CP v2

Tag: Jameso Webbo teleskopas

  • JWST aptiko vandenį pavojingai arti Paukščių Tako juodosios skylės: kas ten vyksta?

    JWST aptiko vandenį pavojingai arti Paukščių Tako juodosios skylės: kas ten vyksta?

    Jameso Webbo kosminis teleskopas (JWST) užfiksavo vandens ir deguonies chemijos junginių pėdsakus itin arti Paukščių Tako centro, kur dominuoja supermasyvi juodoji skylė Sagittarius A*. Astronomams tai netikėta, nes tokioje aplinkoje intensyvi spinduliuotė ir dinaminis chaosas paprastai greitai ardo molekules.

    Stebėjimų dėmesio centre atsidūrė evoliucionavusi, mirštanti žvaigždė IRS 3. Ji yra vėlyvos raidos asimptotinės milžinių šakos žvaigždė, kuri galingais žvaigždiniais vėjais nuolat išmeta savo išorinius sluoksnius ir taip praturtina aplinkinę erdvę dulkėmis bei dujomis.

    JWST vidutinio infraraudonojo spektro matavimai leido aiškiai atskirti silikatinių dulkių požymius ir identifikuoti vandens buvimą dujose. Tokie spektriniai „pirštų atspaudai“ svarbūs todėl, kad jie parodo ne tik tai, kas yra aplink žvaigždę, bet ir kaip ilgai medžiaga gali išlikti nepalankiomis sąlygomis.

    Mokslininkų vertinimu, IRS 3 nuo galaktikos centro nutolusi maždaug 0,55 šviesmečio ir yra apsupta didžiuliu dulkių apvalkalu, nusidriekiančiu iki maždaug 10 000 astronominių vienetų. Žvaigždės vėjų greitis siekia apie 15 kilometrų per sekundę, o judėdama per tankesnę terpę ji sukuria smūginę bangą, padedančią aiškinti matomą struktūrą.

    Modeliavimas leidžia spėti, kad ši žvaigždė galėjo susiformuoti toliau nuo centro ir vėliau migruoti į vidinį regioną. Kai kuriuose scenarijuose jos masė siekia apie šešias Saulės mases, o amžius gali būti apie 72 mln. metų, tai yra palyginti jauna, lyginant su Saulės evoliucijos trukme.

    Didžiausia šio rezultato reikšmė yra platesnė nei viena žvaigždė: jei vanduo ir kitos molekulės gali išgyventi šalia supermasyvios juodosios skylės, vadinasi, galaktikų centrai gali būti chemiškai aktyvesni, nei manyta. Tai svarbu aiškinantis, kaip dulkės ir molekulinė medžiaga maitina naujų žvaigždžių formavimąsi ir kaip bėgant laikui kinta galaktikų branduolių aplinka.

    „Vandens aptikimas ypač jaudina, nes jis rodo, kad molekulinė medžiaga gali išlikti net aplinkoje, kurioje vyrauja intensyvi spinduliuotė“, – sakė ESA mokslininkė Macarena Garcia Marin.

    „Galaktikų centrai yra vienos ekstremaliausių aplinkų, todėl klausimas, ar žvaigždės ten gali toliau praturtinti savo aplinką, yra labai svarbus“, – sakė pagrindinis darbo autorius Florianas Peißkeris.

    Šis tyrimas dar kartą parodo, kodėl JWST laikomas vienu svarbiausių pastarojo dešimtmečio mokslo įrankių: jis leidžia ne tik fotografuoti, bet ir „išskaityti“ cheminę sudėtį ten, kur anksčiau trūko jautrumo ir raiškos. Astronomai tikisi, kad panašūs stebėjimai padės nustatyti, kiek paplitusi tokia cheminė „atsparumo zona“ prie galaktikų centrų ir kaip ji susijusi su dulkių, vandens bei organinių molekulių ciklu Visatoje.

  • Astronomai aptiko „idealią gyvybei“ laikomą planetą: pirmąkart rado jos atmosferos įrodymų

    Astronomai aptiko „idealią gyvybei“ laikomą planetą: pirmąkart rado jos atmosferos įrodymų

    Kas rasta šalia Saulės sistemos?

