Projekta nosaukums: Kosmisko staru izraisītas starpzvaigžņu putekļu sasilšanas ķīmiskās sekas.

Projekta identifikācijas Nr. 1.1.1.2/VIAA/1/16/194

Projekta akronīms: KSS

Projekts tiek veikts Eiropas Reģionālā attīstības fonda (ERAF) darbības programmas “Izaugsme un nodarbinātība” 1.1.1. specifiskā atbalsta mērķa “Palielināt Latvijas zinātnisko institūciju pētniecisko un inovatīvo kapacitāti un spēju piesaistīt ārējo finansējumu, ieguldot cilvēkresursos un infrastruktūrā” 1.1.1.2. pasākuma “Pēcdoktorantūras pētniecības atbalsts” projekta “Atbalsts pēcdoktorantūras pētniecības īstenošanai, vienošanās Nr.1.1.1.2/16/I/001” ietvaros.

Projekta izpildes termiņš: 01.01.2018.-31.12.2020.

Projekta vadošais pētnieks: Juris Kalvāns, Dr. phys.

Projekta finansējums:

Kopējās apstiprinātās izmaksas ir 133 805,88 EUR un tās tiek finansētas no šādiem finanšu avotiem:

• Eiropas Reģionālās attīstības fonda finansējuma – 113 734,99 EUR apmērā, kas ir 85.0% no kopējām attiecināmajām izmaksām;
  
• valsts budžeta finansējuma – 13 380,58 EUR apmērā, kas ir 10.0% no kopējām attiecināmajām izmaksām;
  
• Ventspils Augstskolas finansējuma – 6 690,31 EUR apmērā, kas ir 5.0% no kopējām attiecināmajām izmaksām.
  

Projekta īss apraksts un mērķis:

Projekts paredzēts kā nesaimniecisks fundamentāls pētījums, mērķēts uz zinātnisku izcilību un pieteicēja J. Kalvāna zinātniskās darbības prasmju vairošanu. Tas tiks ieviests Ventspils Augstskolas (VeA) Inženierzinātņu institūtā “Ventspils Starptautiskais radioastronomijas centrs” (VSRC).

Projekta mērķis ir izveidot datubāzes kas precīzi apraksta kosmisko staru (KS) izraisītu starpzvaigžņu putekļu graudiņu sasilšanu un atdzišanu. Šobrīd astroķīmijā izmantotais šo procesu apraksts ir ļoti aptuvens, neņemot vērā KS enerģijas spektra izmaiņas starpzvaigžņu miglājos un citus aspektus. Detalizētos aprēķinos iegūto datu astrofizikālā nozīme tiks novērtēta ar astroķīmijas simulācijām. Projektā tiks turpināts nesen VeA uzsāktais zinātniskais darbs. Tas starpdisciplinārs – saistīts ar fizikas un ķīmijas nozarēm. Pēcdoktorants gūs vērtīgu treniņu ar fiziku saistītos starptautiskas sadarbības pētījumos. Projekta partneri ir Maksa Planka Ārpuszemes fizikas institūts (Vācija) un Virdžīnijas Universitātes Ķīmijas departaments (ASV).

Paveiktais

2020. gada 1. oktobris – 31. decembris.

Projekta pēdējais ceturksnis aizvadīts, drudžainā darbā mēģinot paspēt paveikt pēc iespējas vairāk plānoto darbu pirms projekta noslēguma. No amerikāņu zinātniskā žurnāla The Astrophysical Journal (ApJ) tika saņemta atbilde par iesniegto 2.3. dabības manuskriptu, kas šoreiz nezkāpēc sastāvēja no divu recenzentu ziņojumiem; līdz šim vienmēr šādus rakstus bija recenzējis viens. Gatavojot atbildi recenzentiem un prasītos labojumus manuskriptā, tika mazliet koriģēta arī pati astroķīmijas programma Alchemic-Venta, kura izmantota pētījumā. Atklājās, ka programmā ir iesprukusi būtiska kļūda, dēļ kuras iepriekšējie rezultāti ir pilnīgi nepareizi. Kļūdas dēļ programmā ticis pieņemts daudzkārt lielāks starpzvaigžņu starojuma līmenis. To izlabojot atklājās, ka programma vairs neuzrāda “silto oglekļa ķēžu ķīmijas” (Warm carbon-chain chemistry, WCCC) aktivitāti modelētajā zvaigzni veidojošajā kosmiskajā miglājā – bet tieši WCCC izcelsme ir šī pētījuma objekts!

