Sekmīgi noslēdzas projekts “Organisko vielu evolūcija zvaigžņu un planētu veidošanās reģionos (OMG)”
Ventspils Augstskolas Inženierzinātņu institūtā “Ventspils Starptautiskais radioastronomijas centrs” (VSRC) 31. augustā noslēdzas nozīmīgs 3 gadus ilgs Latvijas Zinātnes padomes finansēts Fundamentālo un lietišķo pētījumu projekts Nr. lzp-2018/1-0170 “Organisko vielu evolūcija zvaigžņu un planētu veidošanās reģionos” (OMG).
2018. gadā uzsāktais OMG projekts bijis sekmīgs vairākās nozīmēs. Galvenais rezultāts – piecas zinātniskās publikācijas – tika sasniegts jau neilgi pēc projekta viduspunkta. Notikušas divas ārvalstu pētnieku vizītes, aizstāvēti divi maģistra darbi. Grūtāk ir gājis ar dalību zinātniskās konferencēs, no kurām liela daļa COVID-19 pandēmijas dēļ tikušas atceltas. Plānoto sešu konferenču vietā apmeklētas četras, lai gan kopējais nolasīto referātu skaits ir septiņi.
Saturiskā ziņā visi pieci projekta pētījumu uzdevumi piepildīti ar darbībām un rezultātiem. Pirmajā uzdevumā (zvaigznes veidojošu apgabalu struktūras un kinemātikas novērojumi) veikti kosmisko māzeru novērojumi masīvos zvaigznes veidojošos miglājos ar RT-32 radioteleskopu VSRC novērojumu bāzē Irbenē.
Otrajā uzdevumā – 3D mikroskopiska skaitliskā modeļa veidošana starpzvaigžņu putekļa ledus apvalciņam – tika izveidots amorfa oglekļa puteklīša modelis, pa kuru pārvietojas ūdeņraža atomi. Šāds atomu līmeņa modelis ļauj aprēķināt atomu piesaistes enerģiju putekļa virsmai, kas ir svarīgs parametrs mazāk detalizētajos, bet daudzus kosmosā notiekošus procesus aprakstošos astroķīmiskajos modeļos.
Trešais uzdevums attiecās uz masīvu protozvaigžņu gāzu-putekļu apvalku ķīmisko modelēšanu. Tajā (arvien) tiek veikts pētījums par ledus slānītī uz starpzvaigžņu putekļiem esošu organisko savienojumu nonākšanu gāzes fāzē, kas iespējama, kad puteklīši, viens ar otru saduroties ar ātrumu daži desmiti metru sekundē, izsit viens no otra ledus slānīša gabaliņus. Šāds process var būt svarīgs, lai izskaidrotu ledū radušos organisko vielu novērojumus gāzē starpzvaigžņu miglājos. Pētījuma manuskripts drīzumā tiks iesniegts kādam no starptautiskajiem astronomijas žurnāliem. 1. attēls ir tipisks rakstiem par šāda veida procesiem, salīdzinot procesa ietekmi uz organisko savienojumu koncentrāciju simulācijās bez procesa (1), ar vidēju procesa izpausmi (2) un ar stipru izpausmi (3). Redzams, ka sadursmes spēj paaugstināt šo vielu koncentrāciju pat par 100 reizēm.
1. attēls. Vienkāršots modelis ar ledus slānīša sagraušanu starpzvaigžņu putekļu sadursmēs – dažādu organisko vielu aprēķinātais daudzums attiecībā pret ūdeņraža H2 molekulām. (1) – bez putekļu sadursmēm; (2) – ar sadursmēm, kas no putekļa izsit ledus fragmentu ar izmēru līdz 1/3 no ledus slānīša biezuma; (3) – ar sadursmēm, kas izsit fragmentu ar izmēru, kas salīdzināms ar visu ledus slānīša biezumu. Kreisajā augšējā stūrī – šķērsgriezums aptuveni sfēriskam, ar ledu klātam puteklītim.
Ceturtais projekta uzdevums bija starpzvaigžņu miglāju sākotnējo apstākļu un to zvaigznes veidojošo kodolu attīstības ietekme uz organisko molekulu veidošanos. Pirmā uzdevuma daļa – miglāju sākotnējo apstākļu ietekme – tika pētīta ar dalību novērojumu un astroķīmiskās modelēšanas pētījumos. Otrā daļa par zvaigznes veidojošu miglāju attīstību tika uzsākta 2019. gada pavasarī ar Krievijas Zinātņu akadēmijas Astronomijas institūta zinātnieka Dr. J. Pavļučenkova vizīti Ventspilī. Tam pateicoties, ir tikuši aprēķināti apjomīgi dati par starojumu, temperatūru, blīvumu un citiem fizikālajiem apstākļiem zvaigznes veidojošos miglājos (piemērs redzams 2. attēlā zemāk). Dati izmantojami astroķīmiskajos modeļos, bet attiecīgais manuskripts drīzumā tiks iesniegts publicēšanai.
2. attēls. Rādiusa samazināšanās šūnām zvaigzni veidojoša miglāja modelī. Kopā modelēti apstākļi 40000 šūnās. Šūnas, kas sasniedz rādiusu 0.0, ir iekritušas protozvaigznē.
Saskaņā ar projekta piekto uzdevumu, tika modelēta sarežģītu organisko savienojumu veidošanās protoplanetārajā diskā, aprēķinot šo vielu sadalījumu pa diska šķērsgriezumu, kas modelēts divās dimensijās 4400 telpiskajos diska punktos.
Lai gan OMG noslēdzas, astroķīmijas virziens VSRC turpinās ar jaunu projektu pieteikumu rakstīšanu un jauniem pētījumiem. Uzmanības lokā šobrīd ir gan organiskie savienojumu zvaigžņu veidošanās rajonos, gan kosmisko staru mijiedarbība ar ledu klātiem starpzvaigžņu putekļiem, gan molekulu kustība un pārveidošanās ledū uz putekļu virsmas. Šie puteklīši nozīmē vairāk kā mēs domājam, galu galā tieši tie starpzvaigžņu vidē un Protosaules miglājā radīja vielas, kas bija nepieciešamas dzīvības radīšanai uz Zemes.
Pētījums tiek realizēts Latvijas Zinātnes padomes Fundamentālo un lietišķo pētījumu projekta Nr. lzp-2018/1-0170 “Organisko vielu evolūcija zvaigžņu un planētu veidošanās reģionos” (OMG) ietvaros un ilgst 36 mēnešus. Kopējais projekta finansējums 300 000 EUR.
Dalīties ar ziņu
Citi jaunumi
