Astronomiya

Maqnetik sahənin kainatımızın başlanğıcında necə olduğunu bilmək üçün bir yol varmı?

Maqnetik sahənin kainatımızın başlanğıcında necə olduğunu bilmək üçün bir yol varmı?

Bu yaxınlarda oxudum

Gamma-şüa partlayışları, günəşimizin 50 qat böyüklüyündə ulduzların partlaması ilə əlaqəli fəlakətli hadisələrdir. Kainatdakı bütün partlayışları gücünə görə sıralasaydınız, qamma şüaları Böyük Partlayışın arxasında olardı,

Böyük partlayışı gamma şüası partlaması ilə müqayisə etmək üçün bu sualı əvvəlcədən verirəm. Hər ikisi arasındakı əsas fərqin Big Bang-in olması olduğunu unutmayın Partlayış deyil, amma bənzərliklərini qeyd etmək üçün bilmək istəyirəm.

Qara dəliyin əmələ gəlməsi yaxınlığında, eyni məqalədə maddənin və maqnit sahəsinin qamma şüalarının partlamasında əsas rol oynadığını söyləyirlər.

Bilirəm ki, maqnit sahələri yüklərin yerdəyişməsi ilə əmələ gəlir. Protonlar və elektronlar meydana gəlməzdən əvvəl və ya ilk genişlənmə mərhələsində bir növ maqnit sahəsi ola bilərmi?

Vikipediyanın kainat xronologiyasını göstərmək üçün dəyişdirdiyim şəkillər:

  • O dövrdə maqnit sahələrinin necə olduğunu bilmək üçün bir yolumuz varmı?

Yaxın görüntü (donsnotlardan götürülmüş şəkil):

  • Kainat yaradılışının bu nöqtəsində maqnetizm haqqında hər hansı bir şəkildə məlumat əldə edə bilərikmi?
    • Elektroweak dövründə?
    • Böyük Birləşmə Nəzəriyyəsi (GUT) dövründə?
    • Və sonra Plank Dövründə?

Maqnetik sahənin kainatımızın başlanğıcında necə olduğunu bilmək üçün bir yol varmı?

Birini bilmirəm. Ancaq sonra yenə də var olduğunu düşünürəm yox kainatın başlanğıcında ümumiyyətlə maqnit sahəsi. Bunu şübhəsiz sübut edən heç bir materiala işarə edə bilmirəm. Ancaq deyə bilərəm ki, sakit bir qara dəliyin "tükü yoxdur", ona görə də maqnit sahəsi yoxdur və kainatın təkamülü bir qara dəlikdən çəkilmək kimi bir şeydir. Hokinqin kainatın buradakı bir zamana çevrilmiş qara dəlik kimi olduğunu söylədiyinə baxın.

Bu yaxınlarda oxudum: "Qamma şüaları, günəşimizin 50 qat böyüklüyündə olan ulduzların partlaması ilə əlaqəli fəlakətli hadisələrdir. Kainatdakı bütün partlayışları gücünə görə sıralasaydınız, qamma şüaları dərhal geridə olardı böyük partlayış". Böyük partlayışı gamma şüası partlaması ilə müqayisə etmək üçün bu sualı əvvəlcədən verirəm. Hər ikisi arasındakı əsas fərqin Big Bang-in olması olduğunu unutmayın Partlayış deyil, amma bənzərliklərini qeyd etmək üçün bilmək istəyirəm.

Çox oxşarlıqlar yoxdur. Qamma-şüa partlaması, tökülən maddənin bir hissəsinin maddənin atılması nəticəsində əmələ gələn və qamma şüalarına çevrildiyi maqnit sahələri tərəfindən yönəldildiyi yerdir. Big Bang kainat məkanının genişlənməyə başladığı zamandır.

Qara dəliyin əmələ gəlməsi yaxınlığında, eyni məqalədə maddənin və maqnit sahəsinin qamma şüalarının partlamasında əsas rol oynadığını söyləyirlər.

Kifayət qədər doğrudur. Ancaq bildiyim qədər maddə və maqnit sahələri Böyük Partlayışda heç bir rol oynamadı.

Bilirəm ki, maqnit sahələri yüklərin yerdəyişməsi ilə əmələ gəlir. Protonlar və elektronlar meydana gəlməzdən əvvəl və ya ilk genişlənmə mərhələsində bir növ maqnit sahəsi ola bilərmi?

Ehtimal edirəm. Maqnetik bir sahə rotor üçün qısa olan qıvrım aka "çürük" ilə əlaqələndirilir. İlk kainat bir şəkildə fırlansaydı, ümumi bir maqnit sahəsi və ya cazibə maqnit sahəsi ola bilərdi. Mark Hadley’nin Galaxy’dakı zaman ölçüsündə bükülməsini pozan hissəcikləri yenidən sıraya çəkdiyini görün. Eləcə də kainatın fırlanaraq anadan olmuş ola biləcəyinə baxın. Ancaq düşünürəm ki, özüm də spekulyativ şeylərdir.

O dövrdə maqnit sahələrinin necə olduğunu bilmək üçün bir yolumuz varmı?

Mən belə düşünmürəm. İlk kainatın çaşqın olduğu deyilirdi. Beləliklə, ilkin vəziyyət haqqında məlumatların şifrələndiyini düşünürəm.


Maqnetik sahələr gamma-şüa partlayışlarında (GRB) rol oynayır, çünki qara bir çuxura düşən bir ulduzunuz var, maqnit sahələri materialın kiçik bir hissəsini dirəklərdən çıxan iki jetin içərisinə atmağa xidmət edir. Təyyarənin Yer istiqamətinə yönəlməsi halında, çox parlaq bir işıq mənbəyi görürük və buna GRB deyirik.

Şübhəsiz ki, bunların heç birinin Big Bang-də analoqu yoxdur.


The Academic Times-a xoş gəlmisiniz

Tədqiqatçılar, kosmosdakı bəzi maqnit sahələrinin zamanın başlanğıcına dayandığını və perspektivin doğruluğunu göstərərsə, fiziklər arasında fəlakətə səbəb olan bir məsələni həll edə biləcəyini göstərdilər.

