Vaizdo kreditas: NASA
Astronomai mano, kad Saulė sukuria ir naikina antimateriją kaip natūralų sintezės reakcijos procesą, tačiau nauji NASA erdvėlaivio „Reuven Ramaty“ aukštos energijos saulės energijos spektroskopinio vaizdo įrašymo įrenginio (RHESSI) stebėjimai įnešė naujų įžvalgų šiame procese. Antimaterija susidaro saulės pūslelinėse, kai greitai judančios dalelės, pagreitintos pliūpsnio, yra sutelkiamos į lėčiau judančias daleles Saulės atmosferoje (tik viename pliūpsnyje sukuriama pakankamai antimedžiagos, kad dvejus metus būtų galima maitinti JAV). Keista, kad antimaterija nėra iškart sunaikinta; priešingai, prieš tai jį sunaikindamas, liepsna nešė jį į kitą Saulės regioną.
Geriausias žvilgsnis į tai, kaip saulės sprogimas tampa antimaterijos gamykla, pateikė netikėtų įžvalgų apie tai, kaip veikia didžiuliai sprogimai. Stebėjimas gali nuliūdinti teorijas apie tai, kaip sprogimai, vadinami saulės fakelais, sukuria ir sunaikina antimateriją. Tai taip pat pateikė stebėtinų detalių apie tai, kaip jos sprogdina subatomines daleles beveik šviesos greičiu.
Saulės blyksniai yra vieni galingiausių saulės sistemos sprogimų; didžiausia gali išleisti tiek energijos, kiek milijardas vieno megatono branduolinių bombų. Tyrėjų komanda panaudojo NASA erdvėlaivį „Reuven Ramaty“, naudodama didelės energijos saulės energijos spektroskopinį vaizdavimą (RHESSI), kad nufotografuotų saulės liepsną 2002 m. Liepos 23 d., Naudodama didelės raiškos energijos rentgeno ir gama spinduliuotę.
„Mes fotografuojame visiškai naujos spalvos blyksnius, nematomus žmogaus akiai, todėl tikimės netikėtumų, o RHESSI mums jau padovanojo porą“, - sakė dr. Robertas Linas, Fizikos katedros fakulteto narys. Kalifornijos Berklio universitete, kuris yra pagrindinis RHESSI tyrėjas.
Gama ir rentgeno spinduliai yra energingiausios šviesos formos, kai skalės viršuje gama spinduliuotės šviesos dalelė neša milijonus ar milijardus kartų daugiau energijos nei matomos šviesos dalelė. Rezultatai yra dalis dokumentų rinkinio apie RHESSI stebėjimą, kuris bus paskelbtas spalio 1 d. „Astrophysical Journal Letters“.
Antimaterija sunaikina normalią medžiagą energijos pliūpsniu, įkvėpdama mokslinės fantastikos rašytojus naudoti ją kaip ypač galingą šaltinį, varomąjį žvaigždėlaivį. Dabartinė technologija sukuria tik nedidelį kiekį, paprastai mylių ilgio mašinose, naudojamose atomų atminimui, tačiau mokslininkai atrado, kad 2002 m. Liepos mėn. Pliūpsnis sukūrė pusės kilogramo (apie vieną svarą) antimaterijos, kurio pakako visoms Jungtinėms Valstijoms maitinti dvi dienas. Remiantis RHESSI vaizdais ir duomenimis, ši antimaterija nebuvo sunaikinta ten, kur tikėtasi.
Antimaterija dažnai vadinama įprastos materijos „veidrodiniu atvaizdu“, nes kiekvienos rūšies paprastosios medžiagos dalelėms gali būti sukurta tokia pati antimedžiagos dalelė, išskyrus priešingą elektrinį krūvį ar kitas pagrindines savybes.
Antimaterija šių dienų visatoje yra reta. Tačiau jis gali būti sukurtas greitos susidūrimo metu tarp įprastos medžiagos dalelių, kai dalis susidūrimo energijos patenka į antimaterijos gamybą. Antimaterija susidaro pliūpsniuose, kai greitai judančios dalelės, pagreitėjusios pliūpsnio metu, susiduria su lėtesnėmis dalelėmis Saulės atmosferoje.
Remiantis paūmėjimo teorija, šie susidūrimai įvyksta santykinai tankiuose saulės atmosferos regionuose, nes norint susidoroti su dideliu kiekiu antimaterio reikia daugybės susidūrimų. Mokslininkai tikėjosi, kad antimaterija bus sunaikinta netoli tų pačių vietų, nes ten yra tiek daug paprastosios medžiagos dalelių, kad galėtų patekti. „Antimaterija neturėtų patekti toli“, - sakė dr. Gerald Share iš Jūrų jūrų tyrimų laboratorijos, Vašingtonas, D.C., pagrindinis autorius, rašantis apie RHESSI stebėjimų dėl antimaterijos sunaikinimo liepą 23 liepą.
Tačiau atrodo, kad kosminėje kriauklių žaidimo versijoje šis paūmėjimas galėjo sujaukti antimateriją, sukėlęs jį vienoje vietoje, o sunaikindamas kitoje. RHESSI leido iki šiol išsamiai išnagrinėti gama spindulius, skleidžiamus, kai antimedžiaga sunaikina įprastas medžiagas saulės atmosferoje. Analizė rodo, kad fakelo antimaterija galėjo būti sunaikinta regionuose, kuriuose dėl aukštos temperatūros dalelių tankis buvo 1000 kartų mažesnis nei ten, kur turėjo susidaryti antimaterija.
