Heliosphere Koruyucu Manyetik “Kuvvet Alanı”

İB astrofizikçisi Merav Opher liderliğindeki yeni araştırma, güneşimizden yayılan ve güneş sistemimizi kapsayan koruyucu bir manyetik “kuvvet alanı” olan heliosferin neden muhtemelen kararsız ve düzensiz şekilli olduğunu açıklayabilir. Opher, “Evren sessiz değil” diyor. “BU modelimiz kaosu kesmeye çalışmıyor.” Kredi bilgileri: Merav Opher, et. herkes

BU’lardaki astrofizikçiler NASA-finansman sağlanan SHIELD ekibi, heliosferi anlama arayışlarında başka bir dönüm noktasına ulaştı.

Merkezi Boston Üniversitesi’nde bulunan ve İB astrofizikçisi Merav Opher tarafından yönetilen çok kurumlu bir astrofizik ekibi, güneş sistemimizi çevreleyen koruyucu balonu şekillendiren kozmik güçleri anlamamızda çığır açan bir keşif yaptı. uzay araştırmacıları tarafından heliosfer olarak bilinir.

Astrofizikçiler, heliosferin güneş sistemimizdeki gezegenleri, evrendeki ölmekte olan yıldızların son patlamaları olan süpernovalardan yayılan güçlü radyasyondan koruduğuna inanırlar. Heliosferin güneş sistemimizin çok ötesine uzandığına inanıyorlar, ancak heliosferin Dünya’nın yaşam formlarına sağladığı kozmik radyasyona karşı devasa tampona rağmen, hiç kimse heliosferin şeklini veya bu konuda büyüklüğünü gerçekten bilmiyor.

“Bunun toplum için ne kadar önemi var? Bizi çevreleyen, güneş tarafından üretilen baloncuk, galaktik kozmik ışınlardan koruma sağlıyor ve şekli, bu ışınların heliosfere nasıl girdiğini etkileyebilir,” diyor Maryland Üniversitesi’nden Opher ile işbirliği yapan astrofizikçi James Drake. “Bir sürü teori var ama elbette, galaktik kozmik ışınların içeri girme şekli heliosferin yapısından etkilenebilir – kırışıklıkları, kıvrımları ve benzeri şeyler var mı?”

Opher’in ekibi, gözlemlenebilir veriler ve teorik astrofizik üzerine kurulu modellere dayalı olarak, heliosferin en zorlayıcı bilgisayar simülasyonlarından bazılarını oluşturdu. BU’da, Uzay Fiziği Merkezi’nde, Fen Bilimleri Fakültesi astronomi profesörü Opher, 1,3 milyon dolarlık NASA fonuyla desteklenen bir NASA DRIVE (Çeşitlilik, Gerçekleştirme, Entegre Etme, Girişim, Eğitim) Bilim Merkezi’ne liderlik ediyor. Opher’in diğer 11 üniversite ve araştırma enstitüsünden işe aldığı uzmanlardan oluşan bu ekip, ekibin SHIELD (Hidrojen İyon Değişimli Güneş Rüzgarı ve Büyük Ölçekli Dinamikler) adını verdiği bir çabayla heliosferin tahmine dayalı modellerini geliştiriyor.

Güncellenmiş Heliosfer Modeli

Heliosfer böyle mi görünüyor? BU liderliğindeki araştırmalar bunu gösteriyor. Güneş sistemimizi ölümcül kozmik ışınlardan koruyan manyetik “kuvvet alanının” boyutu ve şekli astrofizikçiler tarafından uzun süredir tartışılıyor. Kredi bilgileri: Opher, et al

BU’S NASA DRIVE Bilim Merkezi 2019’da ilk kez fon aldığından beri, Opher’in SHIELD ekibi birkaç kafa karıştırıcı soruya yanıt aradı: Heliosferin genel yapısı nedir? İyonize parçacıkları nasıl gelişir ve heliosferik süreçleri etkiler? Heliosfer, yıldızlar arası ortamı, yıldızlar arasında var olan madde ve radyasyonu nasıl etkiler ve etkiler? Ve kozmik ışınlar heliosfer tarafından nasıl filtrelenir veya taşınır?

Opher, “SHIELD, kapsamlı modeller oluşturmak için teori, modelleme ve gözlemleri birleştirir” diyor. “Bütün bu farklı bileşenler, heliosferin bulmacalarını anlamaya yardımcı olmak için birlikte çalışır.”

Ve şimdi Opher ve işbirlikçileri tarafından yayınlanan bir makale Astrofizik Dergisi Güneş sistemimizin dışından akan nötr hidrojen parçacıklarının, heliosferimizin şekillenmesinde büyük olasılıkla çok önemli bir rol oynadığını ortaya koyuyor.

Opher’in ekibi son çalışmalarında, evrende bulunan diğer kozmik jet türlerine benzeyen, çiçek açan enerji ve madde sütunları olan heliosferik jetlerin neden kararsız hale geldiğini anlamak istedi. “Neden yıldızlar ve kara delikler – ve bizim güneşimiz – kararsız jetler fırlatıyor?” diyor Opher. “Bu jetleri düzensiz sütunlar olarak görüyoruz ve [astrophysicists] yıllardır bu şekillerin neden istikrarsızlık gösterdiğini merak ediyorum.”