    Astronomai praneša aptikę egzoplanetą LHS 1140 b, esančią maždaug už 48 šviesmečių nuo Žemės. Tai palyginti netoli pagal kosminius mastus, todėl šis objektas laikomas vienu perspektyviausių detalesniems tyrimams.

    LHS 1140 b skrieja aplink mažą raudonąją nykštukę, o tokios žvaigždės yra vienos dažniausių Paukščių Take. Planetos masė siekia apie 5,6 Žemės masės, o jos skersmuo, pagal ankstesnius vertinimus, yra maždaug 70 proc. didesnis nei mūsų planetos.

    Kodėl tai vadinama proveržiu?

    Svarbiausia naujiena yra pirmasis tiesioginis signalas, rodantis, kad uolinė planeta gyvenamojoje zonoje turi atmosferą. Iki šiol tokiais atvejais dažniausiai būdavo remiamasi netiesioginiais modeliais, o ne aiškiais stebėjimais.

    Atmosferos pėdsakas užfiksuotas stebėjimais, atliktais naudojant WINERED spektrografą Magellan Clay teleskope Čilėje. Tyrėjai aptiko helio signalą, kuris siejamas su dujų nutekėjimu iš viršutinių atmosferos sluoksnių.

    „Tai pirmas kartas, kai tiesiogiai patvirtinome atmosferą aplink uolinę egzoplanetą, esančią savo žvaigždės gyvenamojoje zonoje“, – teigiama tyrėjų išvadose.

    Ar tai reiškia, kad ten yra gyvybė?

    Mokslininkai pabrėžia, kad atmosferos aptikimas dar nėra nei gyvybės, nei net skystos vandens būsenos patvirtinimas. Vis dėlto atmosfera laikoma vienu kertinių veiksnių, galinčių stabilizuoti klimatą ir apsaugoti paviršių nuo žalingos spinduliuotės.

    Helio buvimas leidžia įtarti, kad žemiau gali būti ir sunkesnių dujų, pavyzdžiui, anglies dioksido, vandens garų, deguonies ar anglies monoksido, tačiau tai dar turi būti patikrinta. Cheminė sudėtis yra svarbi, nes būtent ji lemia šiltnamio efektą, temperatūrų režimą ir galimą vandens stabilumą.

    Šis atradimas ypač reikšmingas dėl raudonųjų nykštukių prigimties: jaunystėje jos dažnai pasižymi stipriu ultravioletiniu spinduliavimu ir galingu žvaigždžių vėju. Dėl to ilgą laiką buvo manoma, kad arti tokių žvaigždžių esančios uolinės planetos gali lengvai prarasti atmosferą.

    Kokie bus kiti žingsniai?

    LHS 1140 b dabar laikoma vienu realiausių taikinių, kuriuose verta ieškoti atmosferos „pirštų atspaudų“ ir galimų geologinių procesų požymių. Artimiausiais metais numatoma siekti tikslesnių matavimų moderniais prietaisais, įskaitant Jameso Webbo kosminį teleskopą.

    Tyrėjai tikisi nustatyti, ar atmosferoje yra vandens garų, anglies dioksido ir kitų junginių, kurie padėtų suprasti planetos paviršiaus sąlygas. Taip pat atkreipiamas dėmesys, kad tame pačiame planetų sistemos komplekse yra dar viena planeta, tačiau, pagal turimus duomenis, ji atmosferos neturi.

  • JWST aptiko žvaigždės išdegintą uolinę superžemę: ji didesnė už Žemę, bet beveik plika

    JWST aptiko žvaigždės išdegintą uolinę superžemę: ji didesnė už Žemę, bet beveik plika

    Jameso Webbo kosminis teleskopas (JWST) užfiksavo itin tamsų, žvaigždės kaitros išdegintą uolinį pasaulį LHS 3844 b, kuris savo savybėmis gali priminti Merkurijų ar Mėnulį. Planetos dydis išsiskiria: ji laikoma maždaug 30 proc. didesne už Žemę, tačiau, panašu, beveik neturi atmosferos.

