Międzynarodowy zespół naukowców zbadał skład superbolidu, który rozbił się nad Czelabińskiem 15 lutego 2013 r. i doszedł do wniosku, że mógł on brać udział w gigantycznym uderzeniu, które w przeszłości uformowało ziemski Księżyc.

 

Historia zderzeń planet z asteroidami to prawdziwe archiwum Układu Słonecznego. Z pomocą meteorytów, które spadły na Ziemię, naukowcy mogą uzyskać dostęp do jego części. Takie ciała niebieskie znajdują się w przestrzeni pozbawionej powietrza przez miliardy lat, dlatego pozostają praktycznie niezmienione, a „zapisana” na nich historia nie jest wymazana. Dotyczy to w szczególności historii ich zderzeń z innymi obiektami.

 

Kiedy jednak taka skała uderza w Ziemię, ślady tej historii okazują się częściowo „wymazane”, ponieważ ziemskie procesy geologiczne i pogodowe silnie na nie wpływają. W efekcie w meteorytach występują minerały z różnych epok, więc nie jest łatwo rozszyfrować drogę życia konkretnego gościa kosmicznego.

 

Naukowcy z Uniwersytetu Cambridge oraz Instytutu Geologii i Geofizyki Chińskiej Akademii Nauk połączyli analizę wieku fosforanowego U-Pb (datowanie uranowo-ołowiowe) oraz mikrotekstury meteorytu czelabińskiego. Ich odkrycia zostały zaprezentowane w czasopiśmie Communications Earth & Environment.

 

To nowy sposób datowania historii takich obiektów na poziomie mikroskopowym. Uwagę naukowców zwrócono na minerały fosforanowe meteorytu, które pod wpływem ciepła podczas zderzeń ulegały zmianom, zmieniając ich strukturę krystaliczną.

 

Okazało się, że przed opadnięciem na Ziemię meteoryt czelabiński doznał już dwóch uderzeń: 4,5 miliarda lat temu, czyli u zarania powstania Układu Słonecznego, i około 50 milionów lat temu. Pierwsze uderzenie było bardzo silne i rozbiło minerały fosforanowe na małe kawałki, wystawiając je na działanie wysokich temperatur. Drugie uderzenie było znacznie mniej poważne a ciśnienie i temperatura uderzenia okazały się znacznie niższe.

 

Wiek pierwszego uderzenia jest zgodny z innymi badaniami różnych meteorytów, które zostały rozbite na małe fragmenty około 4,47 miliarda lat temu. Mniej więcej w tym przedziale czasowym, jak sugerują naukowcy, spada pradawne zderzenie Ziemi z hipotetyczną planetą Theia, z której mógłby powstać Księżyc. Naukowcy z Wielkiej Brytanii i Chin sugerują, że meteoryt czelabiński jest fragmentem tego starożytnego zderzenia.

Nowy obraz wnętrza Drogi Mlecznej ujawnia tajemnicze struktury, których nigdy wcześniej nie widziano.

Zdjęcia wykonane ultraczułym radioteleskopem MeerKAT w Afryce Południowej i pokazują prawie 1000 pasm włókien magnetycznych o długości do 150 lat świetlnych, ułożonych niezwykle regularnie. To 10 razy więcej niż liczba takich włókien, o których wcześniej wiedzieliśmy, co pozostaje tajemnicą od czasu ich odkrycia w latach 80. XX wieku.

Centrum Galaktyki - Źródło: I. Heywood, SARAO, Rodos/ SWNS

Przez długi czas badano tylko włókna które można było dostrzec. Teraz pozzyskano duży obraz – panoramiczny widok wypełniony mnóstwem włókien. Po przestudiowaniu zaledwie kilku z nich trudno jest wyciągnąć jakiekolwiek realne wnioski na temat tego, czym one są i skąd pochodzą. To przełomowy moment w pogłębienie naszego rozumienia tych struktur.

Chociaż centrum Drogi Mlecznej znajduje się zaledwie około 25 tysięcy lat świetlnych od nas - co nie jest dużą odległością w kategoriach kosmicznych - bardzo trudno jest je zobaczyć gdyż spowijają je gęste obłoki pyłu i gazu, które blokują niektóre długości fal światła, w tym zakres optyczny. Ale możemy użyć innych technologii, aby dostroić naszą wizję do niewidzialnych długości fal.

