Kredit gambar: Hubble
Para saintis University of California yang bekerja di Makmal Nasional Los Alamos telah mengusulkan teori baru untuk menjelaskan pergerakan medan tenaga yang luas di galaksi radio gergasi (GRG). Teori ini dapat menjadi dasar untuk pemahaman baru mengenai cara-cara di mana sinar kosmik - dan gelombang radio khas mereka - menyebarkan dan bergerak melalui ruang intergalaksi.
Dalam makalah yang diterbitkan bulan ini dalam The Astrophysical Journal Letters, para saintis menjelaskan bagaimana penyambungan semula medan magnet mungkin bertanggungjawab untuk percepatan elektron relativistik dalam jumlah intergalaksi yang besar. Maksudnya, pergerakan zarah-zarah bermuatan di angkasa yang pada awalnya diberi tenaga oleh lubang hitam besar.
"Sekiranya pemahaman kita mengenai proses ini betul," kata ahli astrofizik Los Alamos, Philipp Kronberg, "ini boleh menjadi perubahan paradigma dalam pemikiran semasa mengenai sifat GRG dan sinar kosmik."
Para penyelidik masih belum memahami sepenuhnya mengapa penyambungan semula medan magnet berlaku, tetapi ini diketahui: pemahaman yang lebih mendalam mengenai mekanisme ini boleh mempunyai aplikasi penting di Bumi, seperti penciptaan sistem pengurungan magnet untuk reaktor tenaga pelakuran.
Sekiranya teori saintis Los Alamos betul, penemuan ini juga mempunyai akibat astrofizik yang luas. Ini menyiratkan bahawa penyambungan semula medan magnet atau beberapa proses penukaran tenaga-ke-zarah yang sangat efisien lain dapat menjadi sumber utama dari semua sumber radio ekstragalaktik, dan mungkin juga "zarah sinar kosmik tenaga ultra tinggi" yang misterius.
Galaksi radio gergasi adalah objek cakerawala yang luas yang memancarkan kontinum panjang gelombang radio yang dapat dikesan dengan teleskop radio seperti di Array Sangat Besar di Socorro, NM Menggunakan data komprehensif mengenai tujuh galaksi radio terbesar di Alam Semesta yang dikumpulkan sejak dua dekad yang lalu, penyelidik dapat mengkaji bidang tenaga sinar kosmik yang diusir dari pusat GRG - yang hampir pasti mengandungi lubang hitam supermasif - ke luar hingga beberapa juta tahun cahaya ke ruang intergalaksi (1 tahun cahaya = 5,900,000,000,000 batu).
Apa yang disimpulkan oleh penyelidik Los Alamos adalah bahawa kandungan tenaga tinggi galaksi radio gergasi ini, struktur medan magnetnya yang besar, ketiadaan kejutan skala besar dan ketumpatan gas dalaman yang sangat rendah menunjukkan penukaran medan magnet secara langsung dan cekap untuk tenaga zarah dalam proses yang disebut oleh ahli astrofizik sebagai penyambungan semula medan magnet. Penyambungan semula medan magnet adalah proses di mana garis medan magnet bersambung dan lenyap, mengubah tenaga medan menjadi tenaga zarah. Penyambungan semula dianggap sebagai proses utama dalam korona matahari untuk menghasilkan suar suria dan dalam alat percubaan gabungan yang disebut tokamaks. Ia juga berlaku dalam interaksi antara angin suria dan medan magnet Bumi dan dianggap sebagai penyebab utama ribut magnetosfera.
Penyelidikan tersebut menentukan bahawa pengukuran kandungan keseluruhan tenaga sekurang-kurangnya salah satu galaksi radio gergasi ini - yang dipercayai di tengahnya lubang hitam dengan jisim sama dengan 100 juta kali matahari kita - adalah 10 61 erg. Ergs adalah ukuran tenaga di mana satu erg adalah jumlah tenaga yang diperlukan untuk mengangkat satu gram berat jarak satu sentimeter. Tahap tenaga 10 61 erg ini adalah beberapa kali lebih banyak daripada tenaga termonuklear yang dapat dilepaskan oleh semua bintang di galaksi, yang menawarkan bukti besar kepada para penyelidik bahawa sumber tenaga yang diukur tidak boleh menjadi pelakuran suria biasa atau bahkan supernova.
Sebagai tambahan kepada kandungan tenaga yang tinggi, struktur medan magnet yang besar dan teratur dan ketiadaan kejutan skala besar - seperti yang mungkin berlaku akibat letupan supernova - menyebabkan para saintis percaya bahawa proses penyambungan semula medan magnet sedang bekerja.
Selain Kronberg, teori ini adalah hasil karya saintis Los Alamos, Stirling Colgate, Hui Li dan Quentin Dufton. Penyelidikan ini dibiayai oleh pembiayaan Penyelidikan dan Pembangunan Berarah Makmal Los Alamos (LDRD). LDRD membiayai penyelidikan dan pengembangan asas dan terapan yang berfokus pada konsep kreatif yang dipilih mengikut budi bicara Pengarah Makmal.
Makmal Nasional Los Alamos dikendalikan oleh University of California untuk Pentadbiran Keselamatan Nuklear Nasional (NNSA) Jabatan Tenaga A.S. dan bekerjasama dengan makmal nasional NNSA Sandia dan Lawrence Livermore untuk menyokong NNSA dalam misinya.
Los Alamos meningkatkan keselamatan global dengan memastikan keselamatan dan keyakinan terhadap simpanan nuklear A.S., mengembangkan teknologi untuk mengurangkan ancaman dari senjata pemusnah besar-besaran dan meningkatkan warisan bahan-bahan alam sekitar dan nuklear perang dingin. Keupayaan Los Alamos membantu negara dalam menangani masalah keselamatan, tenaga, persekitaran, infrastruktur dan biologi.
Sumber Asal: Siaran Berita Makmal Nasional Los Alamos