    Šis objektas nuo Žemės nutolęs apie 50 šviesmečių ir aplink raudonąją nykštukę apskrieja vos per maždaug 11 valandų. Toks artumas reiškia milžinišką spinduliuotės ir žvaigždinio vėjo poveikį, todėl bet kokia kadaise buvusi atmosfera galėjo būti tiesiog „nupūsta“ į kosmosą.

    Vienoje pusėje amžina diena

    Mokslininkai aiškina, kad LHS 3844 b greičiausiai yra gravitaciškai „pririšta“ prie savo žvaigždės, todėl viena pusė visada atsukta į ją, o kita skendi amžinoje naktyje. Dieninėje pusėje temperatūra gali siekti apie 1 000 kelvinų, tad paviršius tampa ypač nedraugiškas bet kokiems mums įprastiems procesams.

    JWST negali nufotografuoti tokios planetos taip, kaip matome Saulės sistemos kūnus, tačiau gali išmatuoti jos skleidžiamą infraraudonąją spinduliuotę. Iš jos sudaromas spektras, leidžiantis spręsti apie paviršiaus sudėtį, nes skirtingos medžiagos skleidžia ir sugeria šviesą skirtingais bangos ilgiais.

    Ką išdavė infraraudonasis spektras

    Stebėjimams panaudotas JWST vidutinio infraraudonojo diapazono prietaisas MIRI, o rezultatai sulyginti ir su ankstesniais NASA „Spitzer“ teleskopo duomenimis. Tyrėjai padarė išvadą, kad planetos paviršius gali būti panašus į bazaltą, uolieną, susidarančią greitai stingstant magniu ir geležimi praturtintai laviai.

    Kita vertus, spektras taip pat suderinamas su scenarijumi, kad viršuje gali vyrauti ne šviežios uolienų plokštės, o senas, smūgių ir spinduliuotės suardytas dulkinis sluoksnis. Kadangi planeta, tikėtina, neturi atmosferos, jos paviršius neapsaugotas nuo meteorų, kietųjų dalelių ir radiacijos, todėl per ilgą laiką gali susidaryti storas suirusių uolienų sluoksnis.

    Tektonika ir vulkanizmas – didelis klausimas

    Ankstesniuose darbuose buvo svarstoma, ar LHS 3844 b gali turėti tektoninį aktyvumą, tačiau naujesnė analizė pateikia atsargesnį vaizdą. Tyrimo autoriai pabrėžia, kad Žemei būdinga plokščių tektonika šiai planetai greičiausiai netaikoma arba yra neveiksminga, o vandens joje turėtų būti labai mažai.

    „Galima daryti išvadą, kad Žemei būdinga plokščių tektonika šiai planetai netaikoma arba yra neveiksminga“, – sakė NASA Sagan Fellow Harvardo ir Smithsono astrofizikos centre Sebastianas Zieba.

    „Šioje planetoje, tikėtina, yra labai mažai vandens“, – pridūrė jis.

    Norėdami suprasti, ar pasaulis vis dar geologiškai aktyvus, astronomai ieško netiesioginių ženklų, pavyzdžiui, dujų, kurios Saulės sistemoje dažnai siejamos su vulkanizmu. Tyrėjai nurodo, kad šiuo metu JWST duomenys nepateikė aiškaus anglies dioksido ar sieros junginių signalo, kuris galėtų rodyti aktyvų išsiskyrimą iš gelmių.

    Mokslininkai jau yra surinkę papildomų JWST stebėjimų, kurie turėtų padėti tiksliau atskirti, ar spinduliuotės spektrą formuoja kietos uolienos, ar skirtingo grūdėtumo ir tekstūros dulkės. Tokie metodai remiasi patirtimi, sukaupta tiriant Saulės sistemos beveik beorę aplinką turinčius kūnus, pavyzdžiui, asteroidus.

    Tyrimo rezultatai publikuoti „Nature Astronomy“, o pats metodas laikomas svarbiu žingsniu siekiant tiksliau apibūdinti uolines egzoplanetas. Ilgainiui tai gali priartinti atsakymą, kaip skirtingose žvaigždžių sistemose formuojasi planetų paviršiai, ar jos išlaiko atmosferas ir kokia jų geologinė istorija.

