Kreditna slika: Hubble
Znanstveniki z univerze v Kaliforniji, ki delajo v Nacionalnem laboratoriju v Los Alamosu, so predlagali novo teorijo, s katero bi razložili gibanje ogromnih energijskih polj v velikanskih radijskih galaksijah (GRG). Teorija bi lahko bila osnova za povsem novo razumevanje načinov, kako se kozmični žarki - in njihovi podpisni radijski valovi - širijo in potujejo skozi medgalaktični prostor.
Znanstveniki v članku, objavljenem ta mesec v reviji The Astrophysical Journal Letters, pojasnjujejo, kako je lahko ponovno povezovanje magnetnega polja odgovorno za pospeševanje relativističnih elektronov v velikih medgalaktičnih količinah. Se pravi gibanje nabitih delcev v vesolju, ki jih prvotno napajajo ogromne črne luknje.
"Če je naše razumevanje tega procesa pravilno," pravi astrofizik iz Los Alamosa Philipp Kronberg, "bi lahko šlo za spremembo paradigme v trenutnem razmišljanju o naravi GRG in kozmičnih žarkov."
Raziskovalci še vedno ne razumejo popolnoma, zakaj prihaja do ponovnega povezovanja magnetnega polja, vendar je to veliko znano: globlje razumevanje mehanizma bi lahko imelo pomembne aplikacije tukaj na Zemlji, na primer oblikovanje sistema magnetne zaprtosti za fuzijske reaktorje.
Če je teorija znanstvenikov iz Los Alamosa pravilna, ima odkritje tudi obsežne astrofizične posledice. To pomeni, da bi lahko ponovna povezava magnetnega polja ali kakšen drug zelo učinkovit postopek pretvorbe energije iz polja v delce glavni vir vseh ekstragalaktičnih radijskih virov in morda tudi skrivnostnih "Ultra visokoenergijskih delcev kozmičnega žarka".
Velikanske radijske galaksije so ogromne nebesne predmete, ki oddajajo kontinuum radijskih valovnih dolžin, ki jih je mogoče zaznati z radijskimi teleskopi, kot so tisti na zelo velikem polju v Socorroju, NM, z uporabo izčrpnih podatkov o sedmih največjih radijskih galaksijah, zbranih v zadnjih dveh desetletjih, raziskovalci so lahko preučevali polja kozmičnih žarkov, ki so izgnana iz središč GRG-jev, za katere skoraj zagotovo vsebuje supermasivne črne luknje - navzven kar nekaj milijonov svetlobnih let v medgalaktični prostor (1 svetlobno leto = 5.900.000.000.000 milj).
Raziskovalci iz Los Alamosa so ugotovili, da visoka vsebnost energije v teh velikanskih galaksijah, njihove velike urejene strukture magnetnega polja, odsotnost močnih velikih sunkov in zelo nizka gostota plina kažejo na neposredno in učinkovito pretvorbo magnetnega polja do delcev energije v procesu, ki ga astrofiziki imenujejo ponovno povezovanje magnetnega polja. Ponovna povezava magnetnega polja je postopek, pri katerem se črte magnetnega polja povežejo in izginejo, pretvorijo energijo polja v energijo delcev. Ponovna povezava velja za ključni proces v sončni koroni za proizvodnjo sončnih žarkov in v napravah za taljenje, ki se imenujejo tokamaks. Pojavlja se tudi pri interakciji med sončnim vetrom in Zemljinim magnetnim poljem in velja za glavni vzrok magnetosferskih neviht.
Raziskava je določila, da je bila meritev skupne vsebnosti energije vsaj ene od teh velikanskih galaksij - za katero se domneva, da ima v središču črno luknjo z maso, ki je 100 milijonov krat večja od našega sonca - 10 61 ergov. Ergs je merilo energije, pri katerem je en erg količina energije, ki je potrebna za dvig enega grama teže na razdaljo en centimeter. Ta raven energije 10 61 ergov je nekajkrat večja od termonuklearne energije, ki bi jo lahko sprostile vse zvezde v neki galaksiji, saj raziskovalcem ponuja dober dokaz, da vir izmerjene energije ne more biti tipična sončna fuzija ali celo supernove.
Poleg visoke vsebnosti energije so velika, urejena struktura magnetnega polja in odsotnost močnih sunkov velikega obsega - kot tisti, ki bi lahko bili prisotni zaradi eksplozije supernove - znanstvenike prepričali, da je postopek ponovnega povezovanja magnetnega polja je v službi.
Poleg Kronberga je teorija rezultat dela znanstvenikov iz Los Alamosa Stirlinga Colgateja, Huija Lija in Quentina Duftona. Raziskava je bila financirana iz financiranja raziskav in razvoja, usmerjenega v laboratorij Los Alamos (LDRD). LDRD financira osnovne in uporabne raziskave in razvoj s poudarkom na kreativnih konceptih, izbranih po presoji direktorja laboratorija.
Nacionalni laboratorij Los Alamos upravlja Kalifornijska univerza za Nacionalno upravo za jedrsko varnost (NNSA) ameriškega ministrstva za energijo in sodeluje v sodelovanju z nacionalnimi laboratoriji Sandia in Lawrence Livermore v NNSA, da NNSA podpira njegovo misijo.
Los Alamos izboljšuje globalno varnost z zagotavljanjem varnosti in zaupanja v ameriške jedrske zaloge, razvojem tehnologij za zmanjšanje groženj z orožjem za množično uničevanje in izboljšanjem zapuščine iz okolja in jedrskih materialov iz hladne vojne. Zmogljivosti Los Alamosa pomagajo državi pri reševanju težav z energijo, okoljem, infrastrukturo in biološko varnostjo.
Izvirni vir: Los Alamos National Laboratory News Release
