1741653544
2025-03-11 00:00:00
太陽風（このアーティストの表現の太陽からのオレンジの流れ）が地球の磁気圏に当たると、エネルギーを衝撃波に遅くし、移動します。この移動が発生する領域は、弓ショック（黄色で強調表示されているC字型の領域）として知られています。主要な部分はForeshockと呼ばれます。 |写真クレジット：NASA/YouTube
実際、宇宙におけるエネルギー伝播の方法に関する物理学者の絵は、まだ完全には明確ではありません。 1月13日、米国のジョンズホプキンス大学と英国のノーサンブリア大学の応用物理学研究所の研究者は、曖昧さの一部を軽減する重要な発見をしました。
プラズマの偵察
この研究は、NASAの宇宙ベースの3つのデータソースからのデータに基づいていました。磁気圏マルチスケール（MMS）ミッション、イベントの歴史、およびサブストーム（Themis）ミッション中のイベントの歴史、および月の乱流、（Artemis）ミッションとの交差の加速、再接続、乱流、および電気力学。
彼らの分析に基づいて、研究者は、物理学の最近の理論的進歩を含む包括的な新しいモデルを提案しました。
たとえば、畑を渡って友達に叫ぶとき、音波はあなたの2人の間の空中を通り抜けて、あなたの友人の耳に届きます。旅行は、大気中の音の速度に等しい速度で起こります。しかし、時には、大気を通る音の速度よりも速く波を送信することが可能です。これらは衝撃波と呼ばれます。
電子注入の問題
天文学者は、パルサーやマグネターの近くの宇宙、ブラックホールを取り巻く物質の熱いディスク、および他の同様のエネルギーオブジェクトで衝撃波を発見しました。十分に大規模な星が超新星に爆発すると、かなりの量のエネルギーを投げ出します。星がプラズマに囲まれている場合、ショックフロントは本質的に衝突のない方法で伝播します。
プラズマ自体内の電子は、状況に応じて光の速度に非常に近い可能性がある速度で前方に押し出されます。そのような電子は相対論的であると言われています。なぜなら、その特性は相対性の理論によってのみ記述できるからです。
新しい研究では、研究者は、衝突のない衝撃波を介して途方もないエネルギーに電子を加速することができるよく知られているメカニズムである拡散的な衝撃加速度に焦点を合わせました。しかし、キャッチがあります。メカニズムでは、電子が最初に光の速度の約50％に加速してから、さらに促進する必要があります。
この最初の隆起を提供できる宇宙に自然なプロセスがあるかどうか、別名電子注入問題 – は、天体物理学の長年の謎でした。
太陽風v。磁気圏
「私たちが住んでいる宇宙についての理解を深める最も効果的な方法の1つは、地球に近いプラズマ環境を自然な研究室として使用することです」と、ノーサンブリアの研究フェローと研究共著者であるアフマド・ラルティはプレスリリースで述べています。
太陽風が磁気圏に当たると、それは遅くなり、エネルギーを衝撃波に移動します。この転送が発生する領域は弓ショックとして知られており、その先頭領域は前foreshockと呼ばれます。弓の衝撃の位置は、太陽風の速度とその密度に依存します。
特に、2017年12月17日に3つのミッションによって収集されたデータは、奇妙なことを明らかにしました。チームは、地球の弓ショックの上流の一時的であるが大規模な現象を発見しました。このイベント中に、地球の前for骨の電子は500 keV以上のエネルギーを獲得したように見えました。これが完全に運動エネルギーである場合、電子は光の速度の約86％で動いていたでしょう。
これは、予感領域の電子が通常約1 keVのエネルギーを持っているという事実を考えると、顕著な結果でした。
研究者によると、これらの高エネルギー電子は、さまざまなプラズマ波との相互作用や、地球の弓ショックと前forとの一時的な構造を含む複数の加速メカニズムの複雑な相互作用によって生成されました。彼らはまた、現時点で太陽からの太陽フレアと冠状の質量排出の影響を除外しました。
宇宙線の貢献
「この作業では、MMSおよびThemis/Artemisからの現場観測を使用して、異なるスケールでの異なる基本的なプラズマプロセスが、低エネルギーから高い相対的エネルギーまで電子をエネルギー化するために協調してどのように機能するかを示します」とLaltiは声明で述べました。 「これらの基本的なプロセスは、太陽系に限定されておらず、宇宙全体で発生すると予想されています。」
実際、チームの洗練された加速モデルは、太陽系内の宇宙プラズマやその他の現象の動作に関する新しい洞察を提供します。
たとえば、研究者が論文で書いたように、科学者は超新星ショックが宇宙線を作成する責任があると考えていますが、少なくともそのうちのいくつかは論文に記載されているプロセスによって作成された可能性があります。
いくつかの星のシステムで、彼らは次のように書いています。 [gas-giants orbiting very close to their stars]、大規模な磁場の存在により、私たちのメカニズムは、100万人の電子を潜在的に維持することを可能にします。
「したがって、我々の結果は、相対的な電子の宇宙線分布の一部が惑星の相互作用に由来する可能性があることを意味します…典型的な恒星の風との衝撃。」
Qudsia Ganiは、Baramullaの政府学位大学Pattanの物理学部の助教授です。
公開 – 2025年3月11日05:30 AM IST
#強力な粒子加速器をお探しですか地球の近くに1つあります