Šiemet Mėnulyje atradus vandens astronomai per daug nenustebo. Tokių įtarimų jau senokai būta. Vanduo kosmose gana paplitęs. Mūsų vandenynai - iš kadaise Žemę tankiai bombardavusių ledinių kometų.
Tai kodėl jos negalėjo bombarduoti ir Mėnulio? Akivaizdūs vandens pėdsakai ir Marse. Gausu vandens tolimesnėse Saulės sistemos planetose - Jupiteryje, Saturne, Urane, Neptūne ir daugelyje jų palydovų.
Apie tai - LŽ pokalbis su gamtos mokslų daktaru, Vilniaus universiteto Astronomijos observatorijos docentu Jokūbu Sūdžiumi.
- Kyla įtarimas, kad vandens kosmose dairomasi ne vien iš smalsumo. Gal kosmoso vanduo kada nors išgelbės Žemę, kai neturėsime ko gerti?
- Mėnulio vandens mes gal ir negersime, tačiau tyrinėtojams vanduo tikrai pravers. NASA (JAV) planuoja atnaujinti astronautų ekspedicijas į Mėnulį apie 2020 metus, o vėliau ir įkurti ten nuolat veikiančią mokslinių tyrimų bazę. Būtų sutaupyta daug lėšų ir medžiagų, jei į šią bazę nereikėtų vandens gabentis iš Žemės.
- Kodėl po pirmosios amerikiečių ekspedicijos į Mėnulį 1969 metais buvo padaryta išvada, kad Mėnulio uolienos apskritai neturi jokių vandens pėdsakų?
- Į Mėnulį, kaip ir į Žemę, vandens dideliais kiekiais turėjo „atgabenti“ krintančios ledinės kometos. Tačiau 1969-1972 metų astronautų ekspedicijų atvežtose Mėnulio uolienose vandens pėdsakų neaptikta. Kaip žinome, Mėnulis neturi atmosferos. Todėl dieną Saulės apšviestas paviršius jo pusiaujo srityje gali įkaisti iki 130 laipsnių. Tokioje aukštoje temperatūroje ledas kaipmat išgarinamas. Kadangi „Apollo“ erdvėlaiviai leidosi būtent Mėnulio pusiaujo rajonuose, matyt, dėl to ir nebuvo rasta vandens pėdsakų. Tad jo imta dairytis Mėnulio ašigalių srityse, kur yra gilių, niekada Saulės spindulių nepasiekiamų kraterių, kurių dugne temperatūra nebūna aukštesnė kaip 150 laipsnių šalčio. Mokslininkai įtarė, kad ten galima aptikti ledo.
Netiesioginiai įrodymai, kad Mėnulyje gali būti vandens, buvo gauti iš NASA automatinių erdvėlaivių „Clementine“ (1994) ir „Lunar Prospector“ (1998). Šių metų spalį gauti nauji tyrimų rezultatai paneigė abejones, yra Mėnulyje vandens ar ne. Jas ėmė sklaidyti dar Indijos mokslininkų automatiniu erdvėlaiviu „Chandrayaan-1“ gauti duomenys.
Spalio mėnesį NASA kosminio Mėnulio kraterių stebėjimo erdvėlaivio (LCROSS) nešančiosios raketos „Centaur“ 2200 kg masės pakopa buvo nukreipta į Mėnulio pietiniame ašigalyje esantį 98 km skersmens ir 4 km gylio Kabėjo (Cabeus) kraterį. Ši pakopa smigo į kraterio dugną ir išmušė jame maždaug 20 metrų skersmens ir 5 metrų gylio duobę. Smūgio metu virš duobės maždaug į 2 km aukštį iškilo dujų ir dulkių debesis. Šį raketos kritimą sekė, fotografavo ir spektrometrais tyrė smūgio sukeltą dujų ir dulkių debesį LCROSS erdvėlaivis. Prietaisai parodė, kad šiame debesyje yra vandens garų ir ledo.
- O koks tas Mėnulio vanduo? Sūrus, gėlas?
- Niekas nežino, nes dar niekas jo neragavo. Tai duomenys, gauti atlikus dulkių debesies spektrinę analizę. Turint galvoje, kad ledas Mėnulyje yra giliame įšale, tai greičiausiai chemiškai grynas vanduo. Skonį jis įgyja tik dėl jame ištirpusių druskų.
Kai Marse tekėjo upės
- Labai įspūdingos Marso nuotraukos...
- Jos įrodo, kad kadaise ten tekėjo sraunios, vandeningos upės. Jos paliko Marso paviršiuje ryškius tekančio vandens pėdsakus, išgraužtas vagas. Buvusių ežerų daubose matyti, kaip senkant vandeniui susidarė terasos. Be to, atrasta tokių uolienų, kurios galėjo susidaryti tik giliai po vandeniu. Tai reiškia, kad kadaise Marsas turėjo tankią atmosferą, gal ir temperatūra buvo kiek aukštesnė, kad jo paviršiuje galėjo tyvuliuoti tokie didžiuliai vandens telkiniai.