  • JWST pažvelgė į Kalmaro galaktikos širdį: aptiko paslėptą struktūrą ir naujų užuominų

    JWST pažvelgė į Kalmaro galaktikos širdį: aptiko paslėptą struktūrą ir naujų užuominų

    Infraraudonieji duomenys atvėrė centrą

    Jameso Webbo kosminis teleskopas (JWST) Kalmaro galaktikos, dar žinomos kaip M77 arba NGC 1068, centre atskleidė iki šiol sunkiai įžiūrimą struktūrą. Nauji stebėjimai atlikti artimojo ir vidutinio infraraudonojo spektro diapazonuose, todėl pavyko prasiskverbti pro tankius dulkių sluoksnius.

    M77 yra viena geriausiai tirtų aktyvių galaktikų, nes yra palyginti netoli Paukščių Tako, maždaug už 35 mln. šviesmečių. Dėl ryškumo ir palankios orientacijos ji laikoma patogia laboratorija aiškinantis, kaip veikia aktyvūs galaktikų branduoliai.

    Paaiškėjo nematytas baras

    JWST vaizduose per patį spiralės centrą išryškėjo vadinamoji baro struktūra, sudaryta iš žvaigždžių, dujų ir dulkių. Optiniuose vaizduose jos beveik nesimato, nes centrines sritis užgožia dulkės, sugeriančios ir išsklaidančios trumpesnių bangų spinduliuotę.

    Tokie barai astronomams svarbūs dėl to, kad jie gali „nukreipti“ dujas į galaktikos centrą ir taip maitinti aktyvų branduolį. Tai padeda geriau suprasti, kaip galaktikos ilgainiui keičiasi ir kodėl kai kurios jų tampa itin energingos.

    Kas slepiasi branduolyje?

    Kalmaro galaktikos centre yra supermasyvi juodoji skylė, o bendras branduolio masės „paketas“ vertinamas apie 13 mln. Saulės masių. Vis dėlto tyrėjai kelia ir sudėtingesnę hipotezę: dalis duomenų rodo, kad ten galėtų būti ne viena, o dvi supermasyvios juodosios skylės.

    Skaičiuojama, kad jei toks dvejetas egzistuoja, jo komponentai būtų per arti vienas kito, kad JWST galėtų juos atskirti tiesioginiu vaizdu. Tačiau teleskopas gali padėti kitu būdu, stebėdamas, kaip juda dulkės ir dujos aplink branduolį, nes šie judesiai atspindi gravitacinę „architektūrą“ centre.

    Žvaigždėdaros žiedas ir ekstremalios energijos pėdsakai

    Infraraudonieji JWST kadrai taip pat parodė ryškiai švytinčias, raudonai nuspalvintas sritis spiralės vijose, kur intensyviai gimsta žvaigždės. Matomas ir žvaigždėdaros žiedas aplink centrą, kelių tūkstančių šviesmečių skersmens, siejamas su dujų susitelkimu dėl galaktikos sandaros.

    Papildomo intrigų suteikia ankstesni aukštos energijos stebėjimai, kai neutrinų duomenys buvo susieti su M77 kryptimi ir jos aktyviu branduoliu. Jei ryšys tvirtėtų, tai reikštų, kad tokios galaktikos gali veikti kaip natūralūs dalelių greitintuvai, o JWST duomenys padeda geriau suprasti, kokiomis sąlygomis tokie procesai įmanomi.

    Kodėl tai svarbu dabar?

    JWST misija iš esmės pakeitė dulkėtais sluoksniais uždengtų kosminių regionų tyrimus, nes infraraudonoji šviesa leidžia pamatyti tai, kas anksčiau buvo paslėpta. M77 atvejis rodo, kad net gerai žinomi objektai gali slėpti reikšmingų detalių, kai juos stebime tinkamu bangos ilgiu.

    Tokie rezultatai svarbūs ne vien dėl gražių vaizdų: jie tikslina modelius, aiškinančius dujų tekėjimą į branduolį, žvaigždėdaros „sprogimus“ ir supermasyvių juodųjų skylių augimą. Kuo daugiau tokių pavyzdžių bus ištirta JWST, tuo tiksliau bus galima palyginti aktyvių galaktikų evoliuciją su ramesnėmis sistemomis, panašiomis į Paukščių Taką.