo pobūdį.

„Kultūrinė evoliucija genetinę evoliuciją aplenkia be jokių abejonių. Skirtumas milžiniškas“, – teigė Z. Woodas.

Tai nebūtinai reiškia, kad kultūra iš karto sukuria naujas genetines adaptacijas. Dažnai ji tiesiog pašalina spaudimą, kuris anksčiau galėjo sutrumpinti gyvenimo trukmę.

Štai anksčiau gimdymas galėjo baigtis motinos mirtimi, jei kūdikis būdavo per didelis gimdymo takams. Šiandien cezario pjūvis leidžia išgyventi ir, tikėtina, ateityje susilaukti dar vaikų. Taip pat dabar egzistuoja gydymas ligoms, kurios anksčiau niokojo visuomenes, nors istorinių pandemijų pėdsakai vis dar aptinkami išgyvenusiųjų palikuonių genomuose.

Tyrėjai pasiūlė patikrinamą teoriją: kadangi kultūra evoliucionuoja daug greičiau nei genai, ji gali palaipsniui perorientuoti tai, kaip formuojasi žmogaus savybės. Jie taip pat pasiūlė kiekybinius būdus įvertinti, kaip greitai toks poslinkis galėtų vykti.

Gauti rezultatai leidžia manyti, kad perėjimas jau prasidėjo ir gali net spartėti. T. Waringas siūlo paprastą klausimą, padedantį suprasti idėjos esmę:

„Pagalvokite: kas labiau lemia jūsų gyvenimo baigtis – genai, su kuriais gimėte, ar šalis, kurioje gyvenate? Šiandien gerovę vis mažiau nulemia individuali biologija ir vis labiau – kultūrinės sistemos, kurios mus supa: bendruomenė, valstybė, technologijos. O kultūros svarba ilgalaikėje perspektyvoje auga, nes ji greičiau sukaupia prisitaikančius sprendimus“, – aiškino jis.

Kai kurie mokslininkai įspėja, kad tokio poslinkio pasekmės gali būti dar gilesnės. Jei technologijos ir medicina toliau „apsaugos“ žmones nuo natūralios atrankos, ilgainiui gali keistis pats evoliucijos veikimo mechanizmas.

Tarptautinė tyrėjų grupė, vadovaujama mikrobiologo Arthuro Saniotio iš „Cihan University-Erbil“, viename 2025 m. publikuotame darbe teigė, kad žmonija taip sėkmingai sumažino išorinį atrankos spaudimą, jog galėjo susilpninti savo evoliucinę trajektoriją. Autoriai svarsto, kad ateityje gali prireikti medicininių ir technologinių patobulinimų, siekiant kompensuoti tai, ką jie vadina žalingu poveikiu žmogaus fenotipams dėl susilpnėjusios natūralios atrankos.

Kitaip tariant, gerindami gyvenimą kultūra ir technologijomis galime sukurti grįžtamąjį ryšį: jei tokie sprendimai tampa būtini išlikimui, jų reikės vis daugiau. Ši idėja laikoma kontroversiška – ji kelia sudėtingus klausimus apie tai, kiek toli žmonės turėtų eiti bandydami technologijomis formuoti savo biologiją, ir neišvengiamai primena istoriškai problemiškas eugenikos temas.

Vis dėlto, anot T. Waringo, išeitis nebūtinai yra dar daugiau technologijų. Jis pabrėžia visuomenės organizacijos ir bendradarbiavimo svarbą:

„Kultūrinė organizacija paverčia grupes labiau bendradarbiaujančiomis ir efektyvesnėmis. Jei kultūrinis paveldėjimas ir toliau dominuos, mūsų, kaip individų, likimas ir visos rūšies ateitis vis labiau priklausys nuo visuomenių stiprumo ir gebėjimo prisitaikyti“, – sakė T. Waringas.

T. Waringo ir Z. Woodo straipsnis publikuotas mokslo žurnale „Bioscience“.

Trumpas gama ir rentgeno spindulių blyksnis, 2024 m. lapkritį užfiksuotas Žemės teleskopais, galėjo kilti iš visai netikėto šaltinio.

Vos keliomis sekundėmis anksčiau iš to paties mažo dangaus regiono detektorių tinklas „LIGO-Virgo-KAGRA“ užregistravo būdingą gravitacinių bangų signalą, rodantį dviejų juodųjų skylių susidūrimą. Tokie įvykiai laikomi vienais ekstremaliausių Visatoje, tačiau paprastai nesitikima, kad jie sukels aptinkamos šviesos pliūpsnį.

