Kuvahyvitys: Hubble
Kalifornian yliopiston tutkijat, jotka työskentelevät Los Alamosin kansallisessa laboratoriossa, ovat ehdottaneet uutta teoriaa selittämään suurten energiakenttien liikkumista jättiläisissä radiogalakseissa (GRG). Teoria voisi olla perusta kokonaan uudelle ymmärtämiselle tapaa, jolla kosmiset säteet - ja niiden allekirjoitusradioaallot - leviävät ja kulkevat galaktisen alueen läpi.
Tässä kuussa julkaisussa Astrophysical Journal Letters julkaistussa artikkelissa tutkijat selittävät, kuinka magneettikentän uudelleenyhteys voi olla vastuussa relativististen elektronien kiihtyvyydestä suurissa galaktienvälisissä tilavuuksissa. Toisin sanoen varautuneiden hiukkasten liikkuminen avaruudessa, joita alun perin virroittavat massiiviset mustat aukot.
"Jos ymmärryksemme tästä prosessista on oikea", sanoo Los Alamosin astrofysiikka Philipp Kronberg, "se voi olla paradigman muutos nykyisessä ajattelussa GRG: n ja kosmisten säteiden luonteesta."
Tutkijat eivät vieläkään ymmärrä täysin miksi magneettikentän uudelleenyhteys tapahtuu, mutta tämä tiedetään paljon: mekanismin syvemmälle ymmärtämiselle voi olla tärkeitä sovelluksia täällä maan päällä, kuten fuusioenergiareaktoreiden magneettisen sulkemisen järjestelmän luominen.
Jos Los Alamosin tutkijoiden teoria on oikea, löytöllä on myös laaja-alaisia astrofyysisiä seurauksia. Se merkitsee, että magneettikentän uudelleenkytkentä tai jokin muu erittäin tehokas kenttä-hiukkasen energian muuntamisprosessi voi olla pääasiallinen lähde kaikille galaktisten radiolähteiden lähteille, ja mahdollisesti myös salaperäisille ”erittäin korkeaenergisille kosmisten säteiden hiukkasille”.
Jättiläiset radiogalaksit ovat valtavia taivaallisia esineitä, jotka lähettävät jatkuvan radion aallonpituuden, joka on havaittavissa radioteleskoopeilla, kuten ne, jotka sijaitsevat Socorron, NM: n erittäin suurella ryhmällä. tutkijat pystyivät tutkimaan kosmisen säteen energiakenttiä, jotka karkotetaan GRG-keskuksista - jotka sisältävät melkein varmasti supermassiivisia mustia aukkoja - ulospäin jopa muutama miljoona valovuotta galaktisen alueen avaruuteen (1 valovuode = 5 900 000 000 000 mailia).
Los Alamosin tutkijoiden päätelmä oli, että näiden jättiläisten radiogalaksejen korkea energiasisältö, niiden suuret järjestäytyneet magneettikenttärakenteet, voimakkaiden suurten iskujen puuttuminen ja erittäin alhaiset sisäiset kaasutiheydet osoittavat magneettikentän suoran ja tehokkaan muunnoksen hiukkasten energiaan prosessissa, jota astrofysiikot kutsuvat magneettikentän uudelleenyhteydeksi. Magneettikentän uudelleenkytkentä on prosessi, jossa magneettikentän linjat yhdistyvät ja katoavat muuttaen kentän energian hiukkasenergiaksi. Uudelleen kytkemistä pidetään avainprosessina auringon koronassa aurinkosähkön tuotannossa ja fuusiokoelaitteissa, nimeltään tokamaks. Sitä esiintyy myös auringon tuulen ja maan magneettikentän vuorovaikutuksessa ja sitä pidetään magnetosfäärin myrskyjen pääasiallisena syynä.
Tutkimus päätti, että ainakin yhden näistä jättiläisistä radiogalakseista - joiden uskotaan olevan keskellä musta aukko, jonka massa on 100 miljoonaa kertaa aurinkoomme massa - kokonaisenergiapitoisuuden mittaus oli 10 61 ergia. Ergit ovat energian mitta, jossa yksi erg on tarvittava energiamäärä yhden gramman painon nostamiseksi senttimetrin etäisyydelle. Tämä 10 61 ergin energiataso on useita kertoja enemmän kuin ydinenergia, jonka kaikki galaksin tähdet voisivat vapauttaa, mikä tarjoaa tutkijoille merkittävän todisteen siitä, että mitatun energian lähde ei voinut olla tyypillinen aurinkofuusio tai edes supernova.
Korkean energiasisällön lisäksi magneettikentän suuri, järjestäytynyt rakenne ja voimakkaiden suurten iskujen puuttuminen - kuten supernoovan räjähdyksessä mahdollisesti esiintyvät - saivat tutkijat uskomaan, että magneettikentän uudelleenkytkentäprosessi on töissä.
Kronbergin lisäksi teoria on Los Alamosin tutkijoiden Stirling Colgaten, Hui Li ja Quentin Duftonin työn tulos. Tutkimusta rahoitti Los Alamosin laboratorion ohjaama tutkimus ja kehitys (LDRD). LDRD rahoittaa perus- ja soveltavaa tutkimusta ja kehitystä keskittyen laboratoriojohtajan harkinnan mukaan valittuihin luoviin konsepteihin.
Los Alamosin kansallista laboratoriota hoitaa Kalifornian yliopisto Yhdysvaltain energiaministeriön kansallisen ydinturvallisuushallinnon (NNSA) kanssa ja se toimii yhteistyössä NNSA: n Sandian ja Lawrence Livermore kansallisten laboratorioiden kanssa tukeakseen NNSA: ta sen tehtävässään.
Los Alamos parantaa maailmanlaajuista turvallisuutta varmistamalla turvallisuus ja luottamus Yhdysvaltain ydinvarastoon, kehittämällä tekniikoita joukkotuhoaseiden aiheuttamien uhkien vähentämiseksi ja parantamalla kylmän sodan ympäristö- ja ydinaineiden perintöä. Los Alamosin valmiudet auttavat kansakuntaa puuttumaan energia-, ympäristö-, infrastruktuuri- ja biologisen turvallisuuden ongelmiin.
Alkuperäinen lähde: Los Alamosin kansallisen laboratorion lehdistötiedote
