宇宙線の新しい説明

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画像クレジット:ハッブル
カリフォルニア大学ロスアラモス国立研究所で働く科学者たちは、巨大電波銀河(GRG)の広大なエネルギー場の動きを説明する新しい理論を提案しました。この理論は、宇宙線とその特徴的な電波が銀河間空間を伝播および移動する方法をまったく新しく理解するための基礎となる可能性があります。

今月のThe Astrophysical Journal Lettersで発表された論文では、科学者は、磁場の再結合が大きな銀河間体積内の相対論的電子の加速にどのように関与しているのかを説明しています。つまり、元々は巨大なブラックホールによってエネルギーが与えられていた空間内の荷電粒子の動きです。

「このプロセスについての私たちの理解が正しければ、それはGRGと宇宙線の性質に関する現在の考え方のパラダイムシフトになる可能性がある」とロスアラモスの天体物理学者フィリップクロンバーグは言います。

研究者は、磁場のリコネクションが発生する理由をまだ完全に理解していませんが、これはよく知られています。メカニズムのより深い理解は、核融合炉の磁気閉じ込めシステムの作成など、地球上で重要なアプリケーションになる可能性があります。

ロスアラモスの科学者の理論が正しければ、この発見は幅広い天体物理学的結果をもたらします。それは、磁場再結合または他のいくつかの非常に効率的なフィールドから粒子へのエネルギー変換プロセスが、すべての銀河系外の電波源の主要な源であり、おそらくは神秘的な「超高エネルギー宇宙線粒子」である可能性があることを意味します。

巨大電波銀河は巨大な天体であり、ニューメキシコ州ソコロの非常に大きなアレイにあるような望遠鏡で検出可能な電波波長の連続体を放出します。過去20年間に収集された宇宙最大の7つの電波銀河に関する包括的なデータを使用して、研究者たちは、超大質量ブラックホールを含むことがほぼ確実であるGRGの中心から放出された宇宙線エネルギーフィールドを、数百万光年もの銀河間空間(1光年= 5,900,000,000,000マイル)まで外側に研究することができました。

ロスアラモスの研究者が結論付けたのは、これらの巨大電波銀河の高エネルギー含有量、それらの大きな秩序だった磁場構造、強い大規模な衝撃の欠如、および非常に低い内部ガス密度は、磁場の直接かつ効率的な変換を指しているということでした天体物理学者が磁場再結合と呼ぶプロセスで粒子エネルギーに。磁場の再結合は、磁場の線が結合して消滅し、磁場のエネルギーを粒子のエネルギーに変換するプロセスです。再接続は、太陽フレアを生成するための太陽のコロナ、およびトカマクと呼ばれる核融合実験装置における重要なプロセスと考えられています。また、太陽風と地球の磁場の相互作用で発生し、磁気圏嵐の主な原因と考えられています。

研究により、これらの巨大電波銀河の少なくとも1つ(太陽の1億倍の質量を持つブラックホールが中心にあると考えられている)の総エネルギー量の測定値は10 61エルグであることが判明しました。エルグとは、1グラムの重りを1センチメートルの距離に持ち上げるのに必要なエネルギー量のことです。この10 61エルグのエネルギーレベルは、銀河のすべての星から放出される可能性のある熱核エネルギーの数倍であり、測定されたエネルギーの供給源が典型的な太陽融合や超新星でさえないことを研究者に実質的に証明しています。

高エネルギー含有量に加えて、磁場の大きく秩序だった構造と、超新星爆発から発生する可能性があるような強い大規模な衝撃がないことにより、科学者たちは磁場の再結合のプロセスを仕事中です。

クロンベルクに加えて、理論はロスアラモスの科学者、スターリングコルゲート、ホイリ、クエンティンダフトンの研究の結果です。研究はロスアラモス研究所主導の研究開発(LDRD)の資金提供により資金提供されました。 LDRDは、ラボディレクターの裁量で選択されたクリエイティブコンセプトに焦点を当てた、基礎的および応用的な研究開発に資金を提供します。

ロスアラモス国立研究所は、米国エネルギー省の国家核安全保障局(NNSA)のためにカリフォルニア大学によって運営されており、NNSAのサンディアおよびローレンスリバモア国立研究所と協力して、NNSAの使命を支援しています。

ロスアラモスは、米国の核備蓄の安全性と信頼を確保し、大量破壊兵器からの脅威を減らす技術を開発し、冷戦の環境および核物質の遺産を改善することにより、世界の安全保障を強化しています。ロスアラモスの能力は、エネルギー、環境、インフラストラクチャ、生物学的安全保障の問題に対処する上で国を支援します。

元のソース:ロスアラモス国立研究所のニュースリリース

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