Hubble gərginliyi deyilən kainatın nə qədər sürətlə genişləndiyini müəyyənləşdirməklə bağlı uzun və qızğın mübahisələrdə elm adamları müxtəlif riyazi yanaşmalar apardılar və səhvləri araşdırdılar, yalnız fərqli cavabları hesabladılar. Ancaq indi 9 Aprel tarixində bir qəzet nəşr olundu Kral Astronomiya Cəmiyyətinin Aylıq Bildirişləri itkin tapmaca parçası ola biləcək erkən kainatın maqnit sahələri haqqında yeni məlumatlar təqdim edir.

Tədqiqat müəllifi, Cambridge Universitetinin doktorluq sonrası bir tədqiqatçısı Sergio Martin-Alvarez, bəzi güclü maqnit sahələrinin Big Bang-in yaratdığı kvant dalğalanmalarının nəticəsi ola biləcəyini və onları ilkin hala gətirdiyini açıqladı. Nəticələr, komandasının Samanyolu kimi bir qalaktikanın hərtərəfli simulyasiyalarından çıxarıldı.

Martin-Alvarez, "Bir işbirlikçi və özümüzü, bir maqnit sahəsinin müxtəlif növlərinin simulyasiyalarda necə inkişaf etdiyini görməyinizə imkan verən bir kod kimi olan bu fikri inkişaf etdirdik" dedi. O, tədqiqatçıların "maqnit sahəsinin qalaktikanı təkbaşına təsir edib-etmədiyini və qalaktikanın bütün əmələ gəlməsindən sağ qaldığını görmək - sadəcə yoxlamaq üçün" istədiklərini söylədi.

Bir sahə qalaktika meydana gəlməsinə dözə bilsəydi, deməli, ilkin maqnit sahələrinin perspektivi aradan qaldırıla bilməz.

"Bu, buzdağının zirvəsi" dedi Martin-Alvarez Akademik Times. "Çox yaxşı bildiyimiz üçün bir maqnit sahəsi kifayət qədər güclənərsə, bu Hubble gərginlik işinin yalnız erkən kainatı kifayət qədər anlamadığımıza söykəndiyini düşünməliyik."

Görə Elmi Amerika, davamlı ikilem 2019-cu ildə Kaliforniyanın Santa Barbara şəhərindəki Kavli Nəzəri Fizika İnstitutunda bir konfransda müzakirə edildi, bu müddətdə bir hissəcik fizikçisi və institutun keçmiş direktoru David Gross "Bizdə" bir gərginlik "varmı? bir 'problemimiz var? " Daha sonra "Buna gərginlik və ya problem deyil, əksinə bir böhran deyərdik" deyə aydınlıq gətirdi.

Terminologiya bir yana, Hubble sabitinə dair fikir ayrılıqları sürətlə artmaqdadır. Digər cəhdlər arasında, bir ölçmə, Hubble sabitinin təxminən 67 olduğunu irəli sürmək üçün kainatın ilk kainatından başlayaraq genişlənmə sürətinə baxır. Başqa bir şey, son kainatdan geriyə doğru başlayan sürəti hesablayır və 72-yə yaxın cavab tapır. tərəfin ağlabatan bir şübhəsi var.

Martin-Alvarez, "Əgər erkən kainatda kifayət qədər güclü olan maqnit sahələriniz varsa, 67 nəfərlik bu cəsəd yenidən şərh olunmalıdır" dedi. "Çünki, həqiqətən, bu maqnit sahəsinin nəticəsi olaraq meydana gələn bir yığınlığın olduğunu unudursan."

O davam etdi: "Bütün kosmologiya sahəsi hər şeyin hər istiqamətdə, hər yerdə eyni görünməsi fərziyyəsinə əsaslanır. Əgər ilkin bir sahə varsa ... şeylərin artıq hər istiqamətdə eyni görünməsi lazım deyildir."

Əgər belə sahələr realdırsa, mübahisə nəinki dayandırıla bilər, əksinə Hubble sabitinin də aşkarlanması mümkündür. Bu sabitlik, kainatın meydana gəlmə yolunu və nəyə çevriləcəyini anlamaq üçün çox vacibdir və hətta bir gün qaranlıq maddəyə fikir verə bilər.

Potensial olaraq təməlqoyma bir kəşfə çatmaq üçün tədqiqatçılar, demək olar ki, rəsmiyyət olaraq, ilkin qara dəliklərin olacağını istisna etmək üçün başladılar. Təəccübləndirdikləri kimi, ibtidai bir maqnit sahəsi müəyyən bir güc həddində və ya daha çoxdursa, onunla rəqabət edən ibtidai olmayan sahələr olsa belə, sağ qalacağını tapdılar.

"Hər kəsin maqnit sahələri ilə bağlı bu fərziyyəsi var - potensial olaraq doğru deyillər - amma heç kim bu barədə danışmaq istəmir, çünki bu çox çətindir" dedi Martin-Alvarez. "Beləliklə, sadəcə barmağımızı göstərməyə və" Əslində bu problem budur! "Deməyə çalışdıq."

O, bir çox ilkin maqnit sahələrinin, ehtimal ki, hər cür aşkarlanmadan qaça biləcək qədər zəif olmasına baxmayaraq, ən güclülərin, məsələn, cazibə qüvvəsinin çökmə yolunu bükəcək qədər güclü olduğunu söylədi.

Digər maqnit sahəsi isə ilkinin tam əksidir: Kainat yaradıldıqdan sonra meydana gəlir. Belə bir sahə üçün başlanğıc nöqtəsi bir ulduzun supernovasından və ya partlamasından gəlir. Məsələn, günəş simli görünür, çünki hissəciklər tarlaları izləyir.

"Bir ulduzu bir supernova ilə uçurduğunuzda, bütün maqnit sahələri bir yerə getməli olur - o da qalaktikanıza girər" deyə Martin-Alvarez izah etdi.

Supernovaya əsaslanan sahələr qaçılmazdır, çünki ulduzlar sonunda çökməli olur, lakin qrup bu tiplə ilkin olanlar arasındakı fərqləri parçaladı. Parametrlərin sahələri axtararkən kosmoloqları məlumatlandırmasına kömək edə biləcəyinə ümid edirlər.

"Bu anda" dedi Martin-Alvarez, "Müşahidəçilərə" Bu hər tərəflə əlaqəli imzadır "demək hələ də nəzəriyyəçilərin işidir" dedi.

Sahələrin barmaq izləri, məkan baxımından nə qədər fərqli olduqlarını, kosmosda harada yerləşməli olduqlarını, ehtimal ki, onları əhatə edən istiliyi və digər şeylər arasında nə qədər kimyəvi elementlə əlaqəli olduqlarını əhatə edirdi.

