ŠtudentEdini pravi spletni portal za mlade

Pred velikanskim trkom je imel en izmed teh vesoljskih teles maso 85 sonc, drugi pa približno 66. Samo trčenje pa je ustvarilo črno luknjo v velikosti okoli 150 sončnih mas. Postavilo jo je v masno območje, za katero se je domnevalo, da je nemogoče. Ob trku se je v pičlih sekundah sprostilo za osem sončnih mas energije v obliki gravitacijskih valov, kot je podrobno opisano v člankih v revijah Physical Review Letters in The Astrophysical Journal Letters.

»Vse pri tem odkritju je nenavadno,« je v izjavi za Nature dejal Simon Portegies Zwart, računalniški astrofizik z univerze Leiden na Nizozemskem, ki ni sodeloval v raziskavi.

Zaradi velikosti črnih lukenj, vključenih v združitev, bi bile bolj masivne kot običajne zvezde, vendar lažje od supermasivnih črnih lukenj, ki jih pogosto najdemo v središču galaksij.

Dogodek, ki se je zgodil pred približno sedmimi milijardami svetlobnih let, so opazili maja 2019 z uporabo dvojnih detektorjev laserskega interferometra gravitacijsko-valovnih anten (LIGO) v ZDA in manjšega observatorija Virgo v Italiji.

Kaj je LIGO?

Observatorij gravitacijskega valovanja z laserskim interferometrom (izvirno angleško Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, okrajšano LIGO) je fizikalni poskus in observatorij za zaznavanje gravitacijskega valovanja in razvoj opazovanja gravitacijskega valovanja kot astronomskega orodja. V ZDA so zgradili dva velika observatorija z namenom zaznavanja gravitacijskega valovanja s pomočjo laserske interferometrije. Zaznata lahko spremembo v premiku zrcal odmaknjenih za 4 km manj kot 1/10.000 premera naboja protona, kar je enako merjenju razdalje med Soncem in zvezdo Proksima Kentavra s točnostjo, manjšo kot je premer preseka človeškega lasu.

Vir: Wikipedia

Raziskovalci so to odkritje ujeli z opazovanjem gravitacijskih valov, nihanj v vesolju in času, ki lahko oddajajo te galaktične dogodke. Razmeroma nova tehnika je znanstvenikom omogočila, da so odkrili na desetine drugih trkov, podobnih tej.

Toda tudi po epskih standardih trkov črnih lukenj ta kraljuje nad vsemi.

»To ni videti kot majhen čivk, kar običajno zaznamo,« so povedali pri projektu Virgo. »To je nekaj, kar naredi »bum!« in je najbolj masiven signal, ki sta ga kadarkoli zaznala LIGO in Virgo.«

Mase obeh združenih črnih lukenj so zelo nenavadne, saj obstaja »masna vrzel«, približno med 65 in 135 sončnimi masami, kjer črne luknje ne bi smele obstajati. To pa je zato, ker se pri teh velikostih zvezde teoretično raztrgajo in razpadejo z eksplozivno fuzijo jeder kisika, postopkom, znanim kot »parna nestabilnost.«

Kaj je Virgo?

Virgo je velik interferometer, namenjen zaznavanju gravitacijskih valov, predvidenih s splošno teorijo relativnosti. Virgo je Michelsonov interferometer, ki je izoliran od zunanjih motenj: njegova ogledala in instrumenti so obešeni, laserski žarek pa deluje v vakuumu. Roki instrumenta se raztezata tri kilometre v širino, nahaja pa se v kraju Santo Stefano a Macerata, blizu Pize v Italiji.

Vir: Wikipedia

Znanstveniki zato sumijo, da vsaj ena od črnih lukenj morda ni nastala iz propadajoče zvezde – bolj običajen način kako nastajajo manjše črne luknje.

Drug scenarij je, da bi se lahko manjše črne luknje sčasoma združile in kopičile v to, ki je sodelovala v tem trku. Vendar je takšno teorijo težko podpreti, saj še vedno niso našli nobene druge vmesne črne luknje.

»Zato so jih astronomi na veliko iskali, saj bi pomagali pri rešitvi te uganke,« je povedal Salvatore Vitale, docent v laboratoriju LIGO iz MIT.

