CP v2

Tag: Nature Astronomy

  • Mokslininkai atskleidė šokiruojančią tiesą: Saulės sistema nuo pradžių rinkosi ugnį, ne ledą

    Mokslininkai atskleidė šokiruojančią tiesą: Saulės sistema nuo pradžių rinkosi ugnį, ne ledą

    Kas vyko ankstyvoje Saulės sistemoje

    Ankstyvojoje Saulės sistemoje tuo pat metu „kovojo“ du labai skirtingi statybiniai ingredientai: didelio karščio suformuotos uolienų granulės chondrulės ir šaltesnė, smulkiagrūdė dulkių matrica, kurioje gausu vandens ledo bei organinių molekulių. Naujame tyrime teigiama, kad pirmasis etapas aiškiai priklausė karštiems, ugnį simbolizuojantiems komponentams.

    Tyrimo autoriai pateikė geocheminių įrodymų, kad per patį pirmąjį maždaug milijoną metų po Saulės sistemos formavimosi pradžios besikūrę kūnai buvo beveik be ledo. Tai reiškia, jog pirmieji planetesimaliai, iš kurių vėliau galėjo augti planetos ir palydovai, buvo surenkami iš medžiagų, kurios geriau atlaikė aukštas temperatūras.

    Kaip tai nustatyta iš meteoritų

    Išvados padarytos tiriant geležinius meteoritus, kurie išlaiko ankstyviausių planetesimalių cheminius pėdsakus. Kadangi jų „motininiai“ kūnai buvo visiškai išsilydę, tokie fragmentai laikomi ypač ankstyvi ir padedantys atsekti pačią Saulės sistemos pradžią.

    Mokslininkai ieškojo dviejų pagrindinių rodiklių, leidžiančių atskirti chondrulių ir matricos indėlį. Buvo vertinamas sieros kiekis, kuris dažniau siejamas su matrica, ir geležies oksidacijos požymiai, atspindintys vandens ledo bei oksiduotų dulkių dalį.

    Abu nepriklausomi metodai parodė tą pačią kryptį: ankstyvieji kūnai buvo netikėtai skurdūs matricos, taigi ir lakiųjų medžiagų, įskaitant ledą. Tyrėjų skaičiavimais, ankstyviausių išorinių Saulės sistemos kūnų sudėtyje chondrulės galėjo sudaryti apie 83–92 proc., o ledo turtingų dulkių buvo labai mažai.

    „Šie maži uolienų rutuliukai yra pagrindiniai statybiniai blokai, iš kurių galiausiai buvo surinktos planetos“, – sakė Jeilio universiteto Žemės ir planetų mokslininkas Damanveer Grewal.

    „Dabar žinome, kad jie buvo atrenkami ir įtraukiami į pirmąją kietų kūnų kartą nuo pat pradžių“, – sakė Damanveer Grewal.

    Kodėl vėliau ledo tapo daugiau

    Ankstesni darbai rodė, kad praėjus maždaug 2 milijonams metų nuo Saulės sistemos formavimosi pradžios chondrulių „įtaka“ mažėjo, o ledinė matrica vėlesniuose kūnuose tapo svarbesnė. Naujas tyrimas šią bendrą kryptį papildo ankstyviausio periodo detalėmis ir parodo, kad pradinis etapas buvo dar labiau „ugningas“, nei manyta.

    Viena iš siūlomų priežasčių – aerodinaminis rūšiavimas protoplanetiniame diske: tankesnės, tvirtesnės ir kompaktiškesnės chondrulės galėjo lengviau kauptis į gumulus ir sudaryti didesnius kūnus. Vėliau disko sąlygos, dulkių ir dujų santykis bei judėjimo režimai galėjo pasikeisti taip, kad pradėjo dominuoti smulkesnė, lakiųjų medžiagų turtinga matrica.

    Tyrėjai taip pat atkreipia dėmesį į meteorituose matomą spragą: labai anksti susiformavusių chondrulių pėdsakų išlikę mažiau, nes dalis pirmųjų kūnų dėl vidinės šilumos buvo išsilydę ir „ištrynė“ pirminę struktūrą. Dėl to geležiniai meteoritai tampa ypač vertingu langeliu į laikotarpį, kurio tiesioginių liudijimų turime nedaug.