Maqnetik sahələrin kainatın genişlənməsindəki rolunu anlamağa kömək edənlərlə həmrəylik içində duran Martin-Alvarez, bunların həllinə ehtiyac olduğunu vurğuladı.

"Çözməyə çalışdığımız bir çox sual üçün" dedi ki, "eyni dırnaq üzərində eyni çəkicdən istifadə etmək, sadəcə daha sərt vurmaq, bunları həll etmək niyyətində deyil".

9 aprel tarixində Kral Astronomiya Cəmiyyətinin Aylıq Bildirişlərində nəşr olunan "Maqnetik sahələrin mənşəyini Qalaktikalarda açmaq" adlı məqalənin müəllifləri Sergio Martin-Alvarez və Debora Sijacki, Cambridge Universiteti və Harley Katz, Julien Devriendt və Adrianne Slyz, Oxford Universiteti.


Maqnitlənmiş kainatın gizli tərəfini görmək üçün yeni bir pəncərə

MeerKAT radio teleskopu (solda) tərəfindən müşahidə edildiyi kimi MRC 0600-399-dan yayılan əyilmiş reaktiv konstruksiyalar ATERUI II-də (sağda) aparılmış simulyasiya ilə yaxşı şəkildə təkrarlanır. MeerKAT görüntüsünün sol hissəsində görünən yaxınlıqdakı B qalaktikası reaktivi təsir etmir və simulyasiyada xaric edilmişdir. Kredit: Chibueze, Sakemi, Ohmura et al. (MeerKAT görüntüsü) Takumi Ohmura, Mami Machida, Hirotaka Nakayama, 4D2U Project, NAOJ (ATERUI II image)

Yeni müşahidələr və simulyasiyalar göstərir ki, qalaktika klasterlərindəki ən parlaq qalaktikadakı mərkəzi kütləvi qara dəlikdən yayılan yüksək enerjili hissəciklərin təyyarələri görünməyən klasterlərarası maqnit sahələrinin xəritəsini hazırlamaq üçün istifadə edilə bilər. Bu tapıntılar astronomlara əvvəllər araşdırılmamış qalaktikalar qruplarının araşdırılmaması üçün yeni bir vasitə təqdim edir.

Qalaktika qrupları ətrafdakı maddələrlə toqquşma nəticəsində böyüdükcə, seyreltilmiş plazmalarında yay zərbələri və oyanışlar yaradır. Bu fəaliyyətlərdən qaynaqlanan plazma hərəkəti, klasterdaxili maqnit təbəqələrini örtüb, maqnetik gücün virtual divarlarını yarada bilər. Bu maqnit təbəqələr, ancaq bir şey onlarla qarşılıqlı əlaqədə olduqda dolayı yolla müşahidə edilə bilər. Bu cür qarşılıqlı əlaqələri müəyyənləşdirmək sadəcə çətin olduğundan, klasterdaxili maqnit sahələrinin təbiəti yaxşı öyrənilməmiş qalır. Maqnetik təbəqələrin xəritəsi / xarakteristikası üçün yeni bir yanaşma çox arzu edilir.

Kyushu Universitetinin (indi Yaponiya Milli Astronomiya Rəsədxanasının tədqiqatçısı - NAOJ) aspirantı Haruka Sakemi də daxil olmaqla beynəlxalq bir astronom qrupu, parlaq bir qalaktikanı müşahidə etmək üçün Cənubi Afrikanın Şimali Karoo səhrasında yerləşən MeerKAT radio teleskopundan istifadə etdi. MRC 0600-399 kimi tanınan Abell 3376 birləşən qalaktika dəstəsində. 600 milyon işıq ili uzaqlıqdakı Columba bürcü istiqamətində yerləşən MRC 0600-399, 90 dərəcə bucaqlara bükülmüş qeyri-adi reaktiv quruluşlara sahib olduğu bilinir. Əvvəlki rentgen müşahidələrində MRC 0600-399-un əsas qalaktikalar qrupuna nüfuz edən alt qrupun nüvəsi olduğu aşkarlanmışdır ki, bu da əsas və alt qruplar arasındakı sərhəddə güclü maqnit təbəqələrinin olduğunu göstərir. Bu xüsusiyyətlər MRC 0600-399-u təyyarələr və güclü maqnit təbəqələri arasındakı qarşılıqlı əlaqəni araşdırmaq üçün ideal bir laboratoriya halına gətirir.

MeerKAT müşahidələri, təyyarələrin misilsiz təfərrüatlarını, ən təəccüblü, zəif 'cüt tarak' quruluşunu döngə nöqtələrindən əks istiqamətdə uzanan və "T" şəkli yaratdığını ortaya qoydu. Bu yeni detallar göstərir ki, bir şüşə qaba dəyən su axını kimi, bu çox xaotik bir toqquşmadır. Müşahidə olunan jet morfologiyasını və mümkün maqnit sahəsi konfiqurasiyalarını izah etmək üçün xüsusi kompüter simulyasiyaları tələb olunur.

Takumi Ohmura, Kyushu Universitetinin (hazırda Tokyo Universitetinin Kosmik Şüalar Tədqiqat İnstitutunun tədqiqatçısı) ICRR-in aspirantı, komandadan olanlar, dünyanın ən güclü astronomik kompüteri olan NAOJ-un super kompüteri ATERUI II-də simulyasiyalar həyata keçirdi. hesablamalar. Simulyasiyalar, türbülans və qalaktikanın hərəkəti kimi qarışıq detallara məhəl qoymadan bir tağ kimi güclü bir maqnit sahəsini qəbul etdi. Bu sadə model, simulyasiyada istifadə olunan maqnit naxışının MRC 0600-399 ətrafındakı həqiqi maqnit sahəsinin intensivliyini və quruluşunu əks etdirdiyini göstərən müşahidələrə yaxşı uyğun gəlir. Daha da əhəmiyyətlisi, simulyasiyaların əsas fizikanı müvəffəqiyyətlə təmsil edə biləcəyini, beləliklə başqa obyektlərdə qalaktikalar qruplarındakı daha mürəkkəb maqnit sahə quruluşlarını xarakterizə etmək üçün istifadə edilə biləcəyini nümayiş etdirir. Bu, astronomlara mıknatıslanmış Kainatı anlamaq üçün yeni bir yol və SKA (Square Kilometer Array) kimi gələcək radio rəsədxanalarından daha yüksək keyfiyyətli məlumatları təhlil etmək üçün bir vasitə təqdim edir.

