Kreditna slika: Hubble
Znanstvenici sa Sveučilišta u Kaliforniji koji rade u Nacionalnom laboratoriju u Los Alamosu predložili su novu teoriju kako bi objasnili kretanje ogromnih energetskih polja u džinovskim radio galaksijama (GRGs). Teorija bi mogla biti osnova za potpuno novo razumijevanje načina na koje kozmičke zrake - i njihovi signalni radio valovi - šire i putuju kroz intergalaktički prostor.
U radu objavljenom ovog mjeseca u časopisu The Astrophysical Journal Letters, znanstvenici objašnjavaju kako ponovno povezivanje magnetskog polja može biti odgovorno za ubrzanje relativističkih elektrona u velikim intergalaktičkim volumenima. Odnosno, kretanje nabijenih čestica u prostoru koji su izvorno energizirani masivnim crnim rupama.
"Ako je naše razumijevanje ovog procesa tačno", kaže astrofizičar Los Alamosa Philipp Kronberg, "to bi moglo biti promjena paradigme u trenutnom razmišljanju o prirodi GRG-a i kozmičkih zraka."
Istraživači još uvijek ne razumiju u potpunosti zašto dolazi do ponovnog povezivanja magnetskog polja, ali ovo se puno zna: dublje razumijevanje mehanizma moglo bi imati važne primjene ovdje na Zemlji, poput stvaranja sustava magnetskog zatvora za fuzijske reaktore.
Ako je teorija naučnika iz Los Alamosa tačna, otkriće također ima široke astrofizičke posljedice. Podrazumijeva da bi ponovno povezivanje magnetskog polja ili neki drugi vrlo učinkovit proces pretvaranja energije iz polja u čestice mogao biti glavni izvor svih ekstragalaktičkih radio izvora, a možda i tajanstvenih "Ultra visokih energetskih čestica kozmičkog zraka".
Ogromne radio-galaksije ogromni su nebeski objekti koji emitiraju kontinuitet radio-valnih duljina koje se mogu detektirati radio-teleskopima poput onih na vrlo velikom polju u Socorro-u, NM Koristeći sveobuhvatne podatke o sedam najvećih radio-galaksija u svemiru prikupljenih u posljednja dva desetljeća, istraživači su bili u mogućnosti proučavati energetska polja kozmičkih zraka koja su izbačena iz GRG-ovih središta - za koja gotovo sigurno sadrže supermasivne crne rupe - prema van koliko i nekoliko milijuna svjetlosnih godina u intergalaktički prostor (1 svjetlosna godina = 5.900.000.000.000 milja).
Istraživači iz Los Alamosa zaključili su da visoki energetski sadržaj tih gigantskih radio galaksija, njihove velike uređene strukture magnetskog polja, odsutnost snažnih udara velikih razmjera i vrlo male unutarnje gustoće plina ukazuju na izravnu i učinkovitu pretvorbu magnetskog polja do energije čestica u procesu koji astrofizičari nazivaju ponovnim povezivanjem magnetskog polja. Ponovno povezivanje magnetskog polja proces je u kojem se linije magnetskog polja spajaju i nestaju, pretvarajući energiju polja u energiju čestica. Ponovno povezivanje smatra se ključnim procesom u sunčevoj koroni za proizvodnju solarnih bljeskova i u uređajima za pokus fuzije koji se nazivaju tokamaks. Također se javlja u interakciji između sunčevog vjetra i Zemljinog magnetskog polja i smatra se glavnim uzrokom magnetosferskih oluja.
Istraživanje je utvrdilo da je mjerenje ukupnog energetskog sadržaja barem jedne od ovih divovskih radio galaksija - za koje se vjeruje da u svom središtu ima crnu rupu s masom jednakom 100 milijuna puta većoj od našeg sunca - 10 61 erg. Ergovi su mjera energije u kojoj je jedan erg količina energije koja je potrebna za dizanje jednog grama mase s udaljenosti od jednog centimetra. Ova razina energije od 10 61 erg nekoliko je puta veća od termonuklearne energije koju bi mogle ispuštati sve zvijezde u galaksiji, nudeći značajan dokaz istraživačima da izvor izmjerene energije ne može biti tipična solarna fuzija ili čak supernove.
Osim visokog udjela energije, velika, uredna struktura magnetskog polja i odsutnost snažnih šokova velikih razmjera - poput onih koji bi mogli biti prisutni eksplozijom supernove - naveli su znanstvenike da vjeruju da je proces ponovnog povezivanja magnetskog polja je na poslu.
Osim Kronberga, teorija je rezultat rada znanstvenika iz Los Alamosa Stirlinga Colgatea, Hui Lija i Quentina Duftona. Istraživanje je financirano iz financiranja istraživanja i razvoja (LDRD) iz Los Alamosa. LDRD financira osnovna i primijenjena istraživanja i razvoj s naglaskom na kreativne koncepte odabrane po nahođenju ravnatelja laboratorija.
Nacionalnom laboratorijom Los Alamosa upravlja Sveučilište u Kaliforniji za Nacionalnu upravu za nuklearnu sigurnost (NNSA) američkog Ministarstva energetike i surađuje s nacionalnim laboratorijama Sandia i Lawrence Livermore u NNSA-i kako bi podržali NNSA u njegovoj misiji.
Los Alamos poboljšava globalnu sigurnost osiguravajući sigurnost i povjerenje u američke nuklearne zalihe, razvijajući tehnologije za smanjenje prijetnji oružjem za masovno uništenje i poboljšavajući zaostavljenost okoliša i nuklearnih materijala iz hladnog rata. Sposobnosti Los Alamosa pomažu državi u rješavanju problema s energijom, okolišem, infrastrukturom i biološkom sigurnošću.
Izvorni izvor: Vijesti Nacionalnog laboratorija u Los Alamosu
