Všeobecné

Astrofyzici odhalili možnú príčinu chladných výbuchov v astrofyzikálnych tryskách


Vesmír je plný úžasných a krásnych javov a astrofyzici a astronómovia hľadali inšpiráciu u hviezd už tisíce rokov. Niektoré z týchto udalostí je ťažké alebo dokonca nemožné zistiť voľným okom: napríklad čierne diery nie je možné pozorovať priamo, pretože keď sa k nim priblíži svetlo, je nasaté a nikdy sa nedostane na Zem, aby sme ju mohli pozorovať. Astrofyzikálne prúdy sú však pozorovateľné tu na zemi a vytvárajú nádherné a pôsobivé výbuchy ... a potom prúd pokračuje ďalej, akoby sa nič nestalo. Tieto trysky sa rozprestierajú na milióny a milióny svetelných rokov a dajú sa merať pomocou rádiovej technológie, ale chocholy, ktoré ich prerušujú, možno vďaka ich extrémnej veľkosti a teplu pozorovať pomocou jednoduchých ďalekohľadov.

Tieto nádherné vesmírne explózie boli v astrofyzikálnej komunite dlhoročnou záhadou, keď sa vedci snažili zistiť, čo spôsobuje, že relativistické trysky náhle explodujú do mohutných ohnivých oblakov. Pre ich vzdialenosť a extrémnu veľkosť môže byť ich štúdium náročné. Teraz však môžu matematické modely založené na pravdepodobnom zložení prúdov pomôcť pri učení sa o nich viac a riešení ďalších zložitých problémov v astrofyzike.

Čo sú to vlastne astrofyzikálne trysky?

Dobrá otázka. Na stránke Wikipedia: „Astrofyzikálny prúd je astronomický jav, pri ktorom sú odtoky ionizovanej hmoty emitované ako predĺžený lúč pozdĺž osi rotácie.“

Pokiaľ nie ste astrofyzik, je veľmi pravdepodobné, že tieto slová pre vás nič neznamenajú. Astrofyzikálne a relativistické trysky sú v podstate mohutné medzigalaktické prúdy spôsobené časticami, ktoré sú „odpaľované“ zo supermasívnych čiernych dier v strede galaxií. Tieto častice používajú čiernu dieru ako druh nebeského praku, aby sa dostali blízko rýchlosti svetla - väčšina častíc, ktoré sa blížia k čiernym dieram, je nasávaná, takže tieto častice musia cestovať v presne správnom uhle, v presne do správnej polohy, aby bolo možné odštartovať do vesmíru. Rovnaká myšlienka sa používa v miestnej astronautike, kde budú sondy a satelity vrhané okolo Zeme alebo iných miestnych telies, aby dosiahli rýchlosť smerom k svojmu cieľu. Supermasívne čierne diery ponúkajú vďaka svojej extrémnej gravitácii dokonalý prak a skutočnosť, že čerpajú hmotu a energiu z obrovských vzdialeností, znamená, že niektoré častice musia byť v príjemnom mieste a vytvoriť tak prúd.

Povaha týchto prúdov je stále relatívne neistá; existuje veľa pracovných teórií o tom, z čoho by mohli byť zložené. Všeobecne sa uznáva, že častice sú vo zväzku, letia vesmírom rýchlosťou svetla a za pochodu vylučujú tonu energie. Chovajú sa, akoby sa pohybovali cez malú rúrku a odstredivá sila spôsobuje, že najvnútornejšie častice končia ďalej ako najvonkajšie častice. A potom explodujú v obrovských úžasných oblakoch svetla.

Vedci dlho nevedeli prísť na to, prečo k tomuto úžasnému úkazu došlo. Jeho pozorovanie bolo uskutočňované astrofyzikmi pomocou rozšírenej rádiovej technológie a v tom čase neexistoval spôsob, ako modelovať ich dráhu alebo činnosť vo vnútri trysky, predovšetkým preto, že neexistovali dobré teórie o tom, z čoho boli trysky zložené.

Teraz možno astrofyzici prišli na to, prečo tieto trysky konajú týmto spôsobom. Keď sa zväzky častíc pohybujú dopredu spolu cez vesmír, vytvárajú pás akoby sa pohybovali cez hadicu na vodu. Ako sa pás rozširuje, väzba medzi časticami začína slabnúť a štrukturálny kolaps pásma sa stáva bezprostredným. Častice pohybujúce sa rýchlosťou svetla alebo blízkou rýchlosti svetla začnú pôsobiť nepredvídateľne, takže keď sa rozbije hranica lúča, unikne veľa častíc a odlejú neuveriteľné množstvo energie ako teplo, vďaka čomu sú oblaky viditeľné vesmírnymi ďalekohľadmi a rádiovou technológiou. Tieto trysky sa tiež nazývajú „extragalaktické trysky“, čo znamená, že sú veľmi ďaleko; skutočnosť, že dokážeme detekovať oblaky výlučne na základe emitovaného svetla a tepla, znamená, že výbuchy sú veľmi veľký.

Bližšie k stredu pásma, ďaleko od vyrušenia, zostane tryska dokonale stabilná, akoby to bolo pokojné oko búrky. Častice, ktoré zostávajú blízko stredu, pokračujú okolo udalosti nedotknuté a lúč pokračuje okolo výbuchu. Musí existovať určitý druh sily, ktorá udržuje trysky v taktnom stave; novšie matematické modely sa snažia vysvetliť, prečo je to možné pomocou elektromagnetických polí, ale tieto modely ešte nie sú úplne vyvinuté a môžu chvíľu trvať.

Výročný prehľad astronómie a astrofyziky publikoval v roku 1998 článok, ktorý popisuje tento jav a jeho implikácie vo svete astrofyziky. Trysky nie sú len skvelým pohľadom: ich pochopenie by mohlo pomôcť aj pri teóriách zjednotenia galaktických jadier. Objavenie toho, čo spôsobuje tieto javy, by mohlo pomôcť odpovedať na otázky položené pred takmer desiatimi rokmi.

Porota stále nerozhoduje o tom, čo presne spôsobuje tieto nestability, aj keď matematické modely, ktoré títo vedci vytvorili, ukazujú, čo sa stane po štrukturálny kolaps prúdov. Po dokončení týchto modelov budú vedci o krok bližšie k odhaleniu ďalšej veľkej záhady vesmíru.


Pozri si video: Jak funguje vesmír VI 3 Dvě slunce (November 2021).