»LIGO nas znova preseneti ne le z odkrivanjem črnih lukenj v velikostih, ki jih je težko razložiti, temveč s tehnikami odkrivanja, ki niso bile zasnovane posebej za zvezde,« pravi Pedro Marronetti z MIT. »To je izjemnega pomena, saj prikazuje sposobnost instrumenta, da zazna signale povsem nepredvidenih astrofizičnih dogodkov,« je dodal. »LIGO dokazuje, da lahko opazuje tudi nepričakovano.«

Jupiter, ki je obdan s kaotičnimi oblaki in divja z divjimi vetrovi, je znan po veličastnih nevihtah. Odkar je leta 2016 tja prispela vesoljska sonda Juno, imamo dostop brez primere, ki nam pomaga razumeti, kaj poganja noro vreme plinskega velikana.

Toda Juno je poleg nekaterih odgovorov postavila še več novih vprašanj. Do misije Juno nismo mogli dobro videti Jupitrovih polov. Kar je sonda tam kasneje odkrila, je bilo osupljivo: poligonalne razporeditve neviht na severu in jugu, ki krožijo okoli nevihte v središču.

Na Jupitrovem severnem polu divja devet ciklonov, eden v središču, osem drugih pa se je lepo postavilo okoli njega, vsi pa so se vrteli v nasprotni smeri urnega kazalca.

Na južnem polu je Juno leta 2016 opazila šest neviht, eno v središču in pet razporejenih okoli nje. Sedma nevihta se je spopadu pridružila nekje leta 2019, tako da zdaj osrednjo nevihto obdaja šest vrtincev v šesterokotni obliki. Te južne nevihte se vse vrtijo v smeri urnega kazalca.

Nevihte, ki bi na Zemlji pokrivale celotne države

Od leta 2016 te ogromne nevihte – po velikosti primerljive s celinskimi državami – vztrajajo, ne da bi se združile. In zdaj bomo morda končno vedeli, zakaj.

Ureditev Jupitra ni podobna drugemu plinskemu velikanu v Osončju, Saturnu, ki ima na vsakem polu le eno, ogromno nevihto. Tudi na Zemlji ni podobnih procesov. Na našem planetu se večina ciklonov tvori na tropskih zemljepisnih širinah in se odmika proti polom, vendar se razpršijo nad kopnim in hladnimi oceanskimi območji, še preden pridejo tja.

Ker Jupiter nima ne kopnega ne hladnih oceanov, je smiselno, da bi se njegove nevihte obnašale drugače kot Zemlja, vendar ostaja vprašanje – zakaj se ne združijo in ustvarijo ene velike nevihte kot na Saturnu.

Astronom Cheng Li s Kalifornijske univerze Berkeley in njegovi kolegi iz Caltecha so izvedli numerične simulacije neviht in odkrili vrsto pogojev, pod katerimi lahko nevihte ostanejo diskretne in stabilne dlje časa, ne da bi se združile v mega nevihto.

 »Zlatolaskino območje« za Jovianove nevihte

»Ugotovili smo, da je stabilnost vzorca odvisna predvsem od zaščite – anticiklonalnega obroča okoli vsakega ciklona – pa tudi od globine,« so raziskovalci zapisali v svojem prispevku.

»Premalo zaščite in majhna globina privedeta do spajanja in izgube poligonalnega vzorca. Preveč zaščite povzroči, da ciklonski in anticiklonski deli vrtincev razletijo. Vmes pa obstajajo stabilni poligoni.«

Ekipa je uporabila enačbe, ki opisujejo gibanje ene plasti tekočine na krogli in oblikovala poligonalne ureditve vrtincev. To ni novost, toda ekipa je v svoje modele dodala polarno geometrijo in beta zamik – težnjo ciklonov, da se zaradi naraščanja Coriolisove sile z zemljepisno širino zaradi hitrosti vetra za podrobnejše razumevanje dinamike pri nevihtah na Jupitru.

Po njihovih ugotovitvah sta v igri dve stvari, pogoji za obe pa morajo biti ravno pravšnji. Prva je v manjši meri globina ciklona – kako daleč seže v Jovijevo atmosfero. Preplitko in nevihte se bodo združile.

Toda največji vpliv na moč združevanja neviht ima pojav, znan kot zaščita pred vrtinci. Takrat je vrtinec – v tem primeru naši Jovianski cikloni – obdan z obročem, ki se premika v nasprotno smer. Torej, vsakega ciklona v nasprotni smeri urnega kazalca na severnem polu obkroža močan veter, ki piha okoli ciklona v smeri urinega kazalca.

