Hogyan jelentek meg a mágneses mezők az univerzumban? Korábban azt hitték, hogy ez nem történhet meg azonnal a nagy robbanás után - ezek a mezők csak az első csillagok megszületésekor jelentek meg. Az amerikai és a német tudósok új kutatásai azonban arra utalnak, hogy valójában a gyenge mágnesesség már korábban felmerült. De pontosan hogyan történt ez?
Az elektromágneses mezők mindenütt jelen vannak: a kozmikus sugarak relativista részecskéi gyorsan repülnek rajtuk keresztül, a Nap demonstrálja a tudósoknak az elektromágneses tereinek legbonyolultabb hierarchiájának folyamatos átalakulását, a Naprendszer bolygóinak mágneses jellege változatos, a távoli tér tárgyai és terei egyszerűen elképesztik a képzelet elektromágneses mezőit!
Ésszerű kérdés merül fel - hogyan alakultak ki a mágneses terek az univerzumban, hogyan változtak meg az univerzum létezésének elmúlt 13,4 milliárd évében?
A Nagyrobbanás kezdeti pillanatában a pre-univerzum szinte azonnal született hihetetlenül hevített gázfelhő formájában. Lehűlt, kiterjedt a térben, és benne primer részecskék képződtek, amelyek meglehetősen gyorsan egyesülnek a legegyszerűbb atomokká.
De abszolút lehetetlen megjósolni a mágneses mező megjelenését ebben a rendszerben! Következésképpen később született. Hogyan kezdődött és fejlődött a folyamat, amelynek eredményeként az összes olyan mágneses mező megjelent a modern világképben?
Reinhard Schlickayser a Bochumi Ruhri Egyetem Elméleti Fizikai Intézetéből (Németország) és Peter Jun a Marylandi Egyetemből (USA) próbálják feltárni a rejtélyt: új hipotézist állítanak fel: újból felveszik a hipotézist: a mágneses mező később, mint a Nagyrobbanás, egy nagyon gyenge formájú magnéziumból származik. Ennek a jelenségnek a virtuális embriói véletlenszerűen jönnek létre az anyagfelhőben, még az ősi csillagtest kezdete előtt.
Amikor az univerzum kora körülbelül 380 ezer év volt, a primitív felhő hőmérséklete csökkent, különböző sűrűségű és nyomású régiók alakultak ki, amelyek hozzájárultak a mágnesesség első véletlenszerű nukleációs formáinak megjelenéséhez. Ezeket a gyenge mezõket késõbb felerõsítették, és ki vannak téve az elsõ csillagszélnek és a robbanó csillagokból származó plazmaáramnak.
Kevés pontos meghatározás a szerzők számára: Az elektronok és a protonok nem mágnesezett, nem relativista termikus plazma spontán módon a mágneses mező periódikus turbulens ingadozásait bocsátja ki, ezen ingadozások apró modulusát egy egyszerű formula adja, amely csak három fizikai paramétert tartalmaz: βe a hőelektronok normalizált hőmérséklete, a termikus plazma energia sűrűsége és g a plazmaparaméter.
Promóciós videó:
Nem mágnesezett intergalaktikus közeg esetén, közvetlenül a reionizáció megkezdése után, a mechanizmus térerősségét 2 × 10-16 G-ra becsülik a térüregekben (üregek) és 2 × 10-10 G-ot a protogalaxisokban. Mindkét érték túl gyenge ahhoz, hogy befolyásolja a plazma dinamikáját. Figyelembe véve a viszkózus csillapítást, ezek a becslések továbbra is 2 × 10–21 G-ra csökkennek az üreges üregekben és 2 × 10–12 G-ra a protogalaxisokban.
Ezután megtörténik a mágneses mezők kialakulásának csodája: az intergalaktikus és a protogalaktikus közeg eltolódása vagy összehúzódása a szupernóvák első robbanásakor a csillagmetamorfózisuk hatalmas területein fokozza ezeket a "magot" mezőket!
Inhomogének válnak, és a mágneses visszanyerő erők már befolyásolják a gáz dinamikáját, a βe hőmérséklet rendezését és szintezését. Tehát a mágneses mezők embrionális "részecskéiből" egy töltött protonok, elektronok, hélium és lítiummagok forró plazmafelhőjében, ahol ezek a mágneses terek önkényesen voltak orientálva, vagyis bármilyen irányban megszerkesztésük született - egy már orientált mágneses mező jött létre.
Michael Riordan a kaliforniai Santa Cruzi Egyetemen (USA) megfogalmazza a magyarázatot: „A mágnesesség ott van, ahol töltött részecskék áramolnak. Vigye az iránytűt a DC vezetékhez, és látni fogja a tűt.
De ha sok töltött részecske van és minden irányban szétszóródnak, mint ahogyan a korai világegyetemben volt, mielőtt a plazma lehűlt és az atomok képződtek, az átlagos áram mindenhol nulla, tehát makroszkopikus skálán nincs mágnesesség. A kapott mágnesesség fokozása érdekében nehéz elemekre, például nikkelre vagy vasra volt szükség - ezeket szupernóva robbanások termikus nukleáris folyamataival szintetizálták.
Amikor a csillagok kialakultak, és életük végén a legtömegebbek felrobbantak, összenyomták a környezetet, és ezzel párhuzamosan telítették meg nehéz elemekkel, a csillagszél és a robbanások kombinációja kis mágneses tereket kezdett tolni, összenyomva őket, nyújtva és igazítva a szél irányába.
A tudósok most megfigyelik és feltárják a mágneses mezők űrben történő átalakulásának megdöbbentő hatásait: az egyetlen és legközelebbi csillagunkon, a Napon, a mágneses folyamatok 22 napos mágneses mezők ciklusát vezérlik, és 11 éves napfényes ciklust biztosítanak.
A nap koronája mágneses terei tartják a forró plazmát, átalakulásuk okozza a koronális anyag és kiemelkedéseket, a Napon lebegő mágneses mezők stimulálják a tevékenység legerősebb megnyilvánulásait - a napsugárzást! A napszél, amely elhagyja a Napot plazmaáramok formájában, és kitölti a hélioszféra teljes területét, egy bolygóközi mágneses teret hordoz, amely néhány tól tíz nT-ig változik. És a mágneses terekkel rendelkező bolygókon a mágneses és az ionoszféra viharok dühöngnek, és különféle aurorak robbantanak fel.
Összegzésképpen meg kell jegyezni, hogy az univerzumban az elektromágneses terek kimeríthetetlen sokfélesége kimeríthetetlen forrása a jövőbeli felfedezéseknek.
TATIANA VALCHUK