    Ką tai reiškia planetų paieškai

    Šios išvados svarbios ne tik aiškinantis, kaip susiformavo Žemė ar kitos mūsų sistemos planetos. Jos rodo, kad ankstyvas planetų „surinkimas“ nebuvo atsitiktinis medžiagų mišinys, o veikiau selektyvus procesas, priklausęs nuo dalelių fizikinių savybių ir disko dinamikos.

    Toks scenarijus gali padėti geriau interpretuoti ir kitų planetinių sistemų stebėjimus, kai iš protoplanetinių diskų spinduliuotės ar cheminių parašų sprendžiama, kokiomis sąlygomis galėjo gimti planetos. Kuo tiksliau suprantame, kaip anksti pasiskirstė ledas ir uolienos, tuo patikimiau galime vertinti, kur kitur galėtų susidaryti vandens turtingi pasauliai.

    Tyrimas publikuotas žurnale „Nature Astronomy“.

  • Mokslininkai apstulbę: tarpžvaigždinė kometa 3I/ATLAS gali slėpti 10 mlrd. metų medžiagą

    Tarpžvaigždinė kometa 3I/ATLAS, į Saulės sistemą atklydęs svečias iš kitos žvaigždžių sistemos, mokslininkams pateikė netikėtą staigmeną. Nauja analizė rodo, kad jos leduose gali būti itin senos, galbūt net apie 10 mlrd. metų amžiaus medžiagos, susiformavusios dar gerokai iki mūsų Saulės gimimo.

    Tokie objektai astronomams yra tarsi kosminės laiko kapsulės: jie susidaro aplink kitas žvaigždes, o vėliau dėl gravitacinių sukrėtimų ar susidūrimų išsviedžiami į tarpžvaigždinę erdvę. Kartais jie praskrieja pro kitas sistemas ir trumpam tampa pasiekiami stebėjimams, suteikdami retą galimybę tiesiogiai tirti svetimos planetų sistemos „statybines medžiagas“.

    Kas išdavė neįprastą kilmę?

    Tyrėjai kometos cheminę sudėtį vertino pagal jos komą, tai yra įkaitus nuo Saulės spinduliuotės iš kometos branduolio išsiskiriančių dujų ir dulkių apvalkalą. Kometai priartėjus, lakiosios medžiagos ima sparčiai garuoti, o teleskopai gali registruoti įvairių molekulių spektrinius „pirštų atspaudus“.

    Esminiu rodikliu tapo deuterio ir vandenilio santykis, vadinamasis D ir H santykis, metano molekulėse. Deuteris yra sunkesnė vandenilio atmaina, o jo dalis medžiagoje leidžia spręsti apie susiformavimo sąlygas, ypač temperatūrą ir aplinkos cheminį „metališkumą“, tai yra sunkesnių už helį elementų gausą.

    Tyrime teigiama, kad 3I/ATLAS metano D ir H santykis yra gerokai didesnis nei Saulės sistemos kūnuose, o lyginant su gerai ištirta kometa 67P/Čuriumovo–Gerasimenko, jis gali būti net apie 13 kartų didesnis. Tokie skaičiai leidžia įtarti, kad kometos ledai formavosi itin šaltoje, ankstyvos Visatos aplinkoje ir galėjo patirti intensyvią kosminių spindulių apšvitą.

    Kaip prisidėjo James Webb teleskopas?

    Analizei pasitelktos James Webb kosminio teleskopo infraraudonųjų spindulių galimybės, kurios ypač tinka silpnai šviečiančių molekulių signalams aptikti. Stebėjimai atlikti kometai esant maždaug 2,5 karto toliau nuo Saulės nei Žemė, jai skriejant per asteroidų juostos sritį.

