Kuuluva raketti ratkaisee yhden kosmisen mysteerin, paljastaa toisen

The Choice is Ours (2016) Official Full Version (Saattaa 2019).

Anonim

Viime vuosisadalla ihmiset ymmärtävät, että tila on täynnä sellaisia ​​valoja, joita emme näe - kuumien tähtien ja galaksien vapauttamasta infrapunasignaaleista - maailmankaikkeuden jokaisesta kulmasta tulevasta kosmisesta mikroaaltotasosta. Jotkut tämän näkymättömästä valosta, joka täyttää tilan, on röntgensäteitä, joiden lähde on viime vuosikymmeninä kovin kiistelty.

Ainoastaan ​​DXL-sädettävän raketin, joka oli paikallisen galaksin diffuusi röntgensäteilyä varten lyhyt, tiedemiesten konkreettiset vastaukset X-säteiden lähteistä olivat vasta. Uudessa tutkimuksessa, joka julkaistiin 23. syyskuuta 2016 Astrophysical Journalissa, DXL: n tiedot vahvistavat joitakin ajatuksiamme siitä, mistä nämä röntgensäteet tulevat, mikä puolestaan ​​vahvistaa ymmärtämystä aurinkosähkön aikaisemmasta historiasta. Mutta se paljastaa myös uuden mysteerin - koko röntgensäteilyryhmän, joka ei tule mistä tahansa tunnetusta lähteestä.

Kaksi tunnettua röntgensäteilylähdettä ovat aurinkotuuli, aurinkokunnan meri, joka täyttää aurinkokunnan ja paikallisen kuumakupla, joka on aurinkokuntamme ympäröivä kuumien tähtienvälisten materiaalien teoreettinen alue.

"Osoitamme, että aurinkotuulen vaihdon röntgensäteilyn osuus on noin neljäkymmentä prosenttia galaktisessa koneessa ja vielä vähemmän muualla", kertoo Miami-yliopiston astrofysiikka ja tutkijan kirjoittaja Massimiliano Galeazzi. "Joten muut röntgenkuvat tulevat paikalliselta Hot Bubbleilta osoittaen, että se on olemassa."

Kuitenkin DXL mitasi myös eräitä suuritehoisia röntgensäteitä, jotka eivät mahdollisesti voineet tulla aurinkotuulesta tai Local Hot Bubble -tapahtumasta.

"Korkeammilla energiamuodoilla nämä lähteet tuottavat vähemmän kuin neljäsosan röntgensäteilystä", kertoo Youaraj Uprety, tutkimuksen johtava kirjailija ja Miami Universityn astrofysiikka tutkimusaikanaan. "Joten on olemassa tuntematon X-säteilylähde tässä energia-alueella."

Vuosikymmeninä, kun löydimme ensimmäisen kerran röntgensäteilyä, joka läpäisee avaruuden, kolme pääteoriaa on puhuttu selittämään sen alkuperää. Ensinnäkin, ja nopeasti sulkenut pois, oli ajatus, että nämä röntgensäteet ovat eräänlainen taustamelu, joka tulee maailmankaikkeuden kaukaisilta ulottuvuuksilta. Galaksissamme on paljon neutraalia kaasua, joka absorboi etäisiltä lähteiltä tulevia röntgensäteitä, mikä tarkoittaa, että näiden röntgenkuvien on oltava peräisin aurinkokunnan lähellä.

Joten mikä voisi tuottaa tällaisen röntgenkuvan niin lähellä aurinkokuntamme? Tutkijat ajattelivat, että aurinkokuntamme ympäröi valtava kupari kuumasta ionisoituneesta kaasusta, ja elektronit olivat niin energisia, että ne voisivat vapauttaa tällaiset röntgenkuvat. He kutsuivat tämän rakenteen Local Hot Bubble.

"Uskomme, että noin 10 miljoonaa vuotta sitten supernova räjähti ja ionisoi paikallisen kuuman kuparin kaasun", sanoi Galeazzi. "Mutta yksi supernova ei riitä luomaan tällaista suurta onteloa ja saavuttamaan nämä lämpötilat - joten oli todennäköisesti kaksi tai kolme supernovaa ajan kuluessa, toinen toisistaan."

Paikallinen Hot Bubble oli vallitseva teoria monta vuotta. Sitten 1990-luvun lopulla tutkijat löysivät toisen röntgensäteilyn lähteen - prosessi, jota kutsutaan auringon tuulenpuhallusvaihtoehdoksi.