Tika veikti apjomīgi aprēķini, mainot dažādus programmas parametrus, līdz beidzot atklājās, ka WCCC vajadzīgs pazemināts modelētā starpzvaigžņu miglāja blīvums. Dēļ dažādajiem lielākiem un mazākiem labojumiem programmā iegūtie rezultāti bija būtiski atšķirīgi un, domājams, daudz ticamāki par sākotnējiem, dēļ kā vajadzēja labot manuskripta metodikas sadaļu un gandrīz pilnīgi pārrakstīt rezultātu sadaļu. Papildus, tika veikti aprēķini, lai parādītu, kā WCCC izcelšanos ietekmē izmaiņas starpzvaigžņu fotonu un kosmisko staru intensitātē. Labotais manuskripts tika atkal iesniegts ApJ 2021. gada 1. janvārī.

Neparedzēti ilgais darbs 2.3. darbībā aizkavēja Projekta 3. darbību, daļēji nobīdot to uz Projekta pēcuzraudzības periodu. Laikā starp 2.3. manuskripta iesniegšanu un recenzentu ziņojuma saņemšanu tika strādāts pie 3. darbības, kas paredz aprēķināt temperatūru un enerģiju ledainiem putekļiem starpzvaigžņu miglājos. Tika izveidota pamata aprēķinu veikšanas procedūra, balstoties uz 1.1. darbībā izmantoto algoritmu. Aprēķinu procedūrā saplūst rezultāti arī no Projekta astroķīmiskās modelēšanas darbībām 1.2 un 2.3, kā arī citu zinātnieku publicētie starpzvaigžņu ledus novērojumu dati. Bez citām atšķirībām no 1.1, 3. darbība aplūko putekļus, kas sastāv no dažādu vielu maisījuma. Putekļa cietajā kodoliņā kā galvenās sastāvdaļas ietilpst silikātu iezis olivīns un ogleklis, kamēr ledus slānītis uz putekļa virsmas pamatā sastāv no ūdens, oglekļa monoksīda un oglekļa dioksīda cietā veidā. Šīm visām vielām vajadzēja aprēķināt, cik daudz enerģijas tajās atstāj dažādu veidu enerģētiskās kosmisko staru daļiņas, kā arī līdz kādai temperatūrai šī atstātā enerģija pacels noteikta izmēra putekļa temperatūru; t.i. vajadzēja zināt putekļa siltumkapacitāti.

Galu galā tika izveidots pilnvērtīgs aprēķinu algoritms, kas no jau ir ticis pielietots publicējamo datu iegūšanai. Šis darbs vēl turpinās un visu 3. darbību plānots nobeigt 2021. gada pirmajā pusē.

Informācija publicēta: 25.01.2021.

2020. gada 1. jūlijs – 30. septembris.

Vienpadsmitais ceturksnis aizvadīts, turpinot līdz šim interesantāko pētījumu projektā, kurā tiek skaidrota oglekļa ķēžu izcelsme protozvaigznēs. Lai gan aptuvenie rezultāti bija jau iegūti iepriekšējā ceturksnī, tagad tika veikts liels darbs, astroķīmijas aprēķinu programmā ieviešot sīkākus un lielākus labojumus, veicot pārrēķinus un atkal interpretējot iegūtos rezultātus, lai ar fizikāli korektu modeli iegūtu datus, kas pēc iespējas skaidri parāda oglekļa ķēžu izcelsmi. Noskaidrots, ka ar oglekļa ķēdēm bagātās protozvaigznēs šie savienojumi radušies jau pirms zvaigznes dzimšanas, t.i., tie nav rezultāts ķīmiskiem procesiem, kurus ierosinājusi zvaigznes izstarotā enerģija. Pirms-zvaigznes stadijā izveidojušās ķēdes, radušās lielā daudzumā intensīva starpzvaigžņu starojuma ietekmē, ir īsi pirms zvaigznes dzimšanas ir pārdzīvojušas ļoti aukstu miglāja attīstības fāzi, kurā tās izsalušas uz starpzvaigžņu putekļu virsmas. Pēc šīs fāzes radušās protozvaigznes enerģija kalpo, lai oglekļa ķēdes iztvaicētu vai arī ar starojuma fotonu triecieniem izsistu no putekļu virsmas. Līdz ar to oglekļa ķēdes nonāk gāzes stāvoklī, kur tās ir novērojamas ar radioteleskopiem.

