Vakar buvo paskelbti Nobelio fizikos premijos laureatai. 2019-ųjų Nobelio premija įvertinti Jamesas Peeblesas už pasiekimus fizinės kosmologijos srityje bei Michelis Mayoras ir Didier Quelozas už egzoplanetos atradimą.

J. Peeblesas daugiausia savo atradimų padarė praėjusio amžiaus 7–8 dešimtmetyje. Tuo metu Didžiojo sprogimo teorija buvo tik neseniai įveikusi konkurentą – Nuolatinio būvio Visatos modelį. Miglotai suprasta, kad Visata turėjo pradžią ir kada toji pradžia buvo. 1964 m. du jauni astronomai – Arno Penziasas ir Robertas Wilsonas aptiko iš visų dangaus pusių sklindančią mikrobangų spinduliuotę. Sužinojęs apie šį atradimą J. Peeblesas drauge su kolegomis teoretikais teisingai interpretavo jį kaip Didžiojo sprogimo „aidą“ – kosminę foninę spinduliuotę, laisvai sklindančią Visatoje nuo 380 tūkstančių metų po Visatos atsiradimo. Nors J. Peeblesas nebuvo pirmasis, teoriškai apskaičiavęs tokios spinduliuotės egzistavimą, jo indėlis buvo svarus patvirtinant šio atradimo reikšmę. 1978-aisiais A. Penziasas ir R. Wilsonas už šį atradimą gavo Nobelio premiją.

8 dešimtmetyje J. Peeblesas plėtojo Didžiojo sprogimo teoriją, ypač jos atšaką, nagrinėjančią kosminių struktūrų formavimąsi. Prieš beveik 14 milijardų metų atsiradus Visatai medžiaga joje buvo pasiskirsčiusi beveik tolygiai. Tik vėliau ėmė formuotis kosminis voratinklis – galaktikų spiečiai, galaktikos ir šiuos telkinius jungiančios retos medžiagos gijos. Mokslininko teoriniai skaičiavimai reikšmingai prisidėjo prie didėjančio supratimo apie struktūrų formavimosi spartą, jų tipinius dydžius ir kaip šios savybės siejasi su Visatos pagrindinėmis sudedamosiomis dalimis.

Mokslininko dėka supratome, kad struktūros formavimuisi būtina tamsioji materija, su įprastine sąveikaujanti tik gravitaciškai. Vėlesni stebėjimai parodė, kad Visata plečiasi greitėdama, ir prie įprastos bei tamsiosios materijos prisidėjo ir tamsioji energija – už šį atradimą 2011 m. taip pat skirta Nobelio premija.Taigi J. Peebleso moksliniai atradimai padėjo suprasti, kaip Visata atsirado, kaip ji tapo tokia, kokią matome šiandien, ir kaip ji turėtų vystytis ateityje.

Kitų Nobelio premiją šiemet gavusių mokslininkų M. Mayoro ir D. Quelozo atradimas – gerokai mažesnio masto, tačiau ne reikšmės. 1995 m. jie paskelbė atradę planetą Pegasi 51 b – pirmąją planetą, besisukančią aplink žvaigždę, panašią į Saulę. Žodis „panaši“ reiškia, kad žvaigždė yra pagrindinėje sekoje – branduolyje vykdo vandenilio sintezę į helį ir taip gamina energiją. Apie planetų už Saulės sistemos ribų egzistavimą buvo kalbėta dar tada, kai žmonės suprato, kad žvaigždės yra tokie patys objektai kaip Saulė.

Aptikti jas bandyta dar XIX a., tačiau nesėkmingai. 1988 m. rasta planeta prie žvaigždės Cefėjo Gamos A, tačiau duomenų analizės klaida nulėmė, kad planetos egzistavimas patvirtintas tik 2002-aisiais. 1989 m. aptikta žvaigždės HD 114762 kompanionė ilgą laiką buvo laikyta ne planeta, o didesniu objektu – rudąja nykštuke, tačiau 2012 m. buvo patvirtinta kaip planeta.

1992 m. patvirtintos pirmosios egzoplanetos: prie pulsaro PSR B1257+12 atrastos dvi keletą kartų už Žemę masyvesnės kompanionės. Pulsaras yra seniai mirusi žvaigždė, susitraukusi į kelių dešimčių kilometrų skersmens neutronų rutulį ir skleidžianti stiprų, siaurą, besisukantį spinduliuotės srautą. Šis atradimas nustebino astronomus, nes buvo manoma, kad supernova sprogstanti žvaigždė turėtų sunaikinti savo planetas. Atradimas tapo pavyzdžiu, kad taip nenutinka.

Vis dėlto 1995 m. atradimas yra svarbus ir išskirtinis dėl dviejų priežasčių. Pirma – jis parodė, kad prie panašių į Saulę žvaigždžių esančias planetas įmanoma aptikti. Metodas, naudotas PSR B1257+12 planetoms aptikti, nėra tinkamas į Saulę panašioms žvaigždėms atrasti, nes remiasi būtent pulsaro periodinių signalų atsklidimo variacijomis. Tuo tarpu Pegasi 51 sistemos planeta atrasta stebint, kaip juda jos žvaigždė, ir užfiksavus periodiškai pasikartojančius jos greičio pokyčius.

Šie pokyčiai reiškia, kad žvaigždė kartais artėja prie mūsų sparčiau, kartais – lėčiau, nes sukasi aplink bendrą masės centrą su planeta. Apskaičiuota planetos masė siekia bent pusę Jupiterio masės – dėl šios priežasties planeta šiuo metu oficialiai pavadinta Dimidija pagal lotynišką žodžį, reiškiantį „pusę“. Tačiau atstumas nuo planetos iki žvaigždės yra 19 kartų mažesnis nei nuo Žemės iki Saulės – mažiau nei aštuoni milijonai kilometrų. Tai yra antrasis svarbus atradimo aspektas – Pegasi 51 planetinė sistema yra visiškai kitokia nei Saulės. Dimidijos atradimas privertė pamiršti beveik visas iki šiol keltas hipotezes apie planetų formavimąsi.

Per ketvirtį amžiaus nuo M. Mayoro ir D. Quelozo atradimo egzoplanetų tyrimų sritis išaugo į vieną didžiausių ir produktyviausių astrofizikos šakų. Egzoplanetų jau žinome daugiau nei 4000, skaičiuojama, kad jų Paukščių Take turėtų būti daugiau nei žvaigždžių. Saulės sistema yra tik viena iš daugelio ir gana neįprasta. Planetų formavimosi ir jų sistemų evoliucijos modeliai padeda paaiškinti, kaip iš dulkių ir dujų disko prie jaunos žvaigždės susiformuoja uoliniai it dujiniai rutuliai, kuriuose kartais gali užsimegzti ir gyvybė. Tyrinėdami kosmosą geriau susipažįstame ir su savo pačių planetos kilme bei gyvenimu.

Pabaigoje – įdomioji statistika. Per pastarąjį dešimtmetį du kartus Nobelio fizikos premija skirta už astronominius atradimus: be šių metų, 2011-aisiais už greitėjančio Visatos plėtimosi atradimą. Dar du kartus Nobelio premija skirta už atradimus, glaudžiai susijusius su astrofizika: 2017 m. už gravitacinių bangų ir 2015 m. už elementariųjų dalelių neutrinų svyravimų atradimą. Astrofizika tampa viena iš pagrindinių fizikos mokslo sričių, plečiančių mūsų supratimą apie Visatą, fundamentalias jos erdvės ir sandaros savybes, planetų įvairovę ir kitus savaip įdomius aspektus.