Obrazový kredit: Hubble
Vědci z University of California, pracující v Los Alamos National Laboratory, navrhli novou teorii vysvětlující pohyb obrovských energetických polí v obřích rádiových galaxiích (GRG). Teorie by mohla být základem pro zcela nové pochopení způsobů, kterými kosmické paprsky - a jejich rádiové vlny s podpisem - propagují a cestují mezigalaktickým prostorem.
V příspěvku zveřejněném tento měsíc v The Astrophysical Journal Letters vědci vysvětlují, jak může být opětovné připojení magnetického pole zodpovědné za zrychlení relativistických elektronů ve velkých mezigalaktických objemech. To znamená pohyb nabitých částic v prostoru, které jsou původně poháněny masivními černými dírami.
"Pokud je naše chápání tohoto procesu správné," říká astrofyzik Los Alamos Philipp Kronberg, "mohlo by to být paradigmatickým posunem v současném myšlení o povaze GRG a kosmických paprsků."
Vědci stále ještě plně nechápou, proč dochází k opětovnému připojení magnetického pole, ale to je známo: hlubší porozumění mechanismu by zde mohlo mít na Zemi důležité aplikace, jako je vytvoření systému magnetického omezení pro reaktory s fúzní energií.
Pokud je teorie vědců Los Alamos správná, objev má také rozsáhlé astrofyzikální důsledky. To znamená, že opětovné připojení magnetického pole nebo nějaký jiný vysoce účinný proces přeměny energie z pole na částice by mohl být hlavním zdrojem všech extragalaktických rádiových zdrojů a možná také záhadných „částic vysoce kosmického záření s ultra vysokou energií“.
Obří rozhlasové galaxie jsou obrovské nebeské objekty, které emitují kontinuum rádiových vlnových délek detekovatelných rádiovými dalekohledy, jako jsou ty na Velkém poli v Socorro, NM. Komplexní údaje o sedmi z největších rádiových galaxií ve vesmíru shromážděných za poslední dvě desetiletí Vědci dokázali studovat energetická pole kosmického paprsku, která jsou vyloučena z center GRG - které jsou téměř jisté, že obsahují supermasivní černé díry - směrem ven až o několik milionů světelných let do intergalaktického prostoru (1 světelný rok = 5,900 000 000 000 mil).
Výzkumníci Los Alamos dospěli k závěru, že vysoký energetický obsah těchto obřích rádiových galaxií, jejich velké uspořádané struktury magnetického pole, absence silných šoků ve velkém měřítku a velmi nízké hustoty vnitřních plynů ukazují na přímou a účinnou přeměnu magnetického pole. k částicové energii v procesu, který astrofyzici nazývají opětovným spojením magnetického pole. Znovunapojení magnetického pole je proces, kdy se čáry magnetického pole spojují a mizí, přeměňují energii pole na energii částic. Propojení je v sluneční koroně považováno za klíčový proces při výrobě slunečních erupcí a ve fúzních experimentálních zařízeních zvaných tokamaky. Vyskytuje se také v interakci mezi slunečním větrem a zemským magnetickým polem a je považován za hlavní příčinu magnetosférických bouří.
Výzkum zjistil, že měření celkového energetického obsahu alespoň jedné z těchto obřích rádiových galaxií - o nichž se věří, že má ve svém středu černou díru s hmotností rovnající se 100 miliónůmnásobku hmotnosti našeho slunce - bylo 10 61 erg. Ergy jsou mírou energie, kde jeden erg je množství energie potřebné k zvednutí jednoho gramu hmotnosti na vzdálenost jednoho centimetru. Tato úroveň energie 10 61 erg je několikrát větší než termonukleární energie, kterou by mohly uvolnit všechny hvězdy v galaxii, což vědcům nabízí podstatný důkaz, že zdrojem měřené energie nemůže být typická sluneční fúze nebo dokonce supernovy.
Kromě vysokého energetického obsahu vedla vědci k velké, řádné struktuře magnetického pole a nepřítomnosti silných šoků ve velkém měřítku - jako jsou ty, které by mohly být přítomny při výbuchu supernovy -, že proces opětovného propojení magnetického pole je v práci.
Kromě Kronbergu je tato teorie výsledkem práce vědců Los Alamos Stirling Colgate, Hui Li a Quentin Dufton. Výzkum byl financován z financování výzkumu a vývoje řízeného laboratoří Los Alamos (LDRD). LDRD financuje základní a aplikovaný výzkum a vývoj se zaměřením na kreativní koncepty vybrané na základě rozhodnutí ředitele laboratoře.
Los Alamos National Laboratory je provozována Kalifornskou univerzitou pro Národní správu jaderné bezpečnosti (NNSA) Ministerstva energetiky USA a spolupracuje s národními laboratořemi NNSA v Sandia a Lawrence Livermore na podpoře NNSA v jejím poslání.
Los Alamos zvyšuje globální bezpečnost tím, že zajišťuje bezpečnost a důvěru v jadernou zásobu USA, vyvíjí technologie pro snížení hrozeb vyplývajících ze zbraní hromadného ničení a zlepšuje dědictví studené války z hlediska životního prostředí a jaderných materiálů. Schopnosti společnosti Los Alamos pomáhají národu řešit problémy s energií, životním prostředím, infrastrukturou a biologickou bezpečností.
Původní zdroj: Los Alamos National Laboratory News Release
