Naukowcy z Columbia University odkryli, że pola magnetyczne we wszechświecie mogą powstawać z turbulentnej plazmy. Ich badania pokazują, że te plazmy, obecne w różnych środowiskach, mogą spontanicznie tworzyć i wzmacniać pola magnetyczne, ujawniając proces, w którym pola magnetyczne mogą rozciągać się na ogromne odległości.
Od dawna dyskutowano o źródłach pól magnetycznych. Nowe badania dostarczają wskazówek co do ich pochodzenia.
Nie tylko Twoja lodówka ma magnesy. Ziemia, gwiazdy, galaktyki i przestrzeń między galaktykami również są namagnesowane. Im więcej miejsc we wszechświecie naukowcy szukali pól magnetycznych, tym więcej odkryli. Ale pytanie, dlaczego tak jest i skąd pochodzą te pola magnetyczne, pozostaje tajemnicą i przedmiotem ciągłych badań naukowych.
Pole magnetyczne w galaktyce wirowej (M51) zostało zarejestrowane przez należące do NASA Flying Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA) nałożone na obraz galaktyki z Teleskopu Hubble’a. Zdjęcie przedstawia zdjęcia w podczerwieni ziaren pyłu w galaktyce M51. Ich orientacja magnetyczna w dużej mierze odpowiada spiralnemu kształtowi galaktyki, ale jest również przyciągana w kierunku sąsiedniej galaktyki na prawo od kadru. Źródło: NASA, Sophia Science Team, a. Burlough; NASA, ESA i S. Beckwith (STScI) oraz Hubble Heritage Team (STScI/AURA)
Wgląd w pochodzenie pola magnetycznego
Nowy artykuł naukowców z Columbia dostarcza wglądu w to, skąd pochodzą te domeny. Zespół badawczy wykorzystał modele, aby wykazać, że pola magnetyczne mogą powstawać spontanicznie w przypadku zakłóceń osocze.
Plazma to rodzaj materii występujący głównie w ekstremalnie gorących środowiskach, takich jak te w pobliżu powierzchni Słońca, ale plazma jest również rozproszona po całym wszechświecie w środowiskach o niskiej gęstości, takich jak przestrzeń międzygalaktyczna; Badania zespołu koncentrowały się na tych środowiskach o niskiej gęstości.
Ich symulacje wykazały, że oprócz generowania nowych pól magnetycznych, perturbacje tych plazm mogą również wzmacniać pola magnetyczne po ich wytworzeniu. Pomaga to wyjaśnić, w jaki sposób pola magnetyczne, które powstają w małych skalach, mogą ostatecznie osiągnąć ogromne odległości.
Złożony obraz przedstawiający narodziny i wzrost pól magnetycznych w turbulentnych plazmach, od słabych pól w małych skalach (u góry po lewej) do silnych pól w dużych skalach (u dołu po prawej). Źródło: Uniwersytet Columbia
„Te nowe badania pozwalają nam wyobrazić sobie rodzaje pustek, które generują pola magnetyczne: nawet w najbardziej nieskazitelnych, rozległych i odległych przestrzeniach naszego wszechświata cząsteczki plazmy ugrzęzły w ruchu turbulentnym, mogą spontanicznie generować nowe pola magnetyczne” – powiedział Cerrone.
„Poszukiwania „ziarna”, które może zasiać nowe pole magnetyczne, trwają od dawna i cieszymy się, że możemy dostarczyć nowe dowody na to oryginalne źródło, a także dane o tym, jak pole magnetyczne rośnie, gdy już się narodzi ”.
Odniesienie: „Generowanie quasi-równoważnych pól magnetycznych w turbulentnych, niekolizyjnych plazmach” Lorenzo Cerrone, Luca Comiso i Ryan Gollant, 31 lipca 2023 r., Dostępne tutaj. Fizyczne listy przeglądowe.
DOI: 10.1103/PhysRevLett.131.055201
Artykuł został napisany przez profesora astronomii Lorenzo Cerrone, naukowca zajmującego się badaniami astronomicznymi Luca Comiso oraz doktoranta astronomii Ryana Gollanta.
„Kawioholik. Fanatyk alkoholu na całe życie. Typowy ekspert podróży. Skłonny do napadów apatii. Internetowy pionier”.
More Stories
Boeing może nie być w stanie obsługiwać pojazdu Starliner przed zniszczeniem stacji kosmicznej
Jak czarne dziury stały się tak duże i szybkie? Odpowiedź kryje się w ciemności
Studentka Uniwersytetu Północnej Karoliny zostanie najmłodszą kobietą, która przekroczy granice kosmosu na pokładzie Blue Origin