- Kodėl dabar Marse nėra tyvuliuojančių ežerų? Kodėl planeta išdžiūvo?
- Dabar Marse labai žemas atmosferos slėgis - maždaug 200 kartų mažesnis nei Žemėje. Esant tokiam slėgiui vanduo paviršiuje negali tyvuliuoti - tuoj pat išgaruoja. Tačiau Marse, matyt, yra daug ledo. Tai liudija ir jo poliarinės kepurės, ir šerkšnas, rytais pastebimas ant Marso grunto, ir paviršiaus dariniai, rodantys, kad po Marso paviršiumi slūgso ledo klodai.
Kodėl planetoje nebėra skysto vandens? Viena iš teorijų - Marsas gana smarkiai atvėso ir prarado savo magnetinį lauką. Kai planeta neturi magnetinio lauko, jos atmosferą labai ardo Saulės vėjas (elektringų dalelių srautas). Dėl to Marso atmosfera sunyko, o vanduo arba užšalo, arba staigiai išgaravo.
Kas gresia Žemei
- Ar tai nekelia pavojaus Žemei?
- Saulės sistemos planetų formavimosi teorija teigia, kad susidarymo procese planetų gelmės labai įkaito. Jų branduoliai turėjo būti išsilydę, skysti, nors jie sudaryti iš uolienų ir metalų. Pavyzdžiui, Žemės ugnikalnių išsiveržimai rodo, kad ir dabar Žemės gelmėse glūdi išsilydžiusios uolienos bei metalai. Planetų vėsimo sparta priklauso nuo planetos masės. Kuo mažesnė planeta, tuo sparčiau ji vėsta. Taigi Žemėje šis procesas kur kas lėtesnis nei Marse.
Kol planeta turi skystą branduolį, jame kylančios konvekcinės srovės sukuria magnetinį lauką. Magnetinis laukas apsaugo Žemės atmosferą, nes neleidžia Saulės vėjo dalelėms jos ardyti. Dėl to Žemė ir išlaiko gana tankią atmosferą, tad kokių nors grėsmių Žemei nematyti.
- Tačiau vis tiek ši teorija leidžia daryti išvadą, kad ir Žemė vėsta?
- Taip, bet tai vyksta daug kartų lėčiau nei Marse. Kita vertus, negalime būti tikri, kad pateikta hipotezė tikrai yra pagrįsta. Galbūt Marsas atvėso ir dėl kitokių priežasčių.
Vanduo - kometų uodegose
- Kur dar žvelgdami į dangų galime įtarti, kad yra vandens?
- Manoma, kad vanduo, kurį randame Žemėje arba kurioje nors kitoje planetoje bei jos palydove, buvo čia Saulės sistemoje nuo pat jos atsiradimo. Taigi vanduo jau buvo tarpžvaigždinių dujų ir dulkių debesyje, iš kurio formavosi Saulė ir būsimosios planetos su palydovais. Kai susidariusi Saulė (prieš 4,6 mlrd. metų) ėmė šviesti visa savo galia, ji labiausiai kaitino artimiausias planetas - Merkurijų, Venerą, Žemę ir Marsą. Jei šios planetos ir turėjo pirmykščio vandens, jis buvo išgarintas. O tolimesnės planetos (Jupiteris, Saturnas, Uranas, Neptūnas) Saulės energijos gauna mažiau ir jų aplinkoje vanduo išliko nuo pat jų susidarymo, bet tik kaip ledas. Ne tik šių planetų sudėtyje, bet ir daugelyje jų palydovų randama daug vandens. Manoma, kad Saulės sistemos pakraštyje, toliau už Neptūno orbitą, skrieja gausybė didesnių ir mažesnių kūnų, kurie yra susidarę iš uolienų ir ledo mišinio.
Saulės sistemos pakraštyje maždaug 30-50 astronominių vienetų nuotoliu (1 astronominis vienetas lygus vidutiniam atstumui tarp Žemės ir Saulės, t. y. apie 149,5 mln. km) yra vadinamasis Koiperio kometų žiedas, o už 50 000 astronominių vienetų yra kitas - Oorto kometų - debesis. Šios kometos, tiksliau kometoidai, sudaryti iš ledo (iki 75 proc.) ir uolienų (25 proc.) mišinio. Būtent šie objektai ir atgabeno vandenį į Žemę, Mėnulį ir Marsą. Kometoidai retkarčiais išlekia iš savo orbitų ir nuskrieja Saulės link. Atsidūrusi netoli Saulės kometa ima kaisti ir garuoti. Tuomet nuo jos branduolio per milijonus kilometrų nusidriekia įspūdinga dujų ir dulkių uodega. Kai tokia kometa praskrieja arčiau Žemės, danguje matome įspūdingą reginį. Jei tokia kometa pataiko nukristi į planetą, ji papildo planetos vandens išteklius. Taigi, vos susidarius Saulės sistemos planetoms, jas turėjo labai smarkiai bombarduoti kometoidai.