    Infraraudonojo diapazono matavimai leidžia tiksliau nustatyti molekulinę sudėtį ir izotopų santykius, o tai svarbu bandant atkurti kometos „gimimo vietą“. Kadangi protoplanetiniai diskai aplink jaunas žvaigždes dažnai yra sunkiai perregimi, tokie natūraliai atkeliaujantys pavyzdžiai padeda patikrinti astrocheminius modelius realiais duomenimis.

    Ką tai gali reikšti mūsų supratimui apie Visatą?

    Mokslininkai kelia hipotezę, kad 3I/ATLAS galėjo formuotis aplink labai seną Paukščių Tako žvaigždę, kai Visatoje dar buvo mažiau sunkiųjų elementų. Papildomu užuominu laikomas ir mažesnis anglies-13 izotopo kiekis, kuris gali rodyti kilmę iš ankstyvesnių kosminių epochų, kai medžiaga dar nebuvo taip „praturtinta“ ankstesnių žvaigždžių kartų.

    „Padidėjęs metano deuterio ir vandenilio santykis atitinka prielaidą, kad ledai formavosi šaltoje, mažo metališkumo aplinkoje, veikiamoje intensyvios kosminių spindulių apšvitos“, – teigiama tyrime.

    Jei interpretacijos pasitvirtins, kometa 3I/ATLAS galėtų būti vienas seniausių iki šiol tiesiogiai tirtų mažųjų kūnų, o jos medžiaga būtų susiformavusi dar gerokai prieš atsirandant Saulei. Tokie radiniai ne tik praplečia žinias apie tai, kaip skirtingose aplinkose gimsta kometos ir planetų sistemos, bet ir primena, kokie ilgi ir sudėtingi yra kosminiai laiko masteliai.

    Tyrimo rezultatai publikuoti mokslo žurnale „Nature Astronomy“.

  • Astronomai aptiko neregėtą kosminį pliūpsnį: du gama spindulių sprogimai kas 4 minutes

    Astronomai aptiko neregėtą kosminį pliūpsnį: du gama spindulių sprogimai kas 4 minutes

    Astronomai pranešė užfiksavę reiškinį, kuris iki šiol nebuvo nei stebėtas, nei prognozuotas: du skirtingų tipų gama spindulių pliūpsniai įvyko beveik ta pačia kryptimi, o juos skyrė vos keturios minutės. Vienas pliūpsnis buvo trumpas, kitas ilgas, todėl toks derinys meta iššūkį nusistovėjusiai klasifikacijai.

    Gama spindulių pliūpsniai laikomi vienais energingiausių įvykių Visatoje, o jų spinduliuotė yra tokia intensyvi, kad ją patikimai fiksuoti galima tik iš kosmoso, nes Žemės atmosfera gama spindulius sugeria. Dėl to itin svarbūs kosminiai teleskopai, kurie pirmieji aptinka signalą ir leidžia antžeminiams prietaisams sekti blėstantį švytėjimą.

    Kas įvyko ir kuo tai ypatinga?

    Neįprastas atvejis, pavadintas GRB 160425A, buvo užfiksuotas 2016 metų balandžio 25 dieną. Pirminį signalą aptiko Neilo Gehrelso „Swift“ observatorija, o vėliau keli teleskopai stebėjo vadinamąjį pospindį, padedantį tiksliau nustatyti šaltinio vietą ir aplinką.

    Tyrėjų duomenimis, pirmasis pliūpsnis truko apie 1,7 sekundės, o antrasis, prasidėjęs po kelių minučių pauzės, tęsėsi apie 51,2 sekundės. Paprastai tokie laikai atitinka skirtingas pliūpsnių kilmes: trumpieji dažniau siejami su kompaktiškų objektų susijungimais, o ilgieji su masyvių žvaigždžių branduolio kolapsu.

    Įprasti paaiškinimai nebetelpa

    Mokslininkai svarstė, ar tai galėjo būti du visiškai nepriklausomi pliūpsniai, kurie tiesiog sutapo laike ir dangaus kryptimi. Tačiau tokio sutapimo tikimybė, remiantis tyrime pateiktais vertinimais, yra itin maža, todėl labiau tikėtina, kad abu signalai turi bendrą kilmę.