Bu nəticələr Chibueze, Sakemi, Ohmura, et al. əl "Abell 3376 qalaktika qrupundakı maqnit sahələrindən əyilmiş reaktivlər" Təbiət 6 may 2021-ci ildə.


Sahə Hatları:

Maqnetik sahələr şimal axtaran maqnit qütblərindən çıxan və cənub axtaran qütblərə daxil olan davamlı qüvvə xətləri (və ya maqnit axını) ilə təmsil oluna bilər. Xətlərin sıxlığı sahənin böyüklüyünü göstərir, daha çox qütblərdə (sahənin güclü olduğu yerlərdə) cəmləşir və qütblərdən uzaqlaşdıqca pərəstiş edir və zəifləyir.

Vahid bir maqnit sahəsi bərabər məsafəli, paralel düz xətlərlə təmsil olunur. Bu xətlər fasiləsizdir, şimaldan cənuba uzanan qapalı ilmələr əmələ gətirir və təkrar döngə verir. Maqnit sahəsinin istənilən nöqtədəki istiqaməti yaxınlıqdakı sahə xətlərinin istiqamətinə paraleldir və sahə xətlərinin lokal sıxlığı onun gücü ilə mütənasib edilə bilər.

Maqnetik sahə xətləri maye axını bənzəyir, çünki onlar aerodinamik və davamlıdır və sahənin nə qədər yaxından müşahidə olunduğundan asılı olaraq daha çox (və ya daha az xətt) görünür. Sahə xətləri bir çox maqnetizm qanunlarının (və elektromaqnetizmin) sadələşdirilməsinə və riyazi baxımdan ifadə olunmasına imkan verən maqnit sahələrinin təsviri kimi faydalıdır.


Qütblü işıq

Yeni maqnit sahə xəritələrini yaratmaq üçün tədqiqatçılar çox səs-küylü bir verilənlər bazasından qütbləşmə seçməli idilər. Qütblü işıq, maddənin çox sürətlə getməsi və bir-birinə sürtülməsi, enerji və parıltı meydana gətirməsi ilə yaranan qara dəliyi əhatə edən ümumi işığın yalnız bir hissəsidir. Üstəlik, tədqiqat qrupu bu maqnit sahəsinin siqnalını Yer atmosferinin 11 fərqli teleskop üzərində meydana gətirdiyi səhvdən və bu teleskoplardakı daxili cihazlardan ayırmaq məcburiyyətində qaldı.

"Bu nisbətən zəif siqnalları çıxarmaq və daha böyük bir səhv üçün mühasibat aparmaq böyük bir səy idi" dedi Dexter Live Science-a.

Başlanğıcda, qara dəliyin ətrafından gələn işığın yalnız 1-3% -i qütbləşmiş kimi görünürdü. Ancaq tədqiqatçılar qütblənmiş hissəni böyüdərkən parlayan halqanın% 10 ilə% 20 arasında qütbləşdiyini başa düşdülər. Bütün məlumatlar arasında ortalama bir nəticə çıxardıqda, Dexter, bir istiqamətdə hərəkət edən qütblü işığın əks istiqamətdə hərəkət edən qütblü işığı "ləğv etdiyini" söylədi, buna görə də qütblü işığın nisbəti süni olaraq aşağı görünürdü.

The maqnetizm qara dəliyin ətrafındakı isti qazın nəticəsidir. Yüklənmiş qaz hissəcikləri fırlandıqca maqnit sahəsini gücləndirirlər. Ancaq tədqiqatçılar bütün maqnit sahələrinin spiral qaz ilə döndüyünü təsbit etdilər.

"Maqnetik sahələr qazla birlikdə süründürülmədən qara dəliyə sarılarsa, gözlədiyimiz eyni qütbləşmə xəritəsini və şəkli görmürük" dedi. "[Sahə] güclüdür, çünki qara dəlik ətrafında fırlandıqda qazla birlikdə süründürülməyə müqavimət göstərə bilər."


Tədqiqatçılar böyük ağ cırtdan maqnit sahələri yaradan mexanizmi kəşf edirlər

Yaxın ikili binalardakı ağ cırtdanlarda maqnit sahələrinin mənşəyinin təsviri (saat yönünün əksinə oxunmalıdır). Maqnetik sahə, kristallaşan bir ağ cırtdan bir yoldaş ulduzdan toplandıqda və nəticədə sürətlə fırlanmağa başladıqda görünür. Ağ cırtdanlar sahəsi ikincil ulduz sahəsi ilə birləşəndə ​​kütlə ötürülməsi nisbətən qısa müddətə dayanır. Kredit: Paula Zorzi

Warwick Universiteti astronomu da daxil olmaqla beynəlxalq bir alim qrupuna görə bir dinamo mexanizmi ağ cırtdan ulduzlarda inanılmaz dərəcədə güclü maqnit sahələrini izah edə bilər.

Astrofizikanın ən parlaq hadisələrindən biri də maqnit sahələrinin olmasıdır. Yer kimi, ulduzlar və ağ cırtdanlar kimi ulduz qalıqları da var. Ağ cırtdanların maqnit sahələrinin Yerdəkindən milyon dəfə daha güclü ola biləcəyi məlumdur. Bununla birlikdə, onların mənşəyi 1970-ci illərdə ilk maqnit ağ cırtdanın kəşfindən bəri bir sirrdir. Bir neçə nəzəriyyə irəli sürülmüşdür, lakin heç biri maqnit ağ cırtdanların həm fərdi ulduzlar kimi, həm də ikili ulduz mühitlərində fərqli baş vermə dərəcələrini izah edə bilməmişdir.

Bu qeyri-müəyyənlik, Warwick Universitetindən professor Boris Gänsicke və Çili Universidad Santa María'daki Núcleo Milenio de Formación Planetaria'dan Professor Dr. Ekip, Yerdə və digər planetlərdə maqnit sahələri yaradan mexanizmə bənzər bir dinamo mexanizminin ağ cırtdanlarda işləyə biləcəyini və daha güclü sahələr istehsal etdiyini göstərdi. Elm və Texnologiya Təsisləri Şurası (STFC) və Leverhulme Trust tərəfindən maliyyələşdirilən bu araşdırma nüfuzlu elmi jurnalda dərc edilmişdir Təbiət Astronomiyası.

