Attēla kredīts: Habls
Kalifornijas universitātes zinātnieki, kas strādā Los Alamos Nacionālajā laboratorijā, ir ierosinājuši jaunu teoriju, lai izskaidrotu milzīgo enerģijas lauku kustību milzu radio galaktikās (GRG). Teorija varētu būt pamats pilnīgi jaunai izpratnei par veidiem, kā kosmiskie stari un to paraksta radioviļņi izplatās un pārvietojas starpgalaktiskajā telpā.
Šajā mēnesī publikācijā The Astrophysical Journal Letters zinātnieki skaidro, kā magnētiskā lauka atkārtota savienošana var būt atbildīga par relativistisko elektronu paātrināšanos lielos starpgalaktiskos apjomos. Tas ir, lādētu daļiņu kustība telpā, kuras sākotnēji baro ar masīviem melniem caurumiem.
"Ja mūsu izpratne par šo procesu ir pareiza," saka Los Alamos astrofiziķis Filips Kronbergs, "tas varētu būt paradigmas maiņa pašreizējā domāšanā par GRG un kosmisko staru būtību."
Pētnieki joprojām pilnībā neizprot, kāpēc notiek atkārtots magnētiskā lauka savienojums, taču tas ir daudz zināms: dziļākai mehānisma izpratnei šeit varētu būt svarīgas pielietošanas iespējas uz Zemes, piemēram, magnētiskās slēgšanas sistēmas izveidošana kodolsintēzes enerģijas reaktoriem.
Ja Los Alamos zinātnieku teorija ir pareiza, atklājumam ir arī plašas astrofiziskas sekas. Tas nozīmē, ka magnētiskā lauka atkārtota savienošana vai kāds cits ļoti efektīvs enerģijas pārveidošanas process no lauka uz daļiņām varētu būt galvenais visu ekstragalaktisko radio avotu avots, un, iespējams, arī noslēpumainās “īpaši augstas enerģijas kosmisko staru daļiņas”.
Milzu radio galaktikas ir plaši debess objekti, kas izstaro nepārtrauktu radioviļņu garumu, kas nosakāms ar radioteleskopiem, piemēram, ļoti lielajā blokā Socorro, NM. Izmantojot visaptverošus datus par septiņām lielākajām Visuma radio galaktikām, kas apkopotas pēdējo divu desmitgažu laikā, pētnieki varēja izpētīt kosmisko staru enerģijas laukus, kas tiek izraidīti no GRG centriem - kuros gandrīz noteikti ir supermasīvi melnie caurumi - uz āru, līdz pat dažiem miljoniem gaismas gadu, uz intergalaktisko telpu (1 gaismas gads = 5 900 000 000 000 jūdzes).
Los Alamos pētnieki secināja, ka šo milzu radio galaktiku lielais enerģijas saturs, to lielās sakārtotās magnētiskā lauka struktūras, spēcīgu liela mēroga triecienu neesamība un ļoti zems iekšējais gāzes blīvums norāda uz tiešu un efektīvu magnētiskā lauka pārveidošanu. daļiņu enerģijai procesā, ko astrofiziķi sauc par magnētiskā lauka atkārtotu savienojumu. Magnētiskā lauka atkārtota savienošana ir process, kurā magnētiskā lauka līnijas savienojas un izzūd, pārveidojot lauka enerģiju daļiņu enerģijā. Atkārtota savienošana tiek uzskatīta par galveno procesu saules koronā, lai ražotu saules signālraķetes, un kodolsintēzes eksperimenta ierīcēs, ko sauc par tokamakiem. Tas notiek arī mijiedarbībā starp Saules vēju un Zemes magnētisko lauku un tiek uzskatīts par galveno magnetosfēras vētru cēloni.
Pētījumā tika noteikts, ka kopējā enerģijas satura mērījumos vismaz vienā no šīm milzu radio galaktikām - kuras centrā, domājams, ir melnais caurums, kuras masa ir vienāda ar 100 miljoniem reižu nekā mūsu saulei - bija 10 61 ergs. Ergs ir enerģijas mēraukla, kurā viens ergs ir enerģijas daudzums, kas vajadzīgs, lai paceltu vienu svara gramu viena centimetra attālumā. Šis 10 61 ergs enerģijas līmenis ir vairākas reizes lielāks nekā termoelektrostacijas enerģija, ko varētu atbrīvot visas galaktikas zvaigznes, piedāvājot pētniekiem būtisku pierādījumu, ka izmērītās enerģijas avots nevar būt tipiska saules saplūšana vai pat supernovas.
Papildus augstajam enerģijas saturam, lielajai, sakārtotajai magnētiskā lauka struktūrai un spēcīgu liela mēroga triecienu neesamībai - piemēram, tādiem, kas varētu rasties no supernovas eksplozijas - zinātniekiem tika likts domāt, ka magnētiskā lauka atkārtotas savienošanas process ir darbā.
Papildus Kronbergam šī teorija ir Los Alamos zinātnieku Stirlinga Kolgate, Hui Li un Kventina Duftona darba rezultāts. Pētījumu finansēja no Los Alamos laboratorijas vadītās pētniecības un attīstības (LDRD) finansējuma. LDRD finansē pamatpētījumus un lietišķos pētījumus un attīstību, koncentrējoties uz radošām koncepcijām, kuras izvēlētas pēc laboratorijas direktora ieskatiem.
Los Alamos Nacionālo laboratoriju Kalifornijas Universitāte pārvalda ASV Enerģētikas departamenta Nacionālajai kodoldrošības pārvaldei (NNSA), un tā darbojas sadarbībā ar NNSA Sandijas un Lawrence Livermore nacionālajām laboratorijām, lai atbalstītu NNSA tās misijā.
Los Alamos palielina globālo drošību, nodrošinot drošību un uzticēšanos ASV kodolmateriālu uzkrājumiem, izstrādājot tehnoloģijas masu iznīcināšanas ieroču radīto draudu samazināšanai un uzlabojot aukstā kara mantojumu vides un kodolmateriālu jomā. Los Alamos spējas palīdz tautai risināt enerģijas, vides, infrastruktūras un bioloģiskās drošības problēmas.
Oriģinālais avots: Los Alamos Nacionālās laboratorijas jaunumu izlaidums