    „Tai kol kas vienintelis žinomas įvykis, turintis tokias keistas savybes“, – sakė Honkongo universiteto astrofizikas Bingas Zhangas.

    „Iš pradžių norėtųsi manyti, kad tai du nepriklausomi pliūpsniai, bet tikimybė, kad jie įvyks beveik tuo pat metu ir ta pačia kryptimi, tokia maža, jog tenka pripažinti bendrą kilmę“, – teigė jis.

    Tyrėjai taip pat nagrinėjo versiją, kad tai galėtų būti vieno pliūpsnio netipiška struktūra, pavyzdžiui, trumpas pradinis impulsas su vėlesne ilga uodega. Vis dėlto ilga pauzė tarp signalų ir labai didelė antrosios dalies energija šią interpretaciją daro komplikuotą.

    Ką tai gali reikšti astronomijai?

    Šis atvejis svarbus tuo, kad jis gali praplėsti supratimą apie tai, kaip formuojasi gama spindulių pliūpsniai ir kaip patikimai pagal trukmę spręsti apie jų kilmę. Pastaraisiais metais astronomijoje vis dažniau remiamasi daugiakanale stebėsena, kai kartu analizuojami gama ir rentgeno spinduliai, optinis pospindis, o kai kuriais atvejais ir gravitacinės bangos.

    Tokie reti įvykiai ypač vertingi, nes leidžia tikrinti teorinius modelius ekstremaliomis sąlygomis ir geriau suprasti, kaip elgiasi medžiaga šalia juodųjų skylių ar neutroninių žvaigždžių. Tyrėjai pabrėžia, kad dabartiniai scenarijai susiduria su rimtais sunkumais, todėl ateityje gali prireikti naujų modelių arba platesnės klasifikacijos.

    Tyrimas publikuotas žurnale „Nature Astronomy“, o autoriai pažymi, kad panašių atvejų paieškai ypač svarbūs ilgalaikiai kosminių observatorijų duomenys ir greita antžeminių teleskopų reakcija, leidžianti užfiksuoti blėstančius pospindžius.

  • Mokslininkai aptiko „fenikso planetą“: gali išspręsti 30 metų mįslę ir perrašyti teorijas

    Mokslininkai aptiko „fenikso planetą“: gali išspręsti 30 metų mįslę ir perrašyti teorijas

    Astronomai pranešė aptikę itin retą egzoplanetos kandidatę, kuri, kaip manoma, susiformavo ne kartu su savo žvaigžde, o vėliau iš jos „pelenų“. Tokie objektai vadinami antros kartos planetomis, o naujasis atvejis siejamas su baltąja nykštuke HS 0209+0832, esančia maždaug už 270 šviesmečių.

    Tyrėjų teigimu, ši planeta galėjo atsirasti tada, kai į kosmosą išmesta mirštančios žvaigždės medžiaga buvo gravitaciškai „sugaudyta“ ir vėl sutankėjo į naują kūną. Jei išvada pasitvirtins, tai būtų vienas aiškiausių įrodymų, kad planetos gali gimti ir po žvaigždės mirties etapų.

    Kas yra baltoji nykštukė?

    Baltoji nykštukė yra į Saulę panašios žvaigždės branduolys, likęs po to, kai ji išsipučia į raudonąją milžinę ir nusimeta išorinius sluoksnius. Nors tokia žvaigždė dažnai vadinama „mirusia“, ji dar ilgai išlieka labai karšta ir per milijardus metų pamažu vėsta.

    Šiuo atveju HS 0209+0832 apibūdinama kaip neįprastai jauna ir įkaitusi: jos efektyvioji temperatūra siekia apie 35 000 laipsnių Celsijaus. Dėl tokio karščio aplink ją esantys kūnai gali patirti intensyvų kaitinimą ir medžiagos netekimą.

    30 metų mįslę padėjo išspręsti cheminis pėdsakas

    Istorija prasidėjo dar 1999 metais, kai Hablo kosminis teleskopas užfiksavo šios baltosios nykštukės spektrą ir jame matė daug nepaaiškintų linijų. Tuo metu astronomams pritrūko duomenų ir metodų tiksliai nustatyti, kokie cheminiai elementai sukuria tokį „šviesos pirštų atspaudą“.