Arba, galbūt, iš viso nėra „apvalkalo žaidimo“, o raketos gali sukurti nemažą kiekį antimaterijos mažiau tankiuose regionuose, arba raketos kažkokiu būdu gali išlaikyti tankius regionus, nepaisant aukštos temperatūros, arba antimaterija buvo sukurta „ant“ bėgimas “dideliu greičiu, o greitas sukūrimas, pasak komandos, atrodė kaip aukštos temperatūros regionas.
Saulės blyksniai taip pat gali sprogdinti saulės atmosferoje esančias elektriškai įkrautas daleles (elektronus ir jonus) beveik šviesos greičiu (maždaug 186 000 mylių per sekundę arba 300 000 km / sek.). Naujas RHESSI stebėjimas atskleidė, kad saulės pliūpsniai kažkokiu būdu rūšiuoja daleles pagal savo masę arba elektros krūvį, nes jie varo jas į ypač didelį greitį.
„Šis atradimas yra revoliucija mūsų supratime apie saulės spindulius“, - sakė daktaras Gordonas Hurfordas iš Kalifornijos universiteto Berkeley, kuris yra vienas iš penkiolikos šio tyrimo darbų autorius.
Saulės atmosfera yra elektra įkrautų dalelių (elektronų ir jonų) dujos. Kadangi šios dalelės jaučia magnetines jėgas, jos turi tekėti išilgai magnetinių laukų, prasiskverbiančių iš Saulės atmosferos. Manoma, kad saulės pliūpsniai įvyksta, kai Saulės atmosferoje magnetiniai laukai susisuka ir staigiai pereina į naują konfigūraciją, pavyzdžiui, guminė juostelė nutrūksta, kai ji yra įtempta. Tai vadinama magnetiniu persijungimu.
Anksčiau mokslininkai tikėjo, kad Saulės atmosferoje esančios dalelės buvo pagreitintos, kai jos buvo tempiamos kartu su magnetiniu lauku, nes jis pasidarė naujos formos, tarsi akmuo stropoje. Tačiau jei tai būtų paprasta, visos dalelės būtų šaudomos ta pačia kryptimi. Nauji RHESSI pastebėjimai rodo, kad taip nėra; sunkesnės dalelės (jonai) patenka į kitą vietą nei lengvesnės dalelės (elektronai).
„Rezultatas yra toks pat stebinantis, kaip aukso kasėjai, sprogdinantys uolos paviršių ir atradę, kad sprogimas visus nešvarumus išmetė į vieną pusę, o visas auksas - kita kryptimi“, - teigė dr. Craig DeForest, „South West Research Inst“ saulės tyrinėtojas. Riedulys, kolo.
Priemonės, kuriomis fakelai rūšiuoja daleles pagal masę, nežinomos; yra daug galimų mechanizmų, pasak komandos. Kitu atveju dalelės galėtų būti rūšiuojamos pagal jų elektrinį krūvį, nes jonai yra teigiamai įkrauti, o elektronai - neigiamai. Tokiu atveju pliūpsnyje turėtų atsirasti elektrinis laukas, nes dalelės elektriniame lauke juda skirtingomis kryptimis pagal krūvį. Bet kuriuo atveju magnetinė jungtis vis tiek suteikia energijos, tačiau pagreičio procesas yra sudėtingesnis.
Akivaizdu, kad mokslininkams toks stebinantis elgesys buvo RHESSI pastebėjimas, kad gama spinduliai nuo liepos 23 dienos pliūpsnio nebuvo skleidžiami tose pačiose vietose, kur skleidė rentgeno spindulius, kaip spėja teorija. Pagal saulės pliūpsnio teorijas, pliūpsnio metu elektronai ir jonai įsibėgėja iki didelio greičio ir nulenkia arkos formos magnetines struktūras. Elektronai patenka į tankesnę saulės atmosferą netoli dviejų arkų pėdsakų ir skleidžia rentgeno spindulius, kai ten susiduria su elektra įkraunamais protonais, kurie juos nukreipia. Gama spinduliai turėtų būti skleidžiami iš tų pačių vietų, kai greitojo jonai taip pat patenka į šiuos regionus.
Nors RHESSI stebėjo du rentgeno spindulius spinduliuojančius regionus pėdsakų taškuose, kaip buvo tikėtasi, jis aptiko tik difuzinį gama spinduliuotės švytėjimą, kurio centras buvo kitoje vietoje, maždaug 15 000 kilometrų (maždaug 9300 mylių) į pietus nuo rentgeno spindulių.
„Kiekvienas naujas atradimas rodo, kad mes tik pradedame suprasti, kas nutinka šiuose milžiniškuose sprogimuose“, - sakė dr. Brianas Dennisas iš NASA Goddardo kosminių skrydžių centro, Greenbelt, Md., Kuris yra „RHESSI“ misijos mokslininkas. RHESSI buvo paleista 2002 m. Vasario 5 d., Kai Kalifornijos universitetas, Berkeley, atsakingas už daugumą misijos aspektų, ir NASA Goddard, atsakingas už programų valdymą ir techninę priežiūrą.
Šaltinis: NASA naujienų leidinys