MeerKAT, obsługiwany przez South African Radio Astronomy Observatory (SARAO), jest jednym z najbardziej zaawansowanych radioteleskopów na świecie, a odkąd rozpoczął operacje w 2016 roku, daje nam niezrównany widok na centrum galaktyki. Jego najnowszy obraz przyciąga wzrok. Został stworzony z 200 godzin danych obserwacyjnych zebranych przez trzy lata i pokazuje nam region w falach radiowych z niezrównaną jasnością i głębią.

 

Wykorzystano następnie technikę usunięcia tła z obrazu, pokazującą struny magnetyczne rozmieszczone w gromadach wokół centrum galaktyki. Nie jest jasne, czym one są ani jak się pojawiły. Wiadomo jedynie, że zawierają elektrony promieniowania kosmicznego, wirujące w nitkach pól magnetycznych z prędkością bliską prędkości światła.

 

Nowe obrazy pozwoliły naukowcom dowiedzieć się nieco więcej o włóknach, przybliżając nas o krok do ich zrozumienia. Teraz wiemy, że pola magnetyczne są wzmacniane na całej długości wszystkich włókien. Nowe dane ujawniły również nieznaną wcześniej pozostałość po supernowej; jej promieniowanie różni się od promieniowania włókien. Oznacza to, że można wykluczyć pozostałości po supernowych jako prawdopodobnych protoplastów włókien.

Rzadka, prawie idealna sferyczna pozostałość po supernowej - źródło: I. Heywood, SARAO

W 2019 roku poprzednie dane MeerKAT wykazały istnienie gigantycznych bąbelków radiowych rozciągających się powyżej i poniżej płaszczyzny galaktycznej, oddzielonych od promieniowania gamma z bąbelków Fermiego odkrytych w 2010 roku. Możliwe, że włókna są powiązane z tymi bąbelkami radiowymi, ale ta możliwość powinna zostać zbadana w przyszłych pracach.

 

Nowe dane ujawniły również nową tajemnicę. Włókna są rozmieszczone w grupach lub klastrach, a wewnątrz tych klastrów są ułożone bardzo równomiernie - jak struny harfy. Nie wiadomo dlaczego się skupiają albo rozdzielają, i nie wiadomo jak powstają te regularne odstępy między nimi. Nie znamy również mechanizmu, który przyspiesza elektrony wewnątrz włókien magnetycznych. 

 

Wyniki badania zostały opublikowane przez The Astrophysical Journal Letters.

 

Astronomowie są zdezorientowani przez tajemnicze ciało niebieskie, które uwalnia z siebie masywne wybuchy energii w regularnych 18-minutowych odstępach. Tajemniczy obiekt wysyła sygnał z taką intensywnością, że jest jednym z najjaśniejszych punktów na zimskim niebie i może okazać się zupełnie nową klasą ciał niebieskich.

 

Zespół kierowany przez astrofizyk Nataszę Hurley-Walker z Międzynarodowego Centrum Badań Radioastronomicznych przyjrzał się emitowanym przez niego sygnałom. Zdaniem ekspertów, dzieli nas od niego około 4000 lat świetlnych, co jest względnie niewielką odległością w skali kosmicznej.

 

Niezwykła jasność tego obiektu sprawiła, że ​​naukowcy sądzili, że patrzą na obiekt o niezwykle silnym polu magnetycznym. W nowym badaniu opublikowanym w tym tygodniu w renomowanym czasopiśmie Nature zespół sugeruje, że może to być magnetar. Jest to rodzaj wolno obracającej się gwiazdy neutronowej, której istnienie jest przewidywane w modelach teoretycznych.

 

Emisja jest wysoce spolaryzowana liniowo, niezwykle jasna oraz utrzymuje się przez 30-60 s przy każdym wystąpieniu. Jest ona widoczna w szerokim zakresie częstotliwości. Naukowcy twierdzą, że źródło sygnału pochodzi z naszej galaktyki. Zespół ma nadzieję, na ponowne uchwycenie obiektu. Dopiero wówczas, astronomowie będą mogli stwierdzić, czy było to rzadkie jednorazowe zdarzenie, czy nieznany wcześniej kosmiczny obiekt.

 

Układ Słoneczny może okazać się jeszcze zimniejszym miejscem niż myśleliśmy. Nowa analiza jednego z księżyców Saturna pokazuje, że może on mieć ciekły ocean. Nowością pod tym względem jest Mimas, mały księżyc z dużym kraterem, który daje mu więcej niż przelotne podobieństwo do Gwiazdy Śmierci z Gwiezdnych Wojen.