Če je ta zaščita prešibka, se bodo nevihte združile. Če je premočan, bosta nevihta in njen ščit odletela drug od drugega, kar bo povzročilo popolno nevihtno zmedo. Da bi vztrajali, morata biti tako globina ciklonov kot moč vrtinčnih ščitov ravno pravšnji.

Toda takoj pridemo do novih vprašanj

»Na številna vprašanja nismo odgovorili,« so zapisali raziskovalci. »Nismo raziskali, kako nastajajo cikloni – ne glede na to, ali nastajajo na mestu ali jih prinese iz nižjih zemljepisnih širin. Poleg tega nismo pojasnili, kako se vzdržuje stabilno stanje – zakaj se število ciklonov s časom ne povečuje. Poleg tega nimamo določeno, kako se razvijajo ščiti ali zakaj so zaščiteni le Jovijevi vrtinci.«

Ekipa še ni preizkusila svojih modelov na dejanskih podatkih Juno. S tem pa bi lahko prišli do nekaterih odgovorov na ta globoko zanimiva vprašanja.

Znanstveniki zadnje dni žonglirajo z dokaj radikalno (in še nepotrjeno) teorijo, da nošenje zaščitnih mask človeka izpostavi ravno pravšnji količini virusa, da telo začne nanj odgovarjati z imunostjo. Študija je bila objavljena začetek septembra v New England Journal of Medicine.

Radikalna ideja temelji na konceptu variolacije, ki pravi, da zaščitna maska povzroči ravno pravšnjo izpostavljenost bolezni covid-19, kar povzroči odziv našega imunskega sistema, ki nas pred virusom zaščiti. Variolacijo so najprej uporabljali v boju proti črnim kozam, kasneje pa so z razvojem cepiv prakso opustili.

Avtorica znanstvenega prispevka, Dr. Monica Gandhi, strokovnjakinja za nalezljive bolezni z Univerze v Kaliforniji, pravi, da virus lahko v človeku sproži tudi asimptomatski odziv in da bi povečanje asimptomatskih okužb med populacijo lahko vodilo do razširjenja variolacije. Do povečanja števila asimptomatskih okužb naj bi prišlo zaradi zmanjšanega števila virusov, ki vstopijo v človekova dihala zaradi nošenja maske. Manj virusov pomeni manj buren odziv telesa in znanstveniki trdijo, da bi prav tisti patogeni, ki kljub maski pridejo v človeško telo, lahko izzvali reakcijo in sprožili proizvodnjo imunskih celic, ki si virus zapomnijo in nato se proti njemu borijo tudi v prihodnje.

Seveda to ne pomeni, da naj se med seboj nekontrolirano družimo, daleč od tega. Teorija je še nepotrjena in jo bo težko potrditi, saj bi terjala izvedbo neetičnega eksperimenta – primerjati bi morali, kako se bo človek v prisotnosti koronavirusa okužil brez maske in kako bo človeško telo odreagiralo na koronavirus, če je bilo virusu izpostavljeno z masko. Teorija je radikalna in nevarna z razlogom, opozarja Dr. Saskia Popescu, epidemiologinja iz Arizone.

Teorijo so začetek leta že testirali na Kitajskem, ki so za testiranje uporabili hrčke. V raziskavi so testirali povezavo med dozo virusa in težavostjo bolezni. Rezultati raziskave so pokazali, da so hrčki, ki so zboleli za koronavirusom kljub barieri iz zaščitne maske, utrpeli blajže simptome kot tisti, ki so bili virusu izpostavljeni neposredno.

Teorijo bo težko dokazati tudi zaradi tega, ker je težko točno določiti količino virusa, ki je potrebna, da človek zboli. Doza nameč variira od človeka do človeka, odvisna pa je od genetike, imunskega sistema in strukture dihalnih poti.

Dr. Monica Gandhi, avtorica teorije, se zaveda, da je to zgolj teorija in pravi, da bi tako moralo tudi ostati. Kajti kljub temu da lahko majhna doza virusa v človeku sproži imunski odziv, ki bi ga kasneje zaščitil, je človek v tem času še vedno kužen in zaradi asimptomatskega odziva telesa kuži ljudi okoli sebe. Teorija je zgolj kaplja v morju ostalih neverjetnih teorij, ki najverjetneje ne bodo nikoli potrjene. Za pravo imunost bo treba počakati na cepivo.