    Nauja analizė parodė elementų rinkinį, kuriame aptikta cinko ir vario, tačiau labiausiai išsiskyrė niobis. Jo kiekis, lyginant su Saulės chemine sudėtimi, gali būti daugiau nei 1 000 kartų didesnis, o tai tyrėjams tapo kertiniu argumentu aiškinant sistemos kilmę.

    „Kai pirmą kartą pamačiau niobį šiame kontekste, buvau pritrenktas, nes iki šiol jis nebuvo fiksuotas kituose tirtuose baltųjų nykštukių spektruose. Supratus, kad jis ten yra, daug kas stojo į savo vietas“, – sakė Voriko universiteto profesorius Borisas Gänsicke.

    Mokslininkai aiškina, kad toks elementų „parašas“ dera su vadinamuoju s-procesu, kai mirštančiose žvaigždėse formuojasi sunkesni elementai. Tai reikštų, jog planetą sudaranti medžiaga galėjo būti kilusi iš žvaigždės evoliucijos pabaigos, o ne iš pirminio protoplanetinio disko.

    Kaip galėtų atrodyti ši planeta?

    Stebėjimai rodo, kad kandidatinė planeta gali būti dujų milžinė, panašaus dydžio kaip Jupiteris, skriejanti labai arti baltosios nykštukės. Galimas orbitos periodas siekia apie 4,4 dienos, o toks artumas reikštų ir didelę tikimybę, kad planeta yra potvyniškai „pririšta“ – viena jos pusė nuolat atsukta į žvaigždę.

    Dėl ekstremalaus kaitinimo planeta, anot tyrėjų, gali sparčiai netekti medžiagos, kuri nusidriekia uodegos pavidalu ir dalis jos vėliau nusėda ant baltosios nykštukės. Tokie procesai astronomams ypač vertingi, nes leidžia iš atmosferos taršos ir spektrinių linijų spręsti apie suardytų kūnų sudėtį.

    „Įspūdinga tai, kad ši planeta neatrodo kaip išlikusi nuo sistemos gimimo ar atklydusi iš kitur. Ji, panašu, pastatyta iš medžiagos, kurią pati žvaigždė išmetė mirdama“, – teigė Borisas Gänsicke.

    Tyrimo autoriai pabrėžia, kad tai gali pakeisti požiūrį į planetinių sistemų raidą po žvaigždžių senėjimo. Jei antros kartos planetos iš tiesų egzistuoja, ateityje jų paieška gali tapti svarbia baltųjų nykštukių stebėsenos kryptimi, ypač derinant kosminių teleskopų ir antžeminių observatorijų duomenis.

    Mokslininkai taip pat kelia klausimą, ar panašūs scenarijai teoriškai galimi ir mūsų Saulės sistemoje labai tolimoje ateityje, kai Saulė baigs savo evoliucijos kelią. Nors tai spekuliatyvu, pats atradimas rodo, kad žvaigždės mirtis ne visada reiškia sistemos pabaigą.

  • Keistas atradimas apie karštuosius Jupiterius: kuo planeta karštesnė, tuo vėjas lėtesnis

    Keistas atradimas apie karštuosius Jupiterius: kuo planeta karštesnė, tuo vėjas lėtesnis

    Vėjai, kurie laužo taisykles

    Milžiniškos dujinės planetos, vadinamos karštaisiais Jupiteriais, skrieja taip arti savo žvaigždžių, kad jų atmosfera įkaista iki kelių tūkstančių laipsnių. Pagal ilgai taikytus atmosferos modelius tai turėtų reikšti ir ypač greitus vėjus, nes didesnis įkaitimas stiprina oro masių cirkuliaciją.

    Vis dėlto nauja septynių karštųjų Jupiterių analizė parodė priešingą vaizdą: kuo planeta karštesnė, tuo jos vėjai, palyginti su lūkesčiais, atrodo lėtesni. Astronomai šį dėsningumą vadina netikėtu, nes jis kertasi su paprasta logika, kad karštis turėtų suteikti daugiau energijos atmosferai.

