Кредит за изображение: Хъбъл
Учените от Калифорнийския университет, работещи в Националната лаборатория в Лос Аламос, предложиха нова теория за обяснение на движението на огромни енергийни полета в гигантски радио галактики (GRGs). Теорията може да бъде основа за изцяло ново разбиране на начините, по които космическите лъчи - и техните сигнални радиовълни - се разпространяват и пътуват през междугалактическото пространство.
В документ, публикуван този месец в The Astrophysical Journal Letters, учените обясняват как повторното свързване на магнитното поле може да е отговорно за ускоряването на релативистични електрони в големи междугалактични обеми. Тоест движението на заредени частици в пространството, които първоначално се зареждат с енергия от масивни черни дупки.
"Ако нашето разбиране за този процес е правилно", казва астрофизикът от Лос Аламос Филип Кронберг, "това би могло да бъде промяна в парадигмата в сегашното мислене за природата на GRGs и космическите лъчи."
Изследователите все още не разбират напълно защо се осъществява повторно свързване на магнитното поле, но това е известно: по-задълбочено разбиране на механизма би могло да има важни приложения тук на Земята, като например създаването на система за магнитно затваряне на реактори за синтез на енергия.
Ако теорията на учените от Лос Аламос е вярна, откритието има и широкообхватни астрофизични последствия. Това предполага, че повторното свързване на магнитното поле или някакъв друг високоефективен процес на превръщане на енергия между частици може да бъде основен източник на всички извънгалактични радиоизточници, а вероятно и на мистериозните частици на космическия лъч „Ultra High Energy“.
Гигантските радио галактики са огромни небесни обекти, които излъчват континуум от радиовълни, откриваеми с радиотелескопи като тези в Много големия масив в Сокоро, НМ, използвайки изчерпателни данни за седем от най-големите радио галактики, събрани през последните две десетилетия, изследователите успяха да изучат космически лъчеви енергийни полета, които са изгонени от центровете на GRGs - които почти сигурно съдържат супермасивни черни дупки - навън, колкото няколко милиона светлинни години, в междугалактическо пространство (1 светлинна година = 5 900 000 000 000 мили).
Това, което изследователите от Лос Аламос заключиха, е, че високото съдържание на енергия в тези гигантски радио галактики, техните големи подредени структури на магнитното поле, отсъствието на силни мащабни удари и много ниските вътрешни плътности на газ сочат към пряко и ефективно преобразуване на магнитното поле да разделят енергията на частиците в процес, който астрофизиците наричат повторно свързване на магнитното поле. Възстановяването на магнитното поле е процес, при който линиите на магнитно поле се свързват и изчезват, превръщайки енергията на полето в енергия на частиците. Повторното свързване се счита за ключов процес в слънчевата корона за производството на слънчеви факели и в устройства за експерименти със синтез, наречени токамаци. Той се среща и при взаимодействието между слънчевия вятър и магнитното поле на Земята и се счита за основна причина за магнитосферните бури.
Изследването определи, че измерването на общото енергийно съдържание на поне една от тези гигантски радио галактики - за която се смята, че има в центъра си черна дупка с маса, равна на 100 милиона пъти по-голяма от нашето слънце - е 10 61 ergs. Ergs са мярка за енергия, при която един erg е количеството енергия, необходимо за повдигане на един грам тегло на разстояние от един сантиметър. Това енергийно ниво от 10 61 ergs е няколко пъти повече от термоядрената енергия, която би могла да бъде освободена от всички звезди в галактика, предлагайки съществено доказателство за изследователите, че източникът на измерената енергия не може да бъде типичен слънчев синтез или дори свръхнови.
В допълнение към високото съдържание на енергия, голямата, подредена структура на магнитното поле и отсъствието на силни мащабни удари - като тези, които може да присъстват от експлозия на свръхнова - накараха учените да смятат, че процесът на повторно свързване на магнитното поле е на работа.
В допълнение към Кронберг, теорията е резултат от работата на учените от Лос Аламос Стърлинг Колгейт, Хуи Ли и Куентин Дъфтън. Изследването се финансира от финансиране от Лос Аламос, насочено към изследване и развитие (LDRD). LDRD финансира основни и приложни изследвания и разработки с акцент върху творчески концепции, избрани по преценка на директора на лабораторията.
Националната лаборатория в Лос Аламос се управлява от Калифорнийския университет за Националната администрация за ядрена сигурност (NNSA) на Министерството на енергетиката на САЩ и работи в партньорство с националните лаборатории Sandia и Lawrence Livermore на NNSA, за да подкрепи NNSA в неговата мисия.
Лос Аламос повишава глобалната сигурност, като гарантира безопасността и доверието в американските ядрени запаси, разработвайки технологии за намаляване на заплахите от оръжия за масово унищожение и подобряване на наследството на околната среда и ядрените материали от наследството на студената война. Възможностите на Лос Аламос помагат на нацията да се справи с проблемите на енергията, околната среда, инфраструктурата и биологичната сигурност.
Оригинален източник: Новини на Националната лаборатория в Лос Аламос