Astronomo Shu-Rui Zhango vadovaujama komanda iš Kinijos Mokslo ir technologijos universiteto šį neįprastą sutapimą sieja su dar neįprastesnėmis aplinkybėmis. Tyrėjų teigimu, susidūrimas galėjo įvykti milžiniškame, įkaitusiame dulkių ir dujų diske, supančiame trečią – supermasyvią – juodąją skylę, esančią galaktikos aktyviajame branduolyje (AGN).

Nors iš daugiau nei 4,2 mlrd. šviesmečių atstumo tai patvirtinti sudėtinga, abu aptikimai leidžia manyti, kad tam tikromis sąlygomis juodųjų skylių susiliejimą gali lydėti ir šviesos blyksnis.

„Mūsų modelis turi prognozuojamąją galią. Pabrėžiame, kaip svarbu tiksliau nustatyti susijungimo orbitos ekscentricitetą ir atlikti giliuosius priimančiosios galaktikos stebėjimus, kad būtų galima patikrinti mūsų paaiškinimą“, – rašo tyrėjai.

Nuo pirmojo gravitacinių bangų stebėjimo 2015 m. tokių signalų katalogas išaugo iki šimtų. Nors ne visi aptikti įvykiai iki galo išanalizuoti ar patvirtinti, manoma, kad didžioji jų dalis kyla būtent iš dviejų juodųjų skylių susidūrimų – pačių tankiausių žinomų objektų Visatoje.

Daugelis šių susidūrimų buvo visiškai „tamsūs“. Mokslininkai ne kartą bandė rasti šviesinį atitikmenį, tačiau turimi duomenys rodo, kad susijungus mažesnėms juodosioms skylėms ir susiformavus didesnei, bet kokie „fejerverkai“, jei ir vyksta, greičiausiai lieka už įvykių horizonto.

2024 m. lapkričio 25 d. gravitacinių bangų įvykis, pavadintas S241125n, išsiskyrė. Signalas buvo užfiksuotas visame pasaulyje išsidėsčiusiais „LIGO-Virgo-KAGRA“ detektoriais ir nurodė juodųjų skylių susiliejimą maždaug už 4,2 mlrd. šviesmečių. Skaičiavimai rodo, kad susiformavęs objektas siekė apie 150 Saulės masių.

Praėjus maždaug 11 sekundžių, keli rentgeno observatorijų prietaisai užfiksavo rentgeno spindulių blyksnį, o taip pat ir gama spindulių žybsnį iš tos pačios dangaus srities, kur buvo aptiktos gravitacinės bangos. Tyrėjai įvertino, kad atsitiktinio, nesusijusio sutapimo tikimybė yra maža – maždaug vienas toks atvejis per 30 metų stebėjimų.

Kadangi gravitacija ir šviesa sklinda tuo pačiu greičiu, stebėjimų seka leido daryti išvadą, jog pirmiausia įvyko juodųjų skylių susijungimas, o tuomet pasirodė ryškus šviesos pliūpsnis.

Juodosios skylės pačios savaime neskleidžia aptinkamos šviesos, o didžioji dalis jų susijungimų vyksta be jokio šviesinio signalo. Dėl to mokslininkai nusprendė, kad šiuo atveju turėjo veikti papildomas mechanizmas.

Yra viena situacija, kai juodosios skylės gali tapti itin ryškios: kai jos ryja aplinkinę medžiagą, vykstant akrecijai. Jei juodąją skylę supa dujos ir dulkės, jos gali suformuoti diską, kuris dėl gravitacijos ir trinties įkaista, medžiagai spirale artėjant prie objekto – panašiai kaip vandeniui sukantis link nutekėjimo angos.

Toks akrecijos diskas yra vienas šviesos šaltinių. Kitas – astrofizinės čiurkšlės, kurios, mokslininkų manymu, formuojasi, kai dalis medžiagos netoli įvykių horizonto nukreipiama ir pagreitinama magnetinių laukų linijomis, o vėliau išmetama iš poliarinių sričių milžinišku greičiu.

Po S241125n aptiktas gama spindulių žybsnis turėjo požymių, kurie kiek skyrėsi nuo įprastų gama pliūpsnių, susijusių su žvaigždžių branduolių kolapsu supernovose ar neutroninių žvaigždžių susijungimais.

Zhangas ir kolegos svarstė, kad tai galėtų paaiškinti greitos akrecijos epizodas. Tačiau tam, kad naujai susiformavusi juodoji skylė staiga imtų intensyviai „maitintis“, susidūrimas turėtų vykti aplinkoje, kurioje jau yra pakankamai medžiagos.