Warwick Universitetinin Fizika Bölümü professoru Boris Gänsicke dedi: "Ağ cırtdanlarda maqnit sahələri anlayışımızda bir şeyin əskik olduğunu çoxdan bəri bilirdik, çünki müşahidələrdən alınan statistika sadəcə mənasız idi. ... Heç olmasa bu ulduzların bəzilərində sahənin bir dinamo tərəfindən yaradıldığı fikri bu paradoksu həll edə bilər. Bəziləriniz velosipedlərdəki dinamoları xatırlaya bilərsiniz: maqnit çevirmək elektrik cərəyanı əmələ gətirir. Budur, əksinə işləyir, materialın hərəkəti elektrik cərəyanlarına gətirib çıxarır ki, bu da maqnit sahəsini yaradır. "

Yoldaş ulduzunun küləklərindən tökülən kristallaşan maqnit ağ cırtdan. Kredit: Paula Zorzi

Təklif olunan dinamo mexanizminə görə, maqnit sahəsi ağ cırtdanın nüvəsindəki konvektiv hərəkət nəticəsində yaranan elektrik cərəyanları nəticəsində yaranır. Bu konvektiv cərəyanlar bərkitmə nüvəsindən istilik çıxması nəticəsində yaranır.

"Dinamonun əsas tərkib hissəsi konvektiv bir mantiya ilə əhatə olunmuş möhkəm bir nüvəsidir; Yer kürəsində, konvektiv maye dəmirlə əhatə olunmuş möhkəm bir dəmir nüvəsidir. Bənzər bir vəziyyət ağ cırtdanlarda kifayət qədər soyuduqda meydana gəlir" Matthias Schreiber izah edir.

Astrofizik, başlanğıcda ulduz zərfini atdıqdan sonra ağ cırtdanın çox isti olduğunu və maye karbon və oksigendən ibarət olduğunu izah edir. Lakin kifayət qədər soyuduqda mərkəzdə kristallaşmağa başlayır və konfiqurasiya Yerdəkinə bənzəyir: konvektiv maye ilə əhatə olunmuş möhkəm bir nüvə. "Maye içindəki sürətlər ağ cırtdanlarda Yerdəkindən daha yüksək ola biləcəyi üçün meydana gələn sahələr potensial olaraq daha güclüdür. Bu dinamo mexanizmi bir çox fərqli kontekstdə güclü maqnit ağ cırtdanların və xüsusilə də ağ cırtdanların meydana gəlmə nisbətlərini izah edə bilər. ikili ulduzlarda "deyir.

Beləliklə, bu tədqiqat onilliklərdir davam edən bir problemi həll edə bilər. "Fikrimizin gözəlliyi maqnit sahəsinin yaranma mexanizminin planetlərdə olduğu kimi olmasıdır. Bu tədqiqat ağ cırtdanlarda maqnit sahələrinin necə yaradıldığını və niyə bu maqnit sahələrinin Yerdəkilərdən daha güclü olduğunu izah edir. Məncə bu bir Disiplinlərarası bir qrupun yalnız bir sahədəki mütəxəssislərin çətinlik çəkdikləri problemləri həll edə biləcəyinə yaxşı bir nümunədir "dedi Schreiber.

Astrofizik deyir ki, bu tədqiqatdakı növbəti addımlar dinamo mexanizminin daha təfərrüatlı modelini yerinə yetirmək və bu modelin əlavə proqnozlarını müşahidə etməklə sınamaqdır.


& # 8220Azac vaxtının sonunda & M87 Qara delikli görüntüdə Maqnetik sahələrə yeni baxışlar və 5.000 İşıqlı təyyarələr təqdim edildi

M87-nin mərkəzindəki nəhəng indi-ikonik obyekt, 10 aprel 2019-cu il tarixində elm adamları tərəfindən “Cəhənnəmin qapıları” və “Boş vaxtın sonu” kimi təsvir edildi. Apollon 8 tərəfindən çəkilən məşhur “Earthrise” fotoşəkilinə bərabər bir görüntü olan & # 8220; Evrenin qaranlıq yaradıcılığı kimi təsvir edilən & # 8221; ilk dəfə bir qara dəlik şəklini istehsal edən Event Horizon Telescope (EHT) işbirliyi. 1968-ci ilin dekabrında astronavt Bill Anders. EHT 55 milyon işıq ili uzaqlıqda yerləşən günəş sistemimizin böyüklüyündəki qara dəliyi saxlayan və maqnit sahələrinin sirrinə yeni fikirlər açan canavar eliptik qalaktikanın yeni bir görünüşünü yayımladı. qalaktikadan kənar işıq sürətinə yaxınlaşan reaktivlər.

Parlaq kütləvi enerji jetleri

Yeni şəkil, Avropa Cənubi Rəsədxanasına (ESO) xəbər verir ki, ikonik cismin M87 nüvəsindən çıxan parlaq enerji və maddə jetlərini göstərən və mərkəzindən ən azı 5000 işıq ili uzanan qütblü işıqda necə göründüyünü əks etdirir. qalaktikanın ən sirli və enerjili xüsusiyyətləri.

“Qara dəlik hissəciklər buraxdıqca kütləsi və ölçüsü durmadan azalır. Bu, daha çox hissəciklərin tuneli çıxmasını asanlaşdırır və bu səbəbdən də qara dəlik özünü yox edənə qədər emissiya getdikcə artan bir sürətlə davam edəcək, deyə Stephen Hawking yazdı. Qara deliklər və körpə evləri .

Nəticədə Buxarlanma ilə Ölüm

"Uzun müddətdə kainatdakı hər qara dəlik bu şəkildə buxarlanacaq." Hawking əlavə etdi. “Ancaq böyük qara dəliklər üçün vaxt çox uzun, həqiqətən günəş kütləsi olan bir qara dəlik təxminən 1066 il davam edəcəkdir. Digər tərəfdən ilkin bir qara dəlik, bildiyimiz kimi kainatın başlanğıcı olan böyük partlayışdan bəri keçən təxminən 14 milyard ildə demək olar ki, tamamilə buxarlanmalı idi. Bu cür qara dəliklər indi təxminən 100 milyon elektron volt enerji ilə sərt qamma şüaları yaymalıdır. ”

İlk dəfə Qütbləşmənin Ölçülməsi

Astronomlar ilk dəfə polarizasiyanı, maqnit sahələrinin imzasını, qara dəliyin kənarına yaxın ölçməyi bacardılar. Müşahidələr, M87 qalaktikasının öz nüvəsindən enerjili təyyarələr atmağı bacardığını izah etmək üçün açardır.