Benzer şekilde, SHIELD modelleri, güneşimizle birlikte hareket eden ve güneş sistemimizi çevreleyen heliosferin kararlı görünmediğini tahmin ediyor. Diğer astrofizikçiler tarafından geliştirilen diğer heliosfer modelleri, heliosferi kuyruklu yıldız benzeri bir şekle sahip olarak, arkasından bir jet veya bir “kuyruk” akan olarak tasvir etme eğilimindedir. Buna karşılık, Opher’in modeli, heliosferin daha çok bir kruvasan veya hatta bir çörek gibi şekillendirildiğini öne sürüyor.

Bunun nedeni? Nötr hidrojen parçacıkları, eşit miktarda pozitif ve negatif yüke sahip oldukları için hiçbir net yük taşımadıkları için böyle adlandırılırlar.

Opher, “Güneş sisteminden akarak geliyorlar” diyor. Nötrlerin heliosferin şekli üzerindeki etkisini test etmek için bir reçete gibi bir hesaplama modelini kullanarak, “pastadan bir malzemeyi -nötrleri- çıkardı ve güneşten gelen jetlerin heliosferi şekillendirdiğini fark etti. süper kararlı. Onları tekrar yerine koyduğumda, işler bükülmeye başlıyor, merkez eksen kıpırdamaya başlıyor ve bu, heliosferik jetlerin içindeki bir şeyin çok dengesiz hale geldiği anlamına geliyor.”

Böyle bir istikrarsızlık teorik olarak güneş rüzgarlarında ve güneşimizden yayılan jetlerde bozulmaya neden olarak heliosferin şeklini kruvasan benzeri bir forma ayırmasına neden olur. Astrofizikçiler heliosferin gerçek şeklini gözlemlemenin yollarını henüz geliştirmemiş olsalar da, Opher’in modeli, güneş sistemimize çarpan nötrlerin varlığının, heliosferin bir kuyruklu yıldız gibi düzgün bir şekilde akmasını imkansız hale getireceğini öne sürüyor. Ve kesin olan bir şey var ki, tarafsızlar kesinlikle uzayda yollarını arıyorlar.

Yeni çalışmanın ortak yazarlarından Drake, Opher’in modelinin “heliosfer şeklinin kuzey ve güney bölgelerde neden parçalandığına dair ilk net açıklamayı sunduğunu ve bunun da galaktik kozmik ışınların Dünya’ya ve yakın çevresine nasıl geldiğine dair anlayışımızı etkileyebileceğini” söylüyor. -Dünya ortamı.” Bu, radyasyonun Dünya’daki yaşama ve ayrıca uzaydaki astronotlar veya başka bir yere seyahat etmeye çalışan gelecekteki öncüler için oluşturduğu tehdidi etkileyebilir. Mars veya diğer gezegenler.

Opher, “Evren sessiz değil” diyor. “BU modelimiz kaosu ortadan kaldırmaya çalışmıyor, bu da bana nedenini tam olarak belirlememi sağladı. [of the heliosphere’s instability]…. Nötr hidrojen parçacıkları.”

Spesifik olarak, heliosfer ile çarpışan nötrlerin varlığı, fizikçiler tarafından iyi bilinen, Rayleigh-Taylor kararsızlığı olarak adlandırılan, farklı yoğunluktaki iki malzeme çarpıştığında ve daha hafif malzeme daha ağır malzemeye doğru itildiğinde ortaya çıkan bir fenomeni tetikler. Petrol suyun üzerinde asılı kaldığında ve daha ağır sıvılar veya malzemeler daha hafif sıvıların üzerinde asılı kaldığında olan şeydir. Yerçekimi bir rol oynar ve çılgınca düzensiz şekillere yol açar. Kozmik jetler durumunda, nötr hidrojen parçacıkları ve yüklü iyonlar arasındaki sürtünme, yerçekimi ile benzer bir etki yaratır. Örneğin ünlü Atbaşı Bulutsusu’nda görülen “parmaklar”, Rayleigh-Taylor kararsızlığından kaynaklanır.

Opher, “Bu bulgu gerçekten büyük bir atılım, bizi modelimizin neden farklı kruvasan şeklindeki heliosferini aldığını ve diğer modellerin neden almadığını keşfetme yönünde yönlendirdi” diyor.

Referans: M. Opher, JF Drake, G. Zank, E. Powell, W. Shelley, M. Kornbleuth, V. Florinski, V. Izmodenov, J. Giacalone; S. Fuselier, K. Dialynas, A. Loeb ve J. Richardson, 1 Aralık 2021, Astrofizik Dergisi.
DOI: 10.3847 / 1538-4357 / ac2d2e





#Güneş #Sistemimizin #Koruyucu #Manyetik #Kuvvet #Alanını #İnceleyen #SHIELD #Ekibi #için #Atılım