Tyrėjai sumodeliavo scenarijų, kai dvi žvaigždinės masės juodosios skylės susiduria daug masyvesnės – supermasyvios – juodosios skylės akrecijos diske. Tokie kosminiai „milžinai“, milijonus ar net milijardus kartų masyvesni už Saulę, aktyviai ryja medžiagą pačiuose galaktikų centruose.

Kai susiduria nevienodos masės juodosios skylės, dėl netolygaus masės pasiskirstymo susijungimo metu naujai susiformavusi juodoji skylė gali patirti vadinamąjį „gimimo smūgį“ ir būti tarsi „išspirta“ į šalį.

Pagal komandos simuliacijas, toks „smūgis“ AGN akrecijos diske nublokštų naują juodąją skylę į tankias dulkes ir dujas. Tuomet prasidėtų intensyvi akrecija ir galėtų susiformuoti čiurkšlės, kurių savybės būtų panašios į stebėto gama spindulių pliūpsnio požymius.

Toks paaiškinimas atrodo logiškas: galaktikų centrai yra itin dinamiškos sritys, kuriose gali būti gausu įvairių objektų, įskaitant mažesnes juodąsias skyles bei juodųjų skylių poras, palaipsniui migruojančias link centro.

Nors hipotezei patvirtinti dar reikia papildomų įrodymų, ji pateikia intriguojantį scenarijų, padedantį geriau suprasti galaktikų centrus ir juodųjų skylių susidūrimus, galinčius vykti tokiose aplinkose.

„Ateities S241125n ir panašių įvykių tyrimai galėtų suteikti gilesnių įžvalgų apie juodųjų skylių susijungimų fundamentinę fiziką ir jų vaidmenį platesniame kosminiame kontekste, galbūt atskleidžiant naujus ryšius tarp gravitacinių bangų, elektromagnetinių signalų ir šių neįprastų reiškinių aplinkos“, – rašo mokslininkai.

Tyrimas paskelbtas žurnale „The Astrophysical Journal Letters“.

Toli nuo Žemės, vienišame Marso krateryje, kuriame „gyvena“ tik robotai, „NASA“ marsaeigis „Perseverance“ tyrinėja sausą kraštovaizdį, kuris prieš milijardus metų buvo upių ir sąnašų sistema.

Nauji duomenys rodo, kad Jezero delta nėra vienintelis gausaus vandens, kadaise tekėjusio Marso paviršiumi, pėdsakas. Marsaeigio georadaro prietaisas „RIMFAX“ pirmą kartą taip giliai „pažvelgė“ po Jezero krateriu ir atskleidė didžiulę, senesnę deltą po šiandien matoma sąnašų struktūra. Tai reiškia, kad vanduo Marse galėjo tekėti gerokai ilgiau, nei leidžia spręsti vien paviršiaus požymiai, o tai svarbu vertinant planetos tinkamumą gyvybei praeityje.

„Apskritai „RIMFAX“ atskleidžia platesnę upinę sistemą, nei buvo matyti iš orbitos, ir rodo ilgesnį upinių sąnašų kaupimosi, vandens sukeltų pakitimų ir tinkamų gyvybei sąlygų laikotarpį, nei anksčiau buvo manyta Jezero krateryje“, – teigė Kalifornijos universiteto Los Andžele geomikrobiologė Emily Cardarelli.

„„RIMFAX“ atskleidė ankstesnę požeminę deltinių sąnašų aplinką po dabartine delta, taip dar labiau atitolindamas Jezero galimo tinkamumo gyvybei laikotarpį į praeitį“, – pridūrė ji.

Per daugelį metų sukaupti duomenys vis aiškiau rodo, kad Marsas ne visada buvo sausas, rūdžių spalvos dulkių pasaulis. Įrodymai – įvairūs: nuo vandens suformuotų reljefo struktūrų iki mineralų, kurie galėjo susidaryti tik esant skystam vandeniui.

Tai kelia ir kitą svarbų klausimą: kiek ilgai skystas vanduo išliko Marso paviršiuje. Kuo ilgesnis šis laikotarpis, tuo didesnis „langas“, per kurį galėjo atsirasti mikrobinė gyvybė – būtent ji laikoma tikėtiniausia gyvybės forma, galėjusia egzistuoti Marse.