Monika Mościbrodzka, "Maqnetik sahələrin qara dəliklər ətrafında necə davrandığını və bu çox kompakt kosmik bölgədəki fəaliyyətin qalaktikanı aşan güclü təyyarələri necə idarə edə biləcəyini anlamaq üçün növbəti vacib bir dəlili görürük" dedi. EHT Polarimetriya İşçi Qrupu və Hollandiyanın Radboud Universitetində Dos.

Bu iş böyük bir mərhələdir: işığın qütbləşməsi 2019-cu ilin aprelində gördüyümüz görüntünün arxasındakı fizikanı daha yaxşı anlamağımıza imkan verən məlumatlar daşıyır.

EHT əməkdaşlığı 2017-ci ildə toplanan M87 qalaktikasının mərkəzindəki superkütləli cisim haqqında məlumatları daha da dərindən araşdırdı. M87 qara dəliyin ətrafındakı işığın əhəmiyyətli bir hissəsinin qütbləşdiyini aşkar etdilər.

"Bu iş böyük bir mərhələdir: işığın qütbləşməsi 2019-cu ilin aprelində gördüyümüz görüntünün arxasındakı fizikanı daha yaxşı anlamağımıza imkan verən məlumat daşıyır, bu da əvvəllər mümkün deyildi" deyə EHT Polarimetriyanın Koordinatoru İvan Martí-Vidal da izah edir. İspaniya Valensiya Universitetinin İşçi Qrupu və GenT Hörmətli Tədqiqatçısı. Əlavə edir ki, "bu yeni qütblü işıq şəklinin açılması, məlumatların əldə edilməsi və təhlili ilə məşğul olan mürəkkəb texnika sayəsində illərlə işləməlidir."

Maqnetik Sahənin Xəritəçəkdirilməsi & # 8211 & # 8220Eat & # 8217 Matter and Launch Power Jets ”

İşıq qütbləşdirilmiş günəş eynəyi linzaları kimi müəyyən filtrlərdən keçəndə və ya maqnit sahələrinin mövcud olduğu fəzanın isti bölgələrində yayıldıqda qütbləşir. Qütbləşdirilmiş günəş eynəklərinin parlaq səthlərdən gələn əksləri və parıltıları azaldaraq daha yaxşı görməyimizə kömək etdiyi kimi, astronomlar da buradan yaranan işığın necə qütbləşdiyinə baxaraq qara dəlik ətrafındakı bölgəyə baxışlarını kəskinləşdirə bilərlər. Xüsusilə qütbləşmə astronomlara qara dəliyin daxili kənarında mövcud olan maqnit sahə xəttlərini xəritədə göstərməyə imkan verir.

"Yeni nəşr olunan qütb şəkillər, maqnit sahəsinin qara dəliyin necə maddi güc qazanmasına və güclü təyyarələri işə salmasına imkan verdiyini anlamaq üçün açardır" deyir EHT əməkdaşlıq üzvü Princeton Nəzəri Elmlər Mərkəzinin NASA Hubble Üzvü Andrew Chael. ABŞ-da Princeton Cazibə Təşəbbüsü.

Jets Galaxy-dən Uzun

Astronomlar, bu prosesi daha yaxşı anlamaq üçün maddənin qara dəlik yaxınlığında necə davrandığına dair fərqli modellərə istinad etdilər. Ancaq hələ də qalaktikadan daha böyük reaktivlərin Günəş Sistemi ilə müqayisə oluna bilən mərkəzi bölgəsindən necə atıldığını və maddənin qara dəliyə necə düşdüyünü dəqiq bilmirlər. Qara dəlik və onun qütblənmiş işığdakı kölgəsinin yeni EHT görüntüsü ilə astronomlar ilk dəfə maddənin axıb xaricə çıxması arasındakı bu qarşılıqlı əlaqənin baş verdiyi qara dəliyin kənarındakı bölgəyə baxmağı bacardılar.

Maqnetik Qaz Tədbirdə Görülənləri Üfüqdə Nə izah edir & # 8212-Zamanın Sonu

Müşahidələr qara dəliyin kənarındakı maqnit sahələrinin quruluşu haqqında yeni məlumatlar verir. Ekip, yalnız güclü maqnit qazına sahib olan nəzəri modellərin hadisə üfüqündə gördüklərini izah edə biləcəyini tapdı.

Ümumi nisbilik, nəhəng yanacaqları tükəndikdə kütləvi ulduzların özlərinə çökəcəyini təxmin edir. 2020-ci ildə Fizika üzrə Nobel mükafatı qazanan Roger Penrose və Stephen Hawking, sonsuz sıxlığın təkliyinə çatana qədər çökməyə davam edəcəklərini göstərdilər. & # 8220Bu özünəməxsusluq, & # 8221, Hawking yazdı, & # 8220 ən azından ulduz və üzərindəki hər şey üçün zamanın sonu olacaqdı. Təkliyin cazibə sahəsi o qədər güclü olardı ki, işıq ətrafdakı bölgədən qaça bilməyəcək, cazibə sahəsi tərəfindən geri çəkiləcəkdir. Qaçmağın mümkün olmadığı bölgəyə qara dəlik, sərhədinə isə hadisə üfüqü deyilir. & # 8221

“Müşahidələr qara dəliyin kənarındakı maqnit sahələrinin isti qazı geri itələmək və cazibə qüvvəsinin çəkilməsinə müqavimət göstərməyə kömək edəcək qədər güclü olduğunu göstərir. Yalnız tarlada sürüşən qaz hadisə üfüqünə doğru spiral çevrilə bilər ”deyə Kolorado Universiteti Boulder Universitetinin köməkçisi professoru və EHT nəzəriyyəsi işçi qrupunun koordinatoru Jason Dexter izah edir.