 

Według nowych badań małe, osobliwe chybotanie księżyca wykryte przez astronomów może być wynikiem płynnego wnętrza oceanu. Jeśli tak, to Mimas dołączyłby do innych księżyców Układu Słonecznego, takich jak Europa i Enceladus, w kategorii światy oceaniczne śródlądowe Internal Water Ocean Worlds - IWOW. Ale jeśli tak, to będzie to IWOW, jakiego nigdy wcześniej nie widzieliśmy, co poszerzy nasze zrozumienie tego, co jest możliwe w tym zakresie.

 

Ponieważ powierzchnia Mimasa jest pokryta kraterami, do tej pory myśleliśmy, że to tylko zamarznięty blok lodu. Okazuje się, że w rzeczywistości jest inaczej.

 

IWOW, takie jak Enceladus i Europa, zwykle mają pęknięcia i inne oznaki aktywności geologicznej. Okazuje się, że powierzchnia Mimasa oszukiwała nas do tej pory nie tworząc takich struktur, a nasze nowe zrozumienie znacznie rozszerzyło definicję potencjalnie nadającego się do zamieszkania świata w naszym Układzie Słonecznym i poza nim.

 

Tutaj na Ziemi życie zależy głównie od światła słonecznego, ale jest kilka miejsc, w których organizmy mogą się rozwijać w całkowitej ciemności. Jednym z takich miejsc jest dno oceanu, skupione wokół kominów hydrotermalnych, które uwalniają ciepło i składniki odżywcze z wnętrza Ziemi. Tutaj życie nie polega na fotosyntezie, ale na chemosyntezie, wykorzystującej reakcje chemiczne do syntezy żywności.

 

Stało się to istotne w poszukiwaniach życia pozaziemskiego, gdy księżyc Jowisza Europa i księżyc Saturna Enceladus okazały się mieć pod swoją lodową skorupą płynne oceany. Aktywność geologiczna w głębinach księżyców, spowodowana jest rozciąganiem pływowym i przyciąganiem spowodowanym oddziaływaniem grawitacyjnym z ich odpowiednimi planetami, generuje wystarczającą ilość ciepła, aby woda pod powierzchnią nie zamarzała.

 

Jednak Mimas nie wydaje się należeć do tej grupy księżyców. Jest bliżej Saturna i ma bardziej ekscentryczną (eliptyczną) orbitę niż Enceladus, co oznacza, że ​​powinien doświadczać silniejszych pływów, ale jego aktywność jest znacznie mniejsza niż Enceladusa. Doprowadziło to naukowców do wniosku, że Mimas prawdopodobnie jest w stanie zamrożonym i dlatego jest mniej podatny na deformację.

 

Jednak problem jego libracji, czyli fizycznych „wahań” wykrywanych przez sondę Cassini, pozostaje nierozwiązany. Jeśli Mimas jest solidny, nie powinien się tak chwiać. Libracja księżyca sugeruje, że ma on albo zróżnicowane jądro, albo płynny ocean – coś, co zapobiega sztywnemu przymocowaniu jądra do powierzchni, co pozwala temu drugiemu się przemieszczać.

 

Zgodnie z ich modelami matematycznym, pokrywa lodowa Mimasa ma grubość od 24 do 31 kilometrów, a pod nią wiruje globalny ocean. Ponieważ Mimas ma tylko 396 kilometrów średnicy, jest to stosunkowo duża grubość; Powłoka lodowa Enceladusa ma od 5 do 35 kilometrów i ma średnicę 513 kilometrów.

 

Naukowcy odkryli również, że przepływ ciepła z powierzchni Mimasa jest prawdopodobnie bardzo wrażliwy na grubość lodu w dowolnym regionie. Przyszłe sondy powinny być w stanie zmierzyć to bezpośrednio, zarówno na Mimasie, jak i innych IWOW.

 

Wreszcie modele sugerują, że oprócz płynnego oceanu Mimas ma również zróżnicowane jądro. Jest to sprzeczne z poprzednimi modelami ewolucji Mimasa, ponieważ wczesne zróżnicowanie Księżyca powinno spowodować, że jego orbita będzie bardzo różna od dzisiejszej. To sprawia, że ​​Mimas jest potencjalnie bardzo interesujący do dalszych studiów i badań.

 

Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Icarus.