Credit imagine: Hubble
Oamenii de știință de la Universitatea din California care lucrează la Laboratorul Național Los Alamos au propus o nouă teorie care să explice mișcarea unor vaste câmpuri energetice în galaxii radio gigantice (GRG) Teoria ar putea sta la baza unei înțelegeri cu totul noi a modurilor în care razele cosmice - și undele lor radio semnătoare - se propagă și călătoresc prin spațiul intergalactic.
Într-o lucrare publicată în această lună în The Astrophysical Journal Letters, oamenii de știință explică modul în care reconectarea câmpului magnetic poate fi responsabilă pentru accelerarea electronilor relativiți în volume mari intergalactice. Adică mișcarea particulelor încărcate în spațiu, care sunt inițial energizate de găuri negre masive.
„Dacă înțelegerea noastră a acestui proces este corectă”, spune astrofizicianul Los Alamos, Philipp Kronberg, „ar putea fi o schimbare de paradigmă în gândirea actuală despre natura GRG-urilor și a razelor cosmice.”
Cercetătorii încă nu înțeleg pe deplin de ce are loc reconectarea câmpului magnetic, dar acest lucru este foarte cunoscut: o înțelegere mai profundă a mecanismului ar putea avea aici aplicații importante pe Pământ, cum ar fi crearea unui sistem de închidere magnetică pentru reactoarele cu energie de fuziune.
Dacă teoria oamenilor de știință din Los Alamos este corectă, descoperirea are și consecințe astrofizice largi. Aceasta implică faptul că reconectarea câmpului magnetic sau alte procese de conversie a energiei câmp-particule extrem de eficiente ar putea fi o sursă principală a tuturor surselor radio extragalactice și, eventual, și misterioasele „particule de rază cosmică ultra-înaltă energie”.
Galaxiile radio uriașe sunt obiecte cerești vaste care emit un continuu de lungimi de undă radio detectabile cu radiotelescoape precum cele de la Very Large Array din Socorro, N.M. cercetătorii au putut studia câmpurile energetice ale razelor cosmice care sunt expulzate din centrele GRG - care sunt aproape sigure că conțin găuri negre supermasive - spre exterior, cât mai multe milioane de ani-lumină în spațiul intergalactic (1 an lumină = 5.900.000.000.000 de mile).
Ceea ce au concluzionat cercetătorii din Los Alamos a fost că conținutul ridicat de energie al acestor galaxii uriașe de radio, structurile lor mari de câmp magnetic ordonate, absența șocurilor puternice la scară largă și densitățile interne foarte mici de gaz indică o conversie directă și eficientă a câmpului magnetic la energia particulelor într-un proces pe care astrofizicienii îl numesc reconectarea câmpului magnetic. Reconectarea câmpului magnetic este un proces în care liniile unui câmp magnetic se conectează și dispar, transformând energia câmpului în energie de particule. Reconectarea este considerată un proces cheie în corona soarelui pentru producerea rachetelor solare și în dispozitivele de experimentare de fuziune numite tokamaks. De asemenea, apare în interacțiunea dintre vântul solar și câmpul magnetic al Pământului și este considerat o cauză principală a furtunilor magnetosferice.
Cercetările au stabilit că măsurarea conținutului total de energie a cel puțin uneia dintre aceste gigantice galaxii radio - despre care se crede că are în centrul său o gaură neagră cu o masă egală cu 100 de milioane de ori mai mare decât cea a soarelui nostru - a fost de 10 61 de erg. Ergii sunt o măsură de energie în care un erg este cantitatea de energie necesară pentru a ridica un gram de greutate pe o distanță de un centimetru. Acest nivel de energie de 10 61 erg este de câteva ori mai mult decât energia termonucleară care ar putea fi eliberată de toate stelele dintr-o galaxie, oferind cercetători substanțiale că sursa de energie măsurată nu ar putea fi fuziunea solară tipică sau chiar supernovele.
Pe lângă conținutul ridicat de energie, structura mare și ordonată a câmpului magnetic și absența șocurilor puternice la scară largă - precum cele care ar putea fi prezente în urma unei explozii de supernova - i-au determinat pe oamenii de știință să creadă că procesul de reconectare a câmpului magnetic este la locul de muncă.
Pe lângă Kronberg, teoria este rezultatul muncii oamenilor de știință din Los Alamos Stirling Colgate, Hui Li și Quentin Dufton. Cercetarea a fost finanțată prin finanțarea cercetării și dezvoltării direcționate de laboratorul Los Alamos (LDRD). LDRD finanțează cercetarea și dezvoltarea bazată și aplicată, concentrându-se pe concepte creative selectate la discreția directorului de laborator.
Laboratorul Național Los Alamos este operat de Universitatea din California pentru Administrația Națională de Securitate Nucleară (NNSA) din Departamentul de Energie al SUA și lucrează în parteneriat cu laboratoarele naționale Sandia și Lawrence Livermore ale NNSA pentru a sprijini NNSA în misiunea sa.
Los Alamos sporește securitatea globală, asigurând siguranța și încrederea în stocul nuclear din SUA, dezvoltând tehnologii pentru reducerea amenințărilor provocate de armele de distrugere în masă și îmbunătățirea moștenirii materialelor de mediu și nucleare a războiului rece. Capacitățile lui Los Alamos ajută națiunea în abordarea problemelor de energie, mediu, infrastructură și securitate biologică.
Sursa originală: Comunicat de presă al laboratorului național Los Alamos