Interesanti, ka zvaigznes veidojoši miglāji, kuri nav tikuši intensīvi apstaroti, protozvaigznes stadijā savas oglekļa ķēdes ražo in situ, uz vietas, kā tas ir paredzēts esošajā teorijā par oglekļa ķēžu bagātu zvaigžņu rašanos. Pēc mūsu pētījuma rezultātiem “in situ” mehānisms šādām protozvaigznēm tomēr nav galvenais, līdz ar to radot pamatojumu būtiskām izmaiņām esošajā teorijā.

Augstāk aprakstītais pētījums aizņēma daudz laika, tā manuskripts amerikāņu zinātniskajam žurnālam The Astrophysical Journal tika iesniegts tikai septembrī, līdz ar to apmēram par mēnesi pārtērējot 2.3. darbībai paredzēto laiku. Tālab tagad ir tikusi steidzīgi uzsākta projekta pēdējā darbība Nr. 3. Tajā atgriežamies divarpus gadus senā pagātnē, tiešā veidā turpinot projekta pašā pirmajā, 1.1. darbībā veikto pētījumu par kosmisko staru mijiedarbību ar starpzvaigžņu putekļiem.

Laba ziņa ir, ka septembrī Eiropas galvenajā astronomijas nozares žurnālā Astronomy & Astrophysics oficiāli iznāca jau ceturtā zinātniskā publikācija projektā, kas apraksta 2.2. darbībā veikto pētījumu. Tās latviskais nosaukums ir “Starpzvaigžņu putekļu atdzišana iztvaikojot II. Svarīgākie parametri”, autori J. Kalvāns un J. R. Kalniņš. Līdz ar to projekts jau šobrīd uzskatāms par ļoti ražīgu; kopā tajā ir plānotas sešas publikācijas.

Informācija publicēta: 16.10.2020.

2020. gada 1. aprīlis – 30. jūnijs

Desmitais ceturksnis zīmīgs ar uzsākto pētījumu, kurā tiek izmantotas visā līdzšinējā projektā gūtās teorētiskās zināšanas lai izskaidrotu reālu astrofizikālu problēmu – siltu oglekļa ķēžu savienojumu novērojumus miglājos, kuros veidojas jaunas zvaigznes. Skaidrībai, “silts” astroķīmijas izpratnē nozīmē dažus desmitus grādu virs absolūtās nulles (jeb aukstāks par -200°C), kamēr ar oglekļa ķēdēm tiek saprasti tādi savienojumi kā C2H, C4H, HC5N un citi. Lai gan oglekļa ķēžu ķīmiskais veidošanās ceļš šajos objektos ir skaidrs, šobrīd trūkst izpratnes, kālab dažu protozvaigžņu apkaimē šādi savienojumi tiek novēroti bet vairumam ne. Pētījumos tika izvirzīta hipotēze, ka siltu oglekļa ķēžu parādīšanos izraisa objekta pastiprināts apstarojums ar kosmiskajiem stariem. Hipotēze tika apstiprināta, taču ar piebildi, ka liela loma arī ir starpzvaigžņu vidē esošajam ultravioletajam starojumam, kas spēj sašķelt stabilas molekulas, veicinot ķīmisko daudzveidību. Turpinās darbs pie pētījumos izmantotās astroķīmiskās programmas pilnveides, rezultātu zinātniskās izskaidrošanas un, galu galā, zinātniskās publikācijas rakstīšanas.

Ražīgas un veiksmīgas bijušas arī citas tekošās aktivitātes. Saistībā ar iepriekš iesniegto rakstu “Ledainu starpzvaigžņu putekļu atdzišana iztvaikojot. II. Būtiskie parametri” veikta saziņa ar žurnālu Astronomy & Astrophysics, rakstā izlabotas recenzenta norādītās vietas un 22. jūnijā tas tika akceptēts publicēšanai. Izmantojot Covid-19 pandēmijā radušās iespējas, kad zinātniskās konferences pēkšņi sāka notikt attālināti, īsā laika posmā projekta īstenotājs J. Kalvāns piedalījās jau divās – amerikāņu organizētajā “Astrochemical Frontiers”, kā arī Eiropas Astronomijas biedrības 2020. gada sanāksmē. Beidzoties karantīnas apstākļiem, jūnijā noturēts arī sen plānotais VeA seminārs par projekta gaitu.