Aurinko vapauttaa aurinkomateriaalia jatkuvasti kaikkiin suuntiin, auringon tuulen kutsuttujen ladattujen hiukkasten virtaus. Kuten aurinko, aurinkotuuli koostuu ionisoituneesta kaasusta, jossa elektronit ja ionit ovat erossa. Tämä tarkoittaa, että aurinkotuuli voi kuljettaa sähköisiä ja magneettisia kenttiä.

Kun varattu aurinkotuuli toimii vuorovaikutuksessa neutraalin kaasun taskujen kanssa, joissa elektronit ja ionit ovat yhä tiiviisti sidoksissa toisiinsa, se voi nostaa elektroneja näiltä neutraaleilta hiukkasilta, jännittäen niitä. Kun nämä elektronit asettuvat takaisin vakaaseen tilaan, he menettävät energiaa röntgensäteinä - samantyyppisiä röntgensäteitä, joita oli ajateltu tulevan paikallisesta kuumakuplista.

Auringon tuulen röntgensäteilylähteen löytäminen aiheutti ongelman paikalliselle Hot Bubble -teorian kannalta, koska ainoa osoitus siitä, että se oli olemassa, oli nämä röntgensäteilyn havainnot. Mutta jos kuuma kupla olisi olemassa, se voisi kertoa meille paljon siitä, miten galaksimme kulma muodostui.

"Paikallisen kuuma-kuparin röntgensäteilyn tunnistaminen on tärkeää aurinkokuntamme ympäröimän rakenteen ymmärtämiseksi", sanoi Uprety, joka on nykyään astrofysiikka Middle Tennessee State Universityssä. "Se auttaa meitä rakentamaan parempia malleja tähtienvälisestä materiaalista aurinkosähkönmme."

Auringon tuulen röntgensäteiden ja paikallisen kuuma-kupin röntgensäteilyn erottaminen oli haaste - siellä missä DXL tulee sisään. DXL lensi soittimelle, joka kutsutaan soinnilliseksi rakettaksi, joka lentää noin 15 minuuttia. Nämä muutamat minuuttia havainnoimasta aikaa maapallon ilmakehästä ovat arvokkaita, koska maapallon lohkot useimmat näistä röntgensäteistä tekevät näin mahdottomia havaintoja maasta. Tällaiset lyhytkestoiset rakotetut raketit tarjoavat suhteellisen edullisen tavan kerätä voimakkaita avaruustilanteita.

DXL on toinen avaruusalus, joka mittaa kyseisiä röntgensäteitä, mutta toisin kuin edellinen tehtävä - satelliitti nimeltä ROSAT - DXL lensi silloin, kun maa kulki jonkin nimeltä helium-keskittyvän kartion. Helium-fokusoiva kartio on tilan alue, jossa neutraali helium on useita kertoja tiheämpi kuin muualla aurinkokunnassa.

"Aurinkokunta liikkuu keskilentokaton läpi noin 15 mailia sekunnissa", Uprety sanoi. "Tämä tila on täynnä vetyä ja heliumia, helium on hieman raskaampi, joten se ympäröi auringon muodostaa hännän."

Koska aurinkotuulen vaihto vaihtelee siitä, että paljon neutraalia materiaalia on vuorovaikutuksessa, helium-fokusointi-kartiolla mitattavien röntgenkuvien mittaaminen voisi auttaa tutkijoita lopullisesti määrittämään, kuinka paljon röntgensäteilyä tulee aurinkotuulesta ja kuinka paljon - jos sellainen on - tulee Local Hot Bubble -ohjelmasta.

DXL: n tiedot paljastivat, että noin neljäkymmentä prosenttia useimmista havaituista röntgensäteistä on peräisin aurinkotuulesta. Mutta korkeammissa energiamäärissä jotkut röntgenkuvat ovat vielä selvittämättömiä. DXL: n havainnot osoittavat, että alle neljäsosa röntgensäteilystä korkeammilla energiatasoilla tulee aurinkotuulesta, eikä Local Hot Bubble ole hyvä selitys.

"Local Hot Bubble -ilman lämpötila ei ole riittävän korkea tuottamaan röntgensäteitä tässä energia-alueella", totesi Uprety. "Joten meillä on avoin kysymys näiden röntgensäteiden lähteestä."

menu
menu