Marso kraštovaizdis milijardus metų išliko palyginti gerai „užkonservuotas“, nes planeta nepatiria tokių tektoninių procesų ir oro sąlygų kaitos, kaip Žemė. Manoma, kad Jezero delta, kurią dabar tyrinėja „Perseverance“, yra maždaug 3,7 mlrd. metų senumo ir susiformavo vėlyvuoju Nojaus laikotarpiu – ankstyvuoju Hesperio laikotarpiu.

Tačiau būtent tuo metu Marsas, kaip žinoma, turėjo paviršinio vandens, o tekantis vanduo skatina intensyvesnę eroziją ir nuosėdų kaupimąsi.

Mokslininkus glumino kai kurių Jezero krateryje esančių mineralinių sankaupų kilmė – ypač karbonatais ir olivinu turtingas sluoksnis, vadinamas pakraščio zona (angl. Margin). Norėdami išsiaiškinti, kaip jis susiformavo, tyrėjai pasitelkė „Perseverance“ prietaisą „RIMFAX“, kad ieškotų užuominų giliai po žeme.

Nuo 2023 m. rugsėjo iki 2024 m. vasario per 78 važiavimus marsaeigis daug kartų atliko matavimus georadaru. Duomenys rinkti maždaug 6,1 km ilgio maršrute, o signalas skverbėsi giliau nei 35 m.

Analizuojant informaciją, iš „tamsos“ ėmė ryškėti paslėptas deltinis kraštovaizdis.

„Kai pamatėme 909-os sols dienos radarogramą, supratome, kad šis sluoksnis radarui yra skaidresnis nei kiti anksčiau matyti. Važiuodami pakraščio zona, galėjome vis giliau pažvelgti į požemį – iki maždaug 35 metrų“, – pasakojo E. Cardarelli.

„1052-os sols dienos radarograma buvo ypač įdomi, nes pradėjome matyti sudėtingas struktūras gylyje, kurių anksčiau nebuvome pastebėję“, – pridūrė ji.

Radaras atskleidė daugybę uolienų sluoksnių, besitęsiančių giliai po paviršiumi. Jie išsidėstę nuožulniais raštais, kurie Žemėje būdingi nuosėdoms, nusėdančioms vandeniui tekant į platesnį baseiną.

Be to, tyrėjai aptiko „liežuvių“ ir kanalų struktūrų, atitinkančių tekėjusio vandens suformuotus darinius, taip pat išgraužas, užneštas formas ir palaidotus riedulius.

„Tai įprasti upių sistemų bruožai, nors jų išsaugojimas ne visada garantuotas, nes upių sistemos yra dinamiškos“, – aiškino E. Cardarelli.

Nors vienoje vietoje radaras gali ištirti tik kelias dešimtis metrų gylio, sujungus matavimus per visą „Perseverance“ maršrutą mokslininkai gali atkurti daug storesnį nuogulų paketą.

Sujungti duomenys leidžia manyti, kad pakraščio zonos nuogulos galėjo siekti iki 90 m storio. Tai rodo kelis nuosėdų kaupimosi epizodus, tarp kurių esama ir erozijos požymių. Remdamiesi Jezero kraterio geologiniu kontekstu, tyrėjai įvertino, kad ši vietovė veikiančią deltą galėjo turėti dar Nojaus laikotarpiu – maždaug prieš 4,2–3,7 mlrd. metų.

„Vertiname, kad pakraščio zonos tikrasis storis, t. y. vertikalus išsiplėtimas, yra bent 85–90 metrų“, – sakė E. Cardarelli.

„Mūsų aprašytos struktūros įvairaus dydžio – nuo mažesnių nei metras iki kelių šimtų metrų ilgio“, – pridūrė ji.

Visa tai leidžia daryti išvadą, kad vanduo Marse nebuvo tik trumpas epizodas: planeta galėjo patirti kelis tekėjimo ir paviršiaus formavimo etapus. Ilgesnė vandens istorija reiškia ir didesnes galimybes, kad tam tikru laikotarpiu galėjo atsirasti gyvybė.

„Šis darbas taip pat gali būti svarbus vertinant galimų biosignatūrų išlikimą ir tinkamumą gyvybei Jezero kraterio požemyje“, – rašo tyrėjai.

„Smulkios vidinės struktūros galėtų išsaugoti mineralinę sudėtį ir geochemines sąlygas, susijusias su praeities vandens įvykiais, ir kadaise galėjo sudaryti tinkamas gyvybei sąlygas“, – teigiama publikacijoje.

Tyrimas paskelbtas mokslo žurnale „Science Advances“.