Informācija publicēta: 24.07.2020.

2020. gada 1. janvāris – 31. marts

KSS projekta devītais ceturksnis pārsvarā pagāja komandējumā Vācijā, Covid-19 pandēmijas draudu ēnā. No 13. janvāra pēcdoktorants J. Kalvāns atradās zinātniskajā vizītē Garhingā, Maksa Planka Ārpuszemes fizikas institūta (MPE) Astroķīmisko pētījumu centrā (CAS). Vizītes laikā tika nobeigta projekta iekavētā 2.2. darbība par atdzišanas īpatnībām pēkšņi sakarsušam starpzvaigžņu puteklim. 8. martā žurnālam “Astronomy & Astrophysics” iesniegts manuskripts ar virsrakstu “Ledainu starpzvaigžņu putekļu atdzišana iztvaikojot. II. Būtiskie parametri” (autori J. Kalvāns un J. R. Kalniņš). Pētījumā tika aplūkota dažāda izmēra un sastāva sakarsušu puteklīšu atdzišana, kad no tiem iztvaiko gaistošas molekulas.

Uzsākta projekta 2.3 darbība, kas tika ieplānota nevis sākotnējā projekta pieteikumā, bet gan tā galvenajā atskaites dokumentā – vidusposma ziņojumā. Šī darbība vienā pētījumā apvienos lielu daļu no visā līdzšīnējā projektā izpētītās informācijas, gūtās pieredzes un sarēķinātajiem datiem. Tās mērķis ir noteikt specifisku starpzvaigžņu objektu – ar oglekļa ķēdēm bagātu jaunu zvaigžņu gāzu-putekļu apvalku – izcelsmes saistību ar kosmisko staru izraisītu putekļu uzkaršanu un tam sekojošu ledus molekulu iztvaikošanu, pārejot gāzes fāzē. Šim pētījumam februārī-martā tika veikta nepieciešamā literatūras apzināšana un izpēte, kā arī uzsākta astroķīmiskā modeļa “Alchemic-Venta” pielāgošana plānotajiem aprēķiniem.

J. Kalvāna atgriešanās no zinātniskās vizītes notika pēc plāna, 13. martā, kas izrādījās tikai dažas dienas pirms Latvijas u.c. valstu robežu slēgšanas pandēmijas ierobežošanai. Darbs tika turpināts mājās, pašizolācijā. Pandēmijas dēļ ir tikušas atceltas vai pārceltas daudzas zinātniskās konferences un darbs Ventspils Augstskolā noris attālināti, apgrūtinot projekta plāna izpildi. Citu nodevumu starpā, plāns paredzēja zinātnisku semināru VeA un dalību vēl vienā astroķīmijas konferencē. Šos nodevumus var nākties pārcelt vai vispār atcelt nepārvaramas varas apstākļu dēļ.

Informācija publicēta: 15.04.2020.

2019. gada 1. oktobris – 31. decembris

Astotais ceturksnis aizvadīts intensīvā zinātniskajā darbā. 2.1. darbībā panākta jau trešā zinātniskā raksta akceptēšana projektā, šoreiz Eiropas augsta līmeņa astronomijas zinātniskajā žurnālā Astronomy & Astrophysics. Raksts par starpzvaigžņu putekļu atdzišanu, iztvaikojot gaistošu vielu molekulām no putekļa virsmas, tika izstrādāts un iesniegts žurnālam iepriekšējos projekta ceturkšņos; šajā ceturksnī tas tika izlabots atbilstoši recenzenta ieteikumiem. 5. decembrī tika saņemta ziņu par manuskripta pieņemšanu publicēšanai. Pētījumu tematika par ledainu uzkarsētu puteklīšu atdzišanu tika turpināta arī projekta tekošajā 2.2. darbībā. Pēc procesa vispārējo parametru izpētes minētajā 2.1. rakstā, nākamais pētījums pievēršas dažiem svarīgākajiem šīs problēmas aspektiem - iztvaikojušo molekulu skaita atkarībai no puteklīša materiāla, no absorbētā ūdeņraža daudzumam ledus slānītī uz putekļa, kā arī no putekļa izmēra. Atbilstoši šīm vajadzībām veikti nepieciešamie izveidotās programmas TCOOL uzlabojumi, kā arī daļēji jau uzrakstīts pētījuma manuskripts. Uzlabojot programmu, tika atklātas divas aprēķināšanu kļūdas, kas veiksmīgā kārtā viena otru atcēla, līdz ar to neprasot izmaiņas 2.1. pētījuma rezultātos. 2.2. darbības pētījumu pabeigt paredzētajā termiņā (2019. g.) gan nav izdevies, jo daudz laika tika patērēts saistībā ar komandējumu ASV. Bez tam radušies interesanti zinātniski sarežģījumi saistībā ar putekļu materiāla siltumkapacitātes aprēķināšanu. Tie tiek risināti sadarbībā ar projekta konsultantu no VeA prof. Juri Robertu Kalniņu. Par projektu un tā zinātnes nozari astroķīmiju aktīvi tika informēta vietējā astronomiski orientētā publika. Vispirms 4. oktobrī J. Kalvāns zinātniskajā seminārā citiem VSRC astronomiem atskaitījās par zinātnisko vizīti Virdžīnijas Universitātē ASV un pēcdoktorantūras projekta gaitu. Populārzinātniskā prezentācijā Latvijas Astronomijas biedrība 4. decembrī tika informēta par astrofiziku un astroķīmiju VSRC. Visbeidzot 17. decembrī Ventspils Augstskolas Ziemassvētku konferences dalībniekiem tik ziņots par jaunumiem pētnieciskajā darbā projekta ietvaros – molekulu iztvaikošanu no ledainiem starpzvaigžņu putekļiem.

