Тайна тяжелых элементов в галактических космических лучах: раскрыт механизм ускорения тяжелых ионов

Взрыв сверхновой умирающей звезды создает массивные ударные волны, которые распространяются через окружающее пространство, ускоряя ионы на своем пути до очень высоких энергий, создавая ГКЛ. То, как тяжелые ионы возбуждаются и ускоряются, важно, потому что они влияют на перераспределение массы во Вселенной и необходимы для образования еще более тяжелых и химически сложных элементов. Они также влияют на то, как мы воспринимаем астрофизические структуры.
"Считается, что тяжелые ионы нечувствительны к падающей ударной волне, потому что их меньше, а энергия удара в подавляющем большинстве расходуется на протоны. «Представьте, что стоите на пляже, пока волны перемещают песок под вашими ногами, а вы остаетесь на месте», – сказал доктор SwRI.

Хади Маданян, ведущий автор статьи об этом исследовании, опубликованной в Astrophysical Journal Letters. "Однако это классическое представление о том, как тяжелые ионы ведут себя в условиях ударной волны, не всегда то, что мы видели в наблюдениях за околоземным космическим пространством с высоким разрешением с помощью MMS."
Ударные явления происходят и в околоземной среде. Магнитное поле Солнца переносится через межпланетное пространство сверхзвуковым потоком солнечного ветра, который блокируется и отклоняется магнитосферой Земли, защитным пузырем вокруг нашей родной планеты. Эта область взаимодействия называется головной ударной волной из-за ее изогнутой формы, сравнимой с головными волнами, возникающими при движении лодки по воде.

Ударная волна Земли формируется в гораздо меньшем масштабе, чем ударная волна от сверхновой. Однако временами условия этого небольшого толчка напоминают условия остатков сверхновой. Команда использовала измерения на месте с высоким разрешением, полученные с космического корабля MMS на головной скачке уплотнения, чтобы изучить, как ускоряются тяжелые ионы.

«Мы наблюдали интенсивное усиление магнитного поля вблизи головной ударной волны, известное свойство, связанное с сильными ударами, такими как остатки сверхновой. Затем мы проанализировали, как различные виды ионов вели себя, когда сталкивались с ударной волной », – сказал Маданян. «Мы обнаружили, что эти усиленные поля значительно изменяют траекторию тяжелых ионов, перенаправляя их в зону ускорения ударной волны."

Хотя такое поведение не ожидалось для тяжелых ионов, команда обнаружила прямые доказательства этого процесса в альфа-частицах, ионах гелия, которые в четыре раза массивнее протонов и имеют в два раза больший заряд.
"Превосходное разрешение наблюдений MMS дало нам гораздо более четкое представление о том, как ударная волна возбуждает тяжелые элементы. Мы сможем использовать это новое понимание для улучшения наших компьютерных моделей ускорения космических лучей при астрофизических толчках », – сказал Дэвид Берджесс, профессор математики и астрономии Лондонского университета королевы Марии и соавтор статьи. "Новые открытия имеют важное значение для состава космических лучей и наблюдаемых спектров излучения от астрофизических структур."

6 комментариев к “Тайна тяжелых элементов в галактических космических лучах: раскрыт механизм ускорения тяжелых ионов”

  1. И что ни говорите, почти все будет оставаться не членораздельным. Если не побеспокоит, разрисуйте детально.

  2. Чёрт возьми! По закону! Вы самопроизвольно дали ответ. Схватываю в цитаник! Идея существования и всё второе. Кончено. Кроме шуток.

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *