Bildekreditt: Hubble
Forskere fra University of California som arbeider ved Los Alamos National Laboratory, har foreslått en ny teori for å forklare bevegelsen av enorme energifelt i gigantiske radiogalakser (GRG). Teorien kan være grunnlaget for en helt ny forståelse av hvordan kosmiske stråler - og deres signaturradiobølger - forplanter seg og reiser gjennom intergalaktisk rom.
I en artikkel publisert denne måneden i The Astrophysical Journal Letters, forklarer forskerne hvordan magnetfelt-tilkobling kan være ansvarlig for akselerasjonen av relativistiske elektroner i store intergalaktiske volumer. Det vil si bevegelsen av ladede partikler i rommet som opprinnelig er strømmet av massive sorte hull.
"Hvis vår forståelse av denne prosessen er riktig," sier Los Alamos astrofysiker Philipp Kronberg, "kan det være et paradigmeskifte i dagens tenkning om naturen til GRG-er og kosmiske stråler."
Forskere forstår fremdeles ikke helt hvorfor magnetfelt-tilkobling skjer igjen, men dette er mye kjent: en dypere forståelse av mekanismen kan ha viktige bruksområder her på jorden, for eksempel å opprette et system med magnetisk innesperring for fusjonsenergiereaktorer.
Hvis Los Alamos-forskernes teori er riktig, har funnet også omfattende astrofysiske konsekvenser. Det innebærer at magnetfelt-tilkobling eller en annen svært effektiv felt-til-partikkel energiomvandlingsprosess kan være en hovedkilde for alle ekstragalaktiske radiokilder, og muligens også de mystiske “Ultra High Energy Cosmic Ray-partikler”.
Gigantiske radiogalakser er enorme himmelobjekter som avgir et kontinuum av radiobølgelengder som kan påvises med radioteleskoper som de på Very Large Array i Socorro, NM Ved å bruke omfattende data om syv av de største radiogalakser i universet samlet i løpet av de siste to tiårene, forskere var i stand til å studere kosmiske strålenergifelt som blir utvist fra GRGs sentre - som nesten er sikre på å inneholde supermassive sorte hull - utover så mange millioner lysår ut i intergalaktisk rom (1 lysår = 5.900.000.000.000 miles).
Det Los Alamos-forskerne konkluderte med var at det høye energiinnholdet i disse gigantiske radiogalaksenes, deres store ordnede magnetfeltstrukturer, fraværet av sterke storslag i stor skala og svært lave interne gassdensiteter peker på en direkte og effektiv konvertering av magnetfeltet å partikkel energi i en prosess som astrofysikere kaller magnetfelt for tilkobling. Tilkobling av magnetfelt er en prosess der linjene i et magnetfelt kobles sammen og forsvinner, og konverterer feltets energi til partikkelenergi. Gjenoppkobling anses som en sentral prosess i solens korona for produksjon av solfakler og i fusjonsforsøksenheter kalt tokamaks. Det forekommer også i samspillet mellom solvinden og jordas magnetfelt og regnes som en hovedårsak til magnetosfæriske stormer.
Forskningen slo fast at målingen av det totale energiinnholdet i minst en av disse gigantiske radiogalakser - som antas å ha i sentrum av et svart hull med en masse lik 100 millioner ganger solen vår - var 10 61 ergs. Ergs er et mål på energi der en erg er energimengden som trengs for å løfte ett gram vekt en avstand på en centimeter. Dette energinivået på 10 61 er er flere ganger mer enn den termonukleære energien som kan frigjøres av alle stjernene i en galakse, og gir forskerne et bevis på at kilden til den målte energien ikke kan være typisk solfusjon eller supernovaer.
I tillegg til det høye energiinnholdet, førte den store, ordnede strukturen i magnetfeltet og fraværet av kraftige storslag i stor skala - som de som kan være til stede fra en supernovaeksplosjon - forskerne til å tro at prosessen med magnetfelt-tilkobling igjen er på jobb.
I tillegg til Kronberg, er teorien et resultat av arbeid fra Los Alamos-forskerne Stirling Colgate, Hui Li og Quentin Dufton. Forskningen ble finansiert av Los Alamos Laboratory-Directed Research and Development (LDRD) -finansiering. LDRD finansierer grunnleggende og anvendt forskning og utvikling med fokus på kreative konsepter valgt etter skjønn av laboratoriedirektøren.
Los Alamos National Laboratory drives av University of California for National Nuclear Security Administration (NNSA) i U.S. Department of Energy og jobber i samarbeid med NNSAs Sandia og Lawrence Livermore nasjonale laboratorier for å støtte NNSA i sitt oppdrag.
Los Alamos forbedrer global sikkerhet ved å sikre sikkerhet og tillit til USAs atomlager, utvikle teknologier for å redusere trusler fra masseødeleggelsesvåpen og forbedre miljø og nukleære materialer arven fra den kalde krigen. Los Alamos 'evner hjelper nasjonen med å løse problemer med energi, miljø, infrastruktur og biologiske sikkerheter.
Opprinnelig kilde: Los Alamos National Laboratory News Release