Informācija publicēta: 16.01.2020.

2019. gada 1. jūlijs – 30. septembris

Nozīmīgākais notikumus projekta septītajā ceturksnī bija pēcdoktoranta J. Kalvāna zinātniskā vizīte uz Virdžīnijas Universitāti ASV Virdžīnijas štata pilsētiņā Šarlotsvilā augustā un septembrī. Jūlijā notika gatavošanās šim pirmajam garajam braucienam, tika iesniegts projekta vidusposma ziņojums, kā arī žurnālam “Zvaigžņotā debess” iesniegts raksts ar sākotnējo nosaukumu “Kosmiskie stari darbībā”.

Pēc vairākkārtējas pārlasīšanas un dažādiem labojumiem žurnālam Astronomy & Astrophysics augustā tika beidzot iesniegts 2.1. darbības pētījuma raksts, kas sākotnēji bija gatavs jau jūnijā. Liekas, ka rūpīgais darbs pie teksta ir atmaksājies, jo recenzentam bija radušies tikai pāris iebildumi par rakstā sniegto informāciju. Raksta nosaukums latviski ir “Starpzvaigžņu putekļu atdzišana iztvaikojot” [sasalušu gāzu molekulām uz putekļa virsmas].

Komandējums Virdžīnijā tika aizvadīts produktīvā darbā. Tika uzsākts darbs projekta 2.2. darbībā, pielāgojot iepriekšējā 2.1. darbībā izveidoto programmu TCOOL jauna, plašāka pētījuma vajadzībām, uzlabojot aprēķinu precizitāti un mazinot datu apjomu, kas pirms lietošanas programmā jāievada manuāli.

Bez tiešajiem projektā veicamajiem pienākumiem J. Kalvāns dalījās zināšanās par projekta pētījumu tematiku – kosmisko staru mijiedarbību ar starpzvaigžņu putekļiem – ar profesora Erika Herbsta zinātnisko pētījumu grupu, kura Virdžīnijas Universitātes Ķīmijas departamentā bija vizīti uzņemošā puse.

1. attēls. Atdzišanas temperatūras līkne putekļiem, kas klāti ar starpzvaigžņu ledu. Uz vertikālās ass – putekļa temperatūra, kelvina grādos (K), uz horizontālās ass – laiks (piemēram, 1E-9 nozīmē 10-9 s). Dažādas putekļu sākotnējās temperatūras (K) norādītas pie līknēm. Putekļu atdzišana rēķināta līdz 10 K temperatūrai.

2. attēls. Aprēķinātais iztvaikojušo molekulu kopskaits modeļa simulācijām ar dažādām putekļa sākuma temperatūrām 100-20 K robežās. Pie 20 K iztvaikošana nav novērojama, bet pie 100 K mazlit ir spējis iztvaikot oglekļa dikosīds CO2, kas citās simulācijās nenotiek.

Informācija publicēta: 16.06.2019.