- Vadinasi, vanduo kosmose nėra retenybė?
- Apskritai vandens kosmose yra daug. Vanduo Saulės sistemos kūnuose buvo nuo pat jų formavimosi pradžios. Taigi pirmiausia jis turėjo būti tame tarpžvaigždinių dujų ir dulkių debesyje, kuriame ėmė formuotis Saulė. Žinoma, sunku pasakyti, koks buvo jo kiekis tame debesyje, bet iš tiesų jo turėjo būti daug. Kita vertus, ne tik Saulė, bet ir kitos žvaigždės (daugelis jų su planetomis), tiek praeityje, tiek ir dabar, formuojasi tankiuose tarpžvaigždiniuose debesyse, kuriuose atrasti dideli vandens kiekiai.
Vanduo - gyvybės šaltinis. Jei planetoje randama vandens ir jei yra tokios sąlygos, kad vanduo gali būti skysto pavidalo, jau yra prielaida ieškoti gyvybės pėdsakų joje. Gyvybės paieškos visatoje domina ne tik nedidelę mokslininkų grupę. Tai įdomi ir svarbi problema visai pasaulio visuomenei.
Nauda ateina ne iškart
- Dažnam kyla klausimas, kokia mums reali praktinė nauda iš mokslo apie žvaigždes. Ir kaip astronomijos atradimus galima pritaikyti gyvenime?
- Menas, pavyzdžiui, irgi neteikia jokios praktinės naudos. Ir dėl to mums nekyla klausimų, ar jis reikalingas. Kai Magelanas išsirengė į kelionę aplink pasaulį, vargu ar įžvelgė kokią nors praktinę naudą. Galima rasti ir daugiau pavyzdžių, kai mokslo atradimai ne iš karto pritaikomi praktikoje. Astronomijos žinios mums reikalingos, kad detaliau pažintume pasaulį ir visatą. Kita vertus, šios žinios reikalingos, kad geriau suprastume, kas yra Žemė, jos aplinka. Šių žinių mums reikia ir siekiant įvertinti, kiek gali turėti įtakos Saulėje ar jos aplinkoje vykstantys reiškiniai (pvz., Saulės žybsniai, kometų ir asteroidų pavojus, galimi netolimų supernovų sprogimai ir pan.). O tai jau praktinė nauda. Tai kartu ir iššūkis visuomenės gebėjimams sukurti modernius tyrimų būdus ir priemones, nes sudėtingiems astronominiams tyrimams reikalingi ir sudėtingi instrumentai, kuriems sukurti reikia panaudoti pačias naujausias mokslo ir technikos žinias.
- O kur žvalgosi Vilniaus universiteto (VU) astrofizikai?
- Mūsų kryptis - žvaigždžių ir jų sistemų - galaktikų - sandaros ir evoliucijos tyrimai. Taigi mūsų žvilgsniai nukreipti ne į Saulės sistemos planetas, bet į tolimesnius visatos objektus - žvaigždes, galaktikas. Taip jau istoriškai susiklostė, tokie mūsų įgūdžiai ir į tai orientuota ir mūsų instrumentinė bazė.
- Tačiau dairytis į tolimesnius, ne Saulės sistemos objektus turėtų būti daug sudėtingiau nei į artimesnius?
- Kaip čia pasakius. Saulės sistemos planetos dabar tyrinėjamos pasitelkiant automatinius erdvėlaivius ir kosminius zondus. Čia Lietuvos astronomų galimybės, galima sakyti, nulinės. Tolimesnių objektų tyrimui reikalingi teleskopai su spektriniais instrumentais arba fotometrais. Nors ir nedidelius bet tam tikslui tinkamus teleskopus ir instrumentus VU astronomai turi.
Jei kalbėsime apie žvaigždes, jų skleidžiamos šviesos spektras yra svarbus ir bene vienintelis informacijos šaltinis. Išmatavę žvaigždės spindesį įvairiuose spektro ruožuose galime atsakyti į klausimą, koks jos atstumas, šviesis ir temperatūra. Iš žvaigždės spektre matomų linijų galima nustatyti jos cheminę sudėtį ir jos atmosferos parametrus. VU astronomai naudojasi ir kitų pasaulio observatorijų teleskopais. Žvaigždžių ir galaktikų pasaulį taip pat efektyviai galima tyrinėti pasitelkiant didžiulius astronominių stebėjimų archyvus, sukauptus įvairių pasaulio observatorijų duomenų bankuose.
Jūratė Mičiulienė