Planet Ölçülü Teleskop

M87 qalaktikasının ürəyini müşahidə etmək üçün iş birliyi dünyanın səkkiz teleskopunu birləşdirdi - bunlar arasında Şili mərkəzli Atakama Böyük Millimetr / Submillimetr Array (ALMA) və Avropa Cənubi Rəsədxanasının (ESO) yerləşdiyi Atacama Pathfinder Experiment (APEX) var. ) ortaqdır - virtual EHT ölçülü bir teleskop yaratmaqdır. EHT ilə əldə edilən təsirli qətnamə, Ayın səthindəki bir kredit kartının uzunluğunu ölçmək üçün lazım olana bərabərdir.

"ESMA şəbəkəsinə coğrafi yayılma əlavə edərək görüntü keyfiyyətini artıran ALMA və APEX ilə Avropalı alimlər araşdırmada mərkəzi rol oynaya bildilər" deyir ESO-nun Avropa ALMA Proqramı üzrə Elimi Ciska Kemper. "66 antenası ilə, ALMA qütblü işıqda ümumi siqnal kolleksiyasına üstünlük verir, APEX isə görüntünün kalibrlənməsi üçün vacibdir."

& # 8220ALMA məlumatları, EHT müşahidələrinin kalibrlənməsi, təsvir edilməsi və şərh edilməsi üçün də çox vacib idi və maddənin qara dəlik hadisəsi üfüqünün yanında necə davrandığını izah edən nəzəri modellərdə ciddi məhdudiyyətlər yaratdı & # 8221, Radboud Universiteti və Leiden bir alimi Ciriaco Goddi əlavə edir. Yalnız ALMA müşahidələrinə əsaslanan müşayiət edən bir araşdırmaya rəhbərlik edən Hollandiyadakı Rəsədxana.

& # 8220The EHT, şəbəkəyə texnoloji yeniləmələr edilərək yeni rəsədxanalar əlavə edilərək sürətli irəliləyişlər edir. Gələcək EHT müşahidələrindən qara dəlik ətrafındakı maqnit sahə quruluşunu daha dəqiq bir şəkildə ortaya qoyacağını və bu bölgədəki isti qazın fizikası haqqında bizə daha çox məlumat verəcəyini gözləyirik & # 8221, EHT əməkdaşlıq üzvü Şərqi Asiya Nüvə Rəsədxanaları Dərnəyinin üzvü Jongho Park Taipei'deki Academia Sinica Astronomiya və Astrofizika İnstitutunda.

Daily Galaxy, Avi Shporer, Araşdırma Elmçisi, MIT Kavli Astrofizika və Kosmik Tədqiqatlar İnstitutu, ESO və Stephen Hawking, Qara deliklər və körpə evləri . Kindle Edition. Avi əvvəllər Jet Propulsion Laboratoriyasında (JPL) NASA Saqan üzvü idi.

“Galaxy Report” a baxmaq və pulsuz abunə olmaq üçün buraya vurun.& # 8212 Yeni həftəlik bülleteniniz, sizə Kainat və insan növünün gələcəyi barədə məlumatlarımızı dəyişdirən kəşflər, insanlar və hadisələr barədə eksklüziv, həftəlik məlumatları və xülasələri təqdim edir. mövcudluğumuzun sirrinə dair ipuçları təqdim edin və mövcud dövrümüzdə çox ehtiyac duyulan kosmik perspektiv əlavə edin.


Kosmik elm adamları onilliklər boyu davam edən bir qamma şüası partlaması tapmacasını həll edirlər

Sürətli faza (qamma şüası), əks şok və irəli şoku göstərən GRB axınının təsiri. Kredit: Nuria Jordana-Mitjans

İngiltərədəki Bath Universitetinin astrofiziklərinin rəhbərlik etdiyi beynəlxalq bir elm adamları qrupu, uzaq bir Gamma-Ray Burst-da maqnit sahəsini ölçdü və ilk dəfə onilliklər boyu davam edən nəzəri proqnozu təsdiqlədi - bu partlayış dalğaları ətrafa atılan maddənin və zərbələrin çökməsindən sonra pişmiş olur.

Qara dəliklər, kütləvi ulduzların (Günəşimizdən ən azı 40 dəfə böyük) partlayış dalğasına güc verən fəlakətli bir partlayışda öldükdə meydana gəlir. Bu son dərəcə enerjili hadisələr materialı işıq sürətinə yaxın sürətlərdə qovur və Yerin ətrafında dövr edən peyklər tərəfindən təsbit edilə bilən parlaq, qısa müddətli qamma şüaları ilə işıqlandırır - bu səbəbdən onların adı Gamma-Ray Bursts (GRB).

Maqnetik sahələr, atılan materialdan keçə bilər və dönən qara dəlik meydana gəldikdə, bu maqnit sahələri, atılan materialı fokusladığını və sürətləndirdiyini düşündüyü tirbuşon şəkillərinə bükülür.

Maqnetik sahələr birbaşa görülə bilməz, lakin onların imzaları maqnit sahə xətləri ətrafında vızıltılı yüklənmiş hissəciklərin (elektronların) yaratdığı işığa kodlanır. Yerlə əlaqəli teleskoplar Kainat boyu milyonlarla il boyunca səyahət edən bu işığı çəkir.

Bath-da Astrofizika şöbəsinin müdiri və qamma şüaları mütəxəssisi professor Carole Mundell, "Partlayışı gücləndirən maqnit sahəsinin fiziki xüsusiyyətlərini birbaşa araşdırmaq üçün işığın xüsusi bir xüsusiyyəti - qütbləşmə ölçdük. Bu, böyük bir nəticədir və bu həddindən artıq kosmik partlayışların çoxdan bəri davamlı tapmacası - çoxdan bəri öyrəndiyim bir tapmaca. "

İşığı erkən tutmaq

Çətinlik, bir partlayışdan sonra ən qısa müddətdə işığı tutmaq və partlayış fizikasını deşifrə etməkdir, proqnozlaşdırmaq kimi genişlənən şok cəbhəsi ətrafdakı ulduz zibilləri ilə toqquşduğu üçün hər hansı bir ilkin maqnetik sahə sonda məhv olacaqdır.

Bu model, geniş miqyaslı ibtidai sahə hələ də toxunmadan və çıxışı idarə edərkən partlayışdan dərhal sonra yüksək dərəcədə qütbləşmə (> 10%) ilə işığı proqnozlaşdırır. Daha sonra, sahə toqquşmada pərçimləndiyindən işıq əsasən polariz olmamalıdır.