2019. gada 1. janvāris – 31. marts

Otrais projekta gads uzsākts ar izstrādi programmai, ar kuras palīdzību var izsekot sakarsēta apledojuša starpzvaigžņu putekļa atdzišanas procesam, vienlaikus aprēķinot arī no tā iztvaikojušo gaistošo molekulu skaitu. Šāds strādājošs modelis tika izstrādāts mēneša laikā, pirmos rezultātus ziņojot Latvijas Universitātes 77. zinātniskās konferences Astronomijas sekcijā februārī. Līdztekus darbojāmies arī, lai novestu līdz galam palikušās “astes” no projekta iepriekšējās darbības – saņemtais recenzenta ziņojums par astronomijas žurnālā MNRAS decembrī iesniegto zinātniskās publikācijas manuskriptu prasīja ievērojami pārlabot manuskriptu un arī mazliet koriģēt astroķīmiskos aprēķinus pētījuma pamatā. Marta mēnesis atkal tika aizvadīts klusā, intensīvā zinātniskā darbā, putekļu dzesēšanas programmai pievienojot arvien jaunus un sarežģītākus elementus, kas šo programmu kopumā dara fizikāli precīzāku.

Informācija publicēta: 25.04.2019.

2018. gada 1. oktobris – 31. decembris

Projekta pirmā gada pēdējā ceturksnī nobeigts un Apvienotās Karalistes astronomijas žurnālam “Monthly Notices of the Royal Astronomical Society” tika iesniegts raksts – projekta 1.2. apakšdarbības rezultāts. Kā iepriekš minēts, tajā ar datormodeļa palīdzību aplūkota kosmisko staru izraisītas putekļu sildīšanas (līdz dažādām temperatūrām) ietekme uz starpzvaigžņu miglāju sastāvu.

Ar novembri uzsākām jaunu, otro, darbību, kas starpzvaigžņu putekļu un kosmisko staru mijiedarbību aplūko no citas puses. Tajā tiek pētīta putekļa atdzišana, kas notiek pēc tam, kad abu daļiņu sadursmē puteklis ir uzkarsis. Atdzišanai iespējami divi mehānismi – vai nu lieko enerģiju izstarojot fotonu veidā, vai arī to aiznes no putekļa iztvaikojošas molekulas. Atdzišanas veids, kas ir dominējošs apstākļos uz Zemes – siltuma enerģiju atdodot gaisa molekulām – starpzvaigžņu vidē nav iespējams, jo dēļ augstā retinājuma gāzes molekulu sadursmes ar putekļiem notiek ļoti reti.

Kamēr atdzišanai, kas notiek puteklim izstarojot fotonus, ātrums ir samērā viegli aprēķināms, putekļu atdzišana, iztvaikojot uz to virsmas adsorbētām molekulām, ir maz pētīta un nav vienkāršs uzdevums. Adsorbētās starpzvaigžņu molekulas (sasalušas gāzes) uz putekļu virsmas veido ledus slānīti. Ne visas no šādā starpzvaigžņu ledū ietilpstošajām molekulām ir gaistošas un spēj attiecīgajā temperatūrā (līdz 100 grādi virs absolūtās nulles) un laika sprīdī (ne vairāk kā pāris sekundes) atrauties no putekļa virsmas, aiznesot daļiņu kopējās enerģijas. Ūdens, ogļskābās gāzes un amonjaka molekulas (H2O, CO2 un NH3) šajos apstākļos ir negaistošas un tikai traucē iztvaikošanu gaistošajām slāpekļa, skābekļa, oglekļa monoksīda un metāna molekulām (N2, O2, CO un CH4). Katrai no molekulām ir sava raksturīgā iztvaikošanas enerģija. Bez tam iztvaikot var tikai molekulas uz ārējās virsmas, zemvirsmas molekulām jāgaida, kad tās atsegs virsējo slāņu izzušana. Šie faktori tad arī nosaka putekļa atdzišanas tempu, kam aprēķina programma tiks izstrādāta projekta turpinājumā.

Visbeidzot, priecīgākā vēsts šajā ceturksnī ir projekta 1.1. darbības pētījuma “materializēšanās” – novembrī ASV zinātniskajā žurnālā “The Astrophysical Journal Supplement Series” (ApJS) iznāca publikācija par starpzvaigžņu putekļu un kosmisko staru mijiedarbību, kas tapusi šajā darbībā. ApJS ir viens no vadošajiem astrofizikas žurnāliem pasaulē.

Informācija publicēta: 02.01.2019 .