    Kaip išmatuojami vėjai už Saulės sistemos ribų

    Nors egzoplanetų magnetinių laukų tiesiogiai išmatuoti dar nepavyksta, mokslininkai gali gana tiksliai nustatyti vėjo greitį pagal cheminių elementų pėdsakus atmosferoje. Šiuo atveju stebėtas atmosferoje esantis išgaravęs geležies signalas, o Doplerio efektas leido įvertinti, kaip greitai juda dujos.

    Stebėjimams panaudoti aukštos skyros spektrografai MAROON-X, įrengtas Gemini North teleskope, ir ESPRESSO, veikiantis ESO Very Large Telescope. Tokie prietaisai leidžia fiksuoti itin menkus spektrinių linijų poslinkius, kurie rodo dujų judėjimą planetos atmosferoje.

    Magnetinis laukas kaip stabdis

    Nustatyti vėjai vis tiek yra milžiniški, siekiantys apie 2–7 kilometrus per sekundę, tačiau svarbiausia yra tendencija: įkaitusios planetos nepademonstravo prognozuoto pagreitėjimo. Palyginimui, Jupiterio vėjai, laikomi vienais greičiausių Saulės sistemoje, siekia maždaug 0,4 kilometro per sekundę.

    „Tai visiškai prieštarauja intuicijai, nes, jei visos kitos sąlygos panašios, karštesnės planetos turėtų turėti daugiau energijos, kuri pagreitintų vėjus“, – sakė astronomas Vivien Parmentier.

    Tyrėjų teigimu, tikėtiniausias paaiškinimas yra magnetinis laukas, galintis lėtinti elektriškai įkrautų dujų judėjimą. Karštųjų Jupiterių aukštoje atmosferoje dėl temperatūrų dalis dujų tampa jonizuotos, todėl jų judėjimą gali slopinti magnetinė sąveika, vadinama magnetohidrodinaminiu stabdymu.

    Remdamiesi nustatytu ryšiu tarp temperatūros ir vėjo greičio, autoriai preliminariai įvertino, kad šių planetų magnetinių laukų stiprumas gali būti keli gausai, panašiai kaip Jupiterio. Kadangi tai netiesioginis metodas, mokslininkai pabrėžia, jog reikės daugiau stebėjimų ir didesnės planetų imties, kad išvada būtų patvirtinta.

    Kodėl tai svarbu ir kas toliau

    Jei magnetinis stabdymas bus galutinai patvirtintas, tai gali tapti vienu įtikinamiausių įrodymų, kad už Saulės sistemos ribų egzistuoja aktyvūs planetų magnetiniai laukai. Tokie laukai svarbūs ne tik orų dinamikai, bet ir atmosferos išlikimui, nes gali padėti apsaugoti ją nuo žvaigždės vėjo ir spinduliuotės poveikio.

    „Šis proveržis atveria visiškai naują langą egzoplanetų tyrimuose: pirmą kartą galime pradėti lyginti kitų pasaulių magnetines aplinkas“, – sakė astronomė Julia Seidel.

    Tyrimas publikuotas žurnale Nature Astronomy ir atspindi platesnę šiuolaikinės astronomijos kryptį: pereiti nuo pavienių įdomių egzoplanetų istorijų prie statistiškai patikimų dėsningumų. Artimiausiais metais, plečiantis aukštos skyros spektroskopijos galimybėms ir daugėjant stebimų planetų, mokslininkai tikisi tiksliau įvertinti, kaip magnetiniai laukai formuoja karštųjų Jupiterių klimatą.

  • Mįslingi kosminiai radijo pliūpsniai įminti? Astronomai rado raktą Paukščių Take

    Mįslingi kosminiai radijo pliūpsniai įminti? Astronomai rado raktą Paukščių Take

    Pastaraisiais metais astronomus glumina keisti, lėtai pasikartojantys radijo signalai, sklindantys iš skirtingų Paukščių Tako vietų. Jie neatitinka įprastų pulsarų ar kitų žinomų šaltinių ritmo, todėl buvo priskirti ilgaperiodžių radijo transientų klasei.

