Tín dụng hình ảnh: Hubble
Các nhà khoa học của Đại học California làm việc tại Phòng thí nghiệm quốc gia Los Alamos đã đề xuất một lý thuyết mới để giải thích sự chuyển động của các trường năng lượng rộng lớn trong các thiên hà vô tuyến khổng lồ (GRGs). Lý thuyết này có thể là cơ sở cho một sự hiểu biết hoàn toàn mới về cách thức mà các tia vũ trụ - và sóng vô tuyến đặc trưng của chúng - truyền đi và truyền qua không gian liên thiên hà.
Trong một bài báo được xuất bản trong tháng này trên Tạp chí Vật lý thiên văn, các nhà khoa học giải thích sự kết nối lại từ trường có thể chịu trách nhiệm cho sự gia tốc của các electron tương đối tính trong khối lượng lớn giữa các thiên hà. Đó là, sự chuyển động của các hạt tích điện trong không gian ban đầu được cung cấp năng lượng bởi các lỗ đen lớn.
Nếu sự hiểu biết của chúng ta về quá trình này là chính xác, thì nói, nhà vật lý thiên văn học Los Alamos Philipp Kronberg nói rằng, đó có thể là một sự thay đổi mô hình trong suy nghĩ hiện tại về bản chất của GRG và các tia vũ trụ.
Các nhà nghiên cứu vẫn chưa hiểu đầy đủ lý do tại sao sự kết nối lại từ trường xảy ra, nhưng điều này được biết đến nhiều: sự hiểu biết sâu sắc hơn về cơ chế có thể có các ứng dụng quan trọng ở đây trên Trái đất, chẳng hạn như tạo ra một hệ thống giam cầm từ tính cho các lò phản ứng năng lượng nhiệt hạch.
Nếu lý thuyết của các nhà khoa học Los Alamos là chính xác, thì phát hiện này cũng có những hậu quả vật lý thiên văn trên phạm vi rộng. Nó ngụ ý rằng sự kết nối lại từ trường hoặc một số quá trình chuyển đổi năng lượng từ hạt sang hạt hiệu quả cao khác có thể là nguồn chính của tất cả các nguồn vô tuyến ngoài vũ trụ, và cũng có thể là các hạt Tia vũ trụ siêu năng lượng siêu bí ẩn.
Các thiên hà vô tuyến khổng lồ là các thiên thể rộng lớn phát ra các bước sóng vô tuyến liên tục có thể phát hiện được bằng các kính viễn vọng vô tuyến giống như các thiên hà ở Very Large Array ở Socorro, NM Sử dụng dữ liệu toàn diện về bảy thiên hà vô tuyến lớn nhất trong Vũ trụ trong hai thập kỷ qua, các nhà nghiên cứu đã có thể nghiên cứu các lĩnh vực năng lượng tia vũ trụ được trục xuất khỏi các trung tâm GRGs - đó là gần như chắc chắn để chứa các lỗ đen siêu lớn - bên ngoài càng nhiều càng tốt một vài triệu năm ánh sáng vào không gian giữa các thiên hà (1 năm ánh sáng = 5.900.000.000.000 dặm).
Điều mà các nhà nghiên cứu ở Los Alamos đã kết luận là hàm lượng năng lượng cao của các thiên hà vô tuyến khổng lồ này, cấu trúc từ trường có trật tự lớn của chúng, không có các cú sốc quy mô lớn và mật độ khí bên trong rất thấp dẫn đến sự chuyển đổi trực tiếp và hiệu quả của từ trường đến năng lượng hạt trong một quá trình mà các nhà vật lý thiên văn gọi là sự kết nối lại từ trường. Kết nối lại từ trường là một quá trình trong đó các đường của từ trường kết nối và biến mất, chuyển đổi năng lượng của trường thành năng lượng hạt. Kết nối lại được coi là một quá trình quan trọng trong mặt trời corona corona để sản xuất các ngọn lửa mặt trời và trong các thiết bị thí nghiệm nhiệt hạch gọi là tokamaks. Nó cũng xảy ra trong sự tương tác giữa gió mặt trời và từ trường Trái đất và được coi là nguyên nhân chính của các cơn bão từ.
Nghiên cứu xác định rằng phép đo tổng hàm lượng năng lượng của ít nhất một trong số các thiên hà vô tuyến khổng lồ này - được cho là ở trung tâm của nó là một lỗ đen với khối lượng bằng 100 triệu lần so với mặt trời của chúng ta - là 10 61 erg. Erss là thước đo năng lượng trong đó một erg là lượng năng lượng cần thiết để nâng một gram trọng lượng khoảng cách một centimet. Mức năng lượng 10 61 erg này gấp nhiều lần so với năng lượng nhiệt hạch có thể được giải phóng bởi tất cả các ngôi sao trong thiên hà, cung cấp bằng chứng đáng kể cho các nhà nghiên cứu rằng nguồn năng lượng đo được không thể là phản ứng tổng hợp mặt trời hay thậm chí là siêu tân tinh.
Ngoài hàm lượng năng lượng cao, cấu trúc từ trường lớn, trật tự và không có các cú sốc quy mô lớn - giống như những vụ nổ có thể xảy ra từ vụ nổ siêu tân tinh - khiến các nhà khoa học tin rằng quá trình kết nối lại từ trường đang làm việc
Ngoài Kronberg, lý thuyết này là kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học Los Alamos Stirling Colgate, Hui Li và Quentin Dufton. Nghiên cứu được tài trợ bởi quỹ nghiên cứu và phát triển theo hướng phòng thí nghiệm (LDRD) của Los Alamos. LDRD tài trợ cho nghiên cứu và phát triển cơ bản và ứng dụng tập trung vào các khái niệm sáng tạo được lựa chọn theo quyết định của Giám đốc Phòng thí nghiệm.
Phòng thí nghiệm quốc gia Los Alamos được điều hành bởi Đại học California cho Cơ quan an ninh hạt nhân quốc gia (NNSA) của Bộ năng lượng Hoa Kỳ và hợp tác với các phòng thí nghiệm quốc gia NNSA, Sandia và Lawrence Livermore để hỗ trợ NNSA trong nhiệm vụ của mình.
Los Alamos tăng cường an ninh toàn cầu bằng cách đảm bảo an toàn và niềm tin vào kho dự trữ hạt nhân của Hoa Kỳ, phát triển các công nghệ để giảm các mối đe dọa từ vũ khí hủy diệt hàng loạt và cải thiện di sản vật liệu hạt nhân và môi trường của chiến tranh lạnh. Các khả năng của Los Alamos, hỗ trợ quốc gia giải quyết các vấn đề về năng lượng, môi trường, cơ sở hạ tầng và an ninh sinh học.
Nguồn gốc: Bản tin Phòng thí nghiệm Quốc gia Los Alamos