2018. gada 1. jūlijs – 30. septembris

Šajā ceturksnī projektā tika uzsākta jauna darbība, kurā iepriekš, 1.1. darbībā iegūtie rezultāti par to, cik bieži kosmisko staru daļiņas uzkarsē starpzvaigžņu putekļus, tika ievietoti un pielietoti astroķīmiskā modelī. Šādi datormodeļi tiek izmantoti, lai atveidotu un pētītu ķīmiskos (un ar to palīdzību arī fizikālos) procesus miglājos starpzvaigžņu vidē un zvaigžņu veidošanās rajonos – visur, kur kosmosā sastopamas molekulas. Modelis ietver atbilstošu fizikālās vides aprakstu (šajā gadījumā – blīva miglāja kodolu, kas lēnām kolapsējis pats sava svara ietekmē), kurā notiek ķīmiskie procesi – atomu, molekulu un jonu savstarpējas reakcijas, molekulu sadalīšanās starpzvaigžņu starojuma ietekmē (ultravioletie fotoni un kosmiskie stari), un savienojumu nosēšanās uz starpzvaigžņu putekļu virsmas, kur tie turpina reaģēt, izveidojot ledus slānīti. Tieši uz šo slānīti iedarbojas kosmisko staru izraisīta putekļu sasilšana. Ar astroķīmisko modeli tika pētīts, kuras putekļu temperatūras (sasilšanas režīmi) kādā mērā iedarbojas uz putekļiem, izraisot dažādu molekulu iztvaikošanu un citus procesus. Konstatēts, ka putekļu sasildīšana 40 grādus virs absolūtās nulles ir pietiekama, lai masveidā izraisītu oglekļa monoksīda CO iztvaikošanu (parastā starpzvaigžņu putekļu temperatūra ir ap 10 grādi virs absolūtās nulles), izraisot nozīmīgas izmaiņas miglāju ķīmiskajā sastāvā. Šī pētījuma publikācijas manuskripts šobrīd atrodas gatavošanas stadijā.

Informācija publicēta: 01.10.2018.

2018. gada 1. aprīlis – 30. jūnijs

Ceturksnī pēcdoktorants turpināja un pabeidza projekta 1.1. darbību “Kosmisko staru izraisīta pilnīga putekļu sasilšana tumšos miglāju kodolos”. Lielākā daļa tiešā pētnieciskā darba bija jau pabeigta, un tagad tie tika aprakstīti zinātniskās publikācijas manuskriptā. Rezultātu vizualizācijai arī sagatavoti desmitiem attēlu. Kā tas bieži gadās, rezultātu interpretācijas gaitā atrasta kļūda, kā dēļ daļu no apjomīgajiem aprēķiniem nācās veikt atkārtoti. Veikts arī salīdzinājums ar iepriekš publicētiem datiem par starpzvaigžņu putekļu un kosmisko staru mijiedarbību.

No 2. līdz 4. maijam pēcdoktorants piedalījās starptautiskā zinātniskā konferencē “Kosmiskie stari: sāls zvaigžņu veidošanas receptē” par astroķīmijas un kosmisko staru tematiku ar diviem ziņojumiem, kas apkopoja projektā padarīto un iepriekš veiktos pētījumus.

Informācija publicēta: 02.07.2018

2018.gada 1.janvāris – 2018.gada 31. marts

Pirmajā darbības ceturksnī atbilstoši projekta plānam tika aprēķināts, cik bieži kosmiskie stari saduras ar putekļiem un cik daudz enerģijas tie putekļiem atdod. Tas ietvēra kosmisko staru spektra aprēķināšanu kosmiskajiem miglājiem ar dažādu starpzvaigžņu gāzes saturu, kā arī aprēķinus, lai raksturotu kosmisko staru daļiņu mijiedarbību ar putekļu vielu. Putekļi aprakstīti kā minerālu olivīna graudiņi, kas pārklāti ar ūdens un oglekļa oksīdu ledus slānīti. Iegūti un apkopoti apjomīgi dati, kuri turpmākajos mēnešos tiks interpretēti un kalpos par pamatu zinātniskai publikācijai. Projekta uzsākšanas otrajā mēnesī publicēta preses relīze par projekta uzsākšanu. 23. februārī dalība Latvijas Universitātes 76. Zinātniskajā konferencē ar mutisku referātu “Kosmiskie stari silda putekļus: kā tas ietekmē starpzvaigžņu miglāju sastāvu?”

Informācija publicēta: 02.04.2018