    Iki šiol užfiksuota maždaug keliolika tokių objektų, tačiau jų kilmė dažnai likdavo neaiški: vieni atrodė susiję su stipriai magnetizuotais baltaisiais nykštukais, kiti rodė požymius, būdingus dvinarėms sistemoms. Nauja analizė leidžia manyti, kad bent dalį šių signalų gali paaiškinti vienas konkretus scenarijus.

    Tyrėjų komanda, vadovaujama Sidnėjaus universiteto astronomo Kovi Rose’o, pranešė identifikavusi šaltinį ASKAP J1745-5051, kuris, jų teigimu, sujungia daug anksčiau matytų požymių. Objektas siejamas su magnetine kataklizmine kintamąja žvaigžde, kai baltasis nykštukas iš kompanionės siurbia medžiagą, o sistema periodiškai „užsidega“ radijo ruože.

    „Ilgaperiodžiai radijo transientai metų metus kėlė galvosūkį astronomams. Dabar parodėme, kad bent vieno tokio signalo šaltinis yra baltasis nykštukas, aktyviai traukiantis medžiagą iš kompanionės žvaigždės“, – sakė Kovi Rose’as.

    Signalai šiame šaltinyje kartojasi kas maždaug 81 minutę, o radijo pliūpsnius lydi ir periodinė rentgeno spinduliuotė. Rentgeno spinduliai, kaip aiškina mokslininkai, kyla tuomet, kai į baltojo nykštuko paviršių magnetiniu lauku nukreipta medžiaga įkaista iki milijonų laipsnių.

    Radijo spinduliuotė, tikėtina, susidaro dėl dalelių pagreitėjimo, kai dvinarėje sistemoje susiduria ir persitvarko stiprūs magnetiniai laukai. Panašus mechanizmas anksčiau buvo siūlytas kitam šios klasės objektui, siejant radijo blyksnius su magnetinių laukų sąveika tarp artimai besisukančių žvaigždžių.

    ASKAP J1745-5051 išskirtinumas tas, kad čia vienu metu matomi keli anksčiau atskirai fiksuoti „dėlionės gabalai“: dvinarė sistema, akrecija, stiprus magnetizmas ir rentgeno emisija kartu su radijo pliūpsniais. Tai leidžia šį šaltinį laikyti savotišku raktu, padėsiančiu tiksliau interpretuoti ir kitus ilgaperiodžius radijo transientus.

    Objekto atstumas nuo Žemės kol kas įvertintas labai plačiai, nes tokios sistemos dėl sudėtingos fizikos ir stebėjimų apribojimų ne visada lengvai „pasiduoda“ tiksliai fotometrinei ir spektrinei distancijai. Vis dėlto surinktų duomenų pakako nustatyti sistemos prigimtį ir susieti radijo bei rentgeno periodiškumą su orbitos trukme.

    Mokslininkai pabrėžia, kad ši sritis sparčiai vystosi: vis jautresni radijo teleskopai ir platesnio lauko apžvalgos leidžia aptikti vis daugiau trumpalaikių ir periodinių reiškinių. Tyrimas publikuotas žurnale „Nature Astronomy“.

  • 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.

  • Mokslininkai už Neptūno aptiko neįmanomą atmosferą: ji neturėjo egzistuoti

    Mokslininkai už Neptūno aptiko neįmanomą atmosferą: ji neturėjo egzistuoti

    Astronomai už Neptūno orbitos aptiko mažą, maždaug 500 kilometrų skersmens ledinį kūną, kuris, pagal įprastas teorijas, neturėtų išlaikyti atmosferos. Vis dėlto stebėjimai rodo, kad aplink transneptūninį objektą (612533) 2002 XV93 yra itin plonas dujų sluoksnis.

    Toks radinys stebina, nes mažo kūno gravitacija per silpna ilgai sulaikyti lakiąsias dujas. Tai reiškia, kad atmosfera turi būti arba labai trumpalaikė, arba nuolat papildoma, o tai verčia peržiūrėti iki šiol taikytus atmosferų išsilaikymo modelius.