Mundellin komandası, ilk dəfə geniş miqyaslı quruluşa sahib olan ilk sahələrin olduğunu təsdiqləyən partlayışdan bir neçə dəqiqə sonra yüksək dərəcədə qütbləşmiş işıq kəşf etdi. Ancaq irəli şokları genişləndirmək mənzərəsi daha mübahisəli oldu.

GRB-ləri daha yavaş vaxtda - partlamadan bir neçə saat sonra müşahidə edən komandalar aşağı qütbləşmə aşkar etdilər və tarlaların çoxdan məhv edildiyini, lakin nə vaxt və necə olduğunu deyə bilmədiklərini söylədilər. Bunun əksinə olaraq, Yapon astronomlar qrupu, GRB-də% 10 qütblənmiş işığın maraqlı bir aşkarlanmasını elan etdilər və bunu uzunmüddətli əmrli maqnit sahələri ilə qütbləşmiş irəli bir şok kimi izah etdilər.

Yeni araşdırmanın aparıcı müəllifi, Hamam Elmləri namizədi. tələbə Nuria Jordana-Mitjans, "Bu nadir müşahidələri müqayisə etmək çətindi, çünki çox fərqli zaman şkalaları və fizikanı araşdırdılar. Standart modeldə bunları uzlaşdırmağın bir yolu yox idi."

Vanna qrupunun GRB 141220A analizinə qədər sirr on ildən çoxdur həll olunmamış qaldı.

Bu gün nəşr olunan yeni sənəddə Kral Astronomiya Cəmiyyətinin Aylıq BildirişləriProfessor Mundellin qrupu, GRB 141220A partlayışından yalnız 90 saniyə sonra irəli şok işığında çox aşağı polarizasiyanın aşkar edildiyini bildirdi. Süper sürətli müşahidələr, komandanın tamamilə özünəməxsus robot Liverpool Teleskopundakı ağıllı proqramı və GRB-nin rəngini, parlaqlığını, qütbləşməsini və solma sürətini qeyd edən cihaz olan RINGO3 polarimetri ilə mümkün oldu. Bu məlumatları bir yerə toplayaraq, komanda bunu sübut edə bildi:

  • İşıq irəli şokdan qaynaqlanır.
  • Maqnetik sahə uzunluğu tərəziləri Yapon komandasının çıxardığından xeyli kiçik idi.
  • Partlayış, ehtimal ki, yeni bir qara dəliyin meydana gəlməsinin ilk anlarında sifariş edilmiş maqnit sahələrinin çökməsi ilə gücləndi.
  • Yapon qrupu tərəfindən polarizasiyanın müəmmalı aşkarlanması, şokda məhv edilmədən əvvəl ibtidai maqnit sahəsindən qütbləşmiş işığın töhfəsi ilə izah edilə bilər.

Xanım Jordana-Mitjans dedi: "Bu yeni araşdırma, ən güclü GRB-lərin böyük miqyaslı nizamlı maqnit sahələri ilə gücləndirilə biləcəyini göstərən araşdırmalarımıza əsaslanır, ancaq yalnız ən sürətli teleskoplar, xarakterik qütbləşmə siqnalını itirmədən əvvəl bir nəzər salacaqlar. partlayışa. "

Professor Mundell added: "We now need to push the frontiers of technology to probe the earliest moments of these blasts, capture statistically significant numbers of bursts for polarisation studies and put our research into the wider context of real-time multimessenger follow-up of the extreme Universe."


Cosmology 101: The Beginning

Editor’s note: The article “The Universe Could be 250 Times Bigger Than What is Observable” sparked a sizable discussion among our readers, with several suggesting UT should have a series of articles about cosmology — a Cosmology 101, if you will. Our newest writer, Vanessa D’Amico, who wrote the aforementioned article, begins the Cosmology 101 series today, starting at the very beginning.

How did the universe get its start? It’s one of the most pressing questions in cosmology, and likely one that will be around for a while. Here, I’ll begin by explaining what scientists think they know about the first formative seconds of the universe’s life. More than likely, the story isn’t quite what you might think.

In the beginning, there was… well, we don’t really know. One of the most prevalent misconceptions in cosmology is that the universe began as an immensely small, inconceivably dense collection of material that suddenly exploded, giving rise to space as we know it. There are a number of problems with this idea, not least of all the assumption implicit in an event termed the big “bang.” In truth, nothing “banged.” The notion of an explosion brings to mind an expanding tide of material, gradually filling the space around it however, when our universe was born, there was no space. There was no time either. There was no vacuum. There was literally heç nə.

Then the universe was born. Extremely high energies during the first 10 -43 seconds of its life make it very difficult for scientists to determine anything conclusive about the origin of the cosmos. Of course, if cosmologists are correct about what they believe may have happened next, it doesn’t much matter. According to the theory of inflation, at about 10 -36 seconds, the universe underwent a period of exponential expansion. In a matter of a few thousandths of a second, space inflated by a factor of about 10 78 , quickly separating what were once adjoining regions by unfathomable distances and blowing up tiny quantum fluctuations in the fabric of spacetime.

Inflation is an appealing theory for a number of reasons. First of all, it explains why we observe the universe to be homogeneous and isotropic on large scales – that is, it looks the same in all directions and to all observers. It also explains why the universe visually appears to be flat, rather than curved. Without inflation, a flat universe requires an extremely fine-tuned set of initial conditions however, inflation turns this fine-tuning into a trick of scale. A familiar analogy: the ground under our feet appears to be flat (even though we know we live on a spherical planet) because we humans are so much smaller than the Earth. Likewise, the inflated universe is so enormous compared to our local field of view that it appears to be spatially flat.

As the theory goes, the end of inflation gave way to a universe that looked slightly more like the one we observe today. The vacuum energy that drove inflation suddenly transformed into a different kind of energy – the kind that could create elementary particles. At this point (only 10 -32 seconds after the birth of the universe), the ambient temperature was still far too hot to build atoms or molecules from these particles but as the seconds wore on, space expanded and cooled to the point where quarks could come together and form protons and neutrons. High-energy photons continued to dart around, continually striking and exciting charged protons and electrons.

So what happened next? How did this chaotic soup of matter and radiation become the vast expanse of organized structure that we see today? What’s going to happen to the universe in the future? And how do we know that this is the way the story unfolded? Make sure to check out the next few installments of Cosmology 101 for the answers to these questions and more!


Videoya baxın: Singapore MRT Ride from Orchard to Punggol Station in 4K u0026 Binaural Audio (Sentyabr 2021).