    Kaip aptikta vos juntama atmosfera?

    Objektas priklauso vadinamųjų plutinų grupei: jis skrieja panašiu ritmu kaip Plutonas ir yra orbitiniame rezonanse su Neptūnu. Tokie tolimi kūnai menkai atspindi Saulės šviesą, todėl detaliems tyrimams dažnai prireikia netiesioginių metodų.

    2024 metais Japonijos astronomų komanda, vadovaujama Ko Arimatsu, pasinaudojo retu sutapimu, kai 2002 XV93 trumpam uždengė tolimo žvaigždės šviesą. Šis reiškinys vadinamas žvaigždės okultacija, o jo metu šviesos pokyčiai leidžia spręsti apie kūno dydį ir galimą atmosferą.

    Okultaciją tyrėjai užfiksavo iš trijų vietų Japonijoje. Visa fazė truko apie 15–20 sekundžių, tačiau svarbiausias signalas buvo maždaug 1,5 sekundės trukmės laipsniškas žvaigždės pritemimas prieš visišką uždengimą ir analogiškas pašviesėjimas po jo.

    Jei kūnas būtų visiškai be atmosferos, žvaigždės šviesa turėtų staigiai dingti ir staigiai sugrįžti. Laipsniškas perėjimas rodo, kad šviesa dalinai lūžta ir silpsta pereidama per dujų sluoksnį, vadinasi, aplink objektą yra atmosfera, nors ir beveik nepastebima.

    Kokia ji ir kodėl tai problema teorijoms?

    Modeliuodami lūžio efektą mokslininkai rėmėsi Plutono atmosferos pavyzdžiu ir tikrino scenarijus, kuriuose dominuotų azotas, metanas arba anglies monoksidas. Pagal geriausiai sutampančius skaičiavimus, atmosferos slėgis gali siekti apie 100–200 nanobarų, tai yra milijonus kartų mažiau nei Žemėje prie jūros lygio.

    Esminė problema ta, kad tokia atmosfera, sprendžiant iš modelių, galėtų išsisklaidyti per kelis šimtus ar iki maždaug 1 000 metų. Tai labai trumpas laikas Saulės sistemos masteliu, todėl kyla klausimas, kas ją palaiko šiandien.

    Viena iš aptariamų versijų yra palyginti nesenas susidūrimas su kometišku kūnu, kuris galėjo išlaisvinti dujas ir suformuoti laikiną atmosferą. Kita galimybė dar įdomesnė: vidinis aktyvumas, panašus į kriovulkanizmą, kai iš gelmių išmetamos lakiosios medžiagos ir jos nuolat papildo prarandamas dujas.

    Kodėl šis atradimas svarbus?

    2002 XV93 atmosfera būtų pirmas atvejis, kai atmosfera aptinkama mažame transneptūniniame objekte, neskaitant Plutono. Tai rodo, kad net kelių šimtų kilometrų dydžio lediniai kūnai kartais gali turėti atmosferas, nors jos ir būtų trumpalaikės.

    „Šis atradimas rodo, kad tradicinę idėją, jog globalios tankesnės atmosferos susidaro tik aplink didesnes planetas, būtina peržiūrėti“, – rašė tyrėjai publikacijoje.

    Mokslininkų teigimu, jei atmosfera gali atsirasti ir tokiame mažame kūne, dalis tolimų ledinių mažųjų planetų taip pat gali turėti epizodinių atmosferų. Kartu tai pademonstruoja, kad žvaigždžių okultacijų metodas tampa pakankamai jautrus fiksuoti reiškinius, kuriuos dar neseniai būtų buvę beveik neįmanoma užčiuopti tokiuose atstumuose.

    Tyrimo rezultatai paskelbti žurnale „Nature Astronomy“. Tikėtina, kad ateityje panašūs stebėjimai padės nustatyti, ar tokios atmosferos Kuiperio juostoje yra retenybė, ar vis dėlto pasitaiko dažniau, nei manyta.