Kozmik ışınların rahatsızlıklarından biri: Güneşin manyetik salınımı, bilim adamları bunu nasıl optimize ediyor?
Voyager 1 uydu görevinden geri gönderilen en son verilere dayanarak, Amerikalı araştırmacılar güneşin kozmik ışınlar üzerindeki etkisini açıklamak için yeni ve kesin bir formül geliştirdiler. Kozmik ışınlar, güneş sisteminin dışından kaynaklanan ve ışık hızına yakın hareket eden ultra yüksek enerji yüklü parçacıklardır.Evrenin en şiddetli olaylarından bazılarını açıklayabildikleri için üzerlerinde kapsamlı araştırmalar yapılmıştır. Araştırmacılar, bu formülün güneş rüzgarının bu parçacıklar üzerindeki etkisini daha iyi tahmin edebileceğini ve böylece kozmik ışın verilerinin analizini optimize edebileceğini umuyorlar.
Resim: Güneş rüzgarıyla yola çıkış: Voyager 1. Sanatçı tarafından hayal edilen Voyager 1. Kaynak: NASA
Kozmik ışınlar ilk olarak 1912'de fizikçi Victor Hess tarafından cüretkar bir sıcak hava balonu uçuşuyla keşfedildi. Dünya atmosferini sürekli olarak bombaladılar ve bazen dünyanın yüzeyine bile ulaşan ikincil parçacıklar ürettiler. Kozmik ışınlar esas olarak yüksek enerjili protonlardan ve atomik çekirdeklerden oluşur. Fermi Uzay Teleskobu'ndan elde edilen deneysel veriler, çoğunun süpernova veya kuasarlardan kaynaklandığını gösterse de, kökenleri hala bir muamma. Kozmik ışınlarla ilgili gözlemlerimizin çoğu heliosferde - bu, güneş sistemi dahil Plüton yörüngesinin çok ötesine uzanan devasa bir manyetik balon.
Kozmik ışınların kökeni için açıklamalardan biri: süpernova. Fermi'nin geniş alanlı teleskopunun gözlemleri, nötr mezonların (0) zayıflamasının tahminiyle oldukça tutarlıdır. Kaynak: NASA / DOE / Fermi LAT işbirliği
Güneş alanı
1960'ların başında "güneş rüzgarı" kavramı önerildiğinde, araştırmacılar kozmik ışınların güneş rüzgarındaki manyetik alan tarafından modüle edileceğini fark ettiler ve bu etkiyi açıklamak için bazı formüller önerdiler. Kozmik ışınlar dünyaya ulaştığında gözlemlenen son enerjiyi ve çevresindeki yıldızlararası ortamdaki (ISM) kozmik ışınların enerjisini hesaba katan "kuvvet alanı yaklaşımı" olarak adlandırılır. -ISM, Samanyolu'ndaki yıldız sistemleri arasında var olan maddedir. Heliosferin dışında.
1968'den beri, kuvvet alanı yaklaştırma yöntemi yaygın olarak kullanılmaktadır, ancak yine de birkaç eksiklik vardır. En önemli nokta, güneş modülasyonu ile değişen güneş aktivitesi arasındaki güçlü korelasyonu hesaba katmamasıdır. Gerçekte, modülasyon elektrik yüküne bağlıdır ve aylardan yıllara değişen zamanla değişir ve kuvvet alanı yaklaşımı bunu hesaba katmaz.
Güneş modülasyonunun etkilerini anlamak, antimadde / madde keşfi ve fotonükleer astrofizik ekipmanı (PAMELA) deneylerinin ve uzaydaki kozmik ışınları inceleyen alfa manyetik spektrometrenin (AMS) bilimsel hedeflerinden biridir. Bu iki deneydeki kozmik ışınların ayrıntılı ve sürekli tespiti sayesinde, araştırmacılar artık kozmik ışın spektrumunun nispeten kısa bir zaman diliminde yüksek istatistiksel doğrulukla nasıl değiştiğini görebilirler. Ayrıca ISM'de Voyager 1 tarafından geri gönderilen veriler, güneş sisteminden ve heliosferin ötesine geçmiş olabileceğine işaret ediyor.Bu veriler, güneş rüzgarından etkilenmeyen kozmik ışınların ilk ölçümünü sağlıyor.
Heliosfer. Kaynak: NASA
Manyetik form
Bu ilerlemeler sayesinde, ABD'deki Johns Hopkins Üniversitesi'nden Ilias Cholis, Fermi Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı ve Chicago Üniversitesi'nden meslektaşları ile birlikte kuvvet alanı yaklaşımı ve son on yıl Diğer gruplar tarafından yapılan diğer simülasyonlar modülasyon formülünü geliştirdi. Cholis, yaklaşık basitleştirilmiş varsayımların deneysel verilere meydan okuduğunu söyledi. "Şimdi, farklı yüklere sahip parçacıkların güneş rüzgârının gömülü alanından farklı şekilde etkilendiğine inanıyoruz." Yeni formülün, güneş rüzgârında önceden bilinmeyen fiziksel olayları hesaba kattığını açıkladı. "Ek olarak, helyosferdeki manyetik alanın şekli de sorunun önemli bir yönüdür, tıpkı gözlemlenen kozmik ışın parçacıklarının enerjisi ve yıldızlararası ortamdan Dünya'da gözlemlediğimiz konuma gitmeleri için geçen süre gibi."
Ekip, 24 yıl süren AMS-02, PAMELA ve Voyager 1 balon deneylerinden toplanan kozmik ışın verilerini analiz etti. Araştırmacılar ayrıca gömülü manyetik alanın zamana bağlılığını açıklamak için son yirmi yıldaki güneş rüzgarı verilerini de değerlendirdiler ve bu daha önce hiç yapılmamıştı.
mevsimsel değişiklikler
Cholis, fizik dünyasına (Physicsworld web sitesi), güneş modülasyon potansiyeli için son formüllerinin, farklı yük ve enerjilere sahip kozmik ışınların güneş rüzgarında zamanla değişen bir manyetik alan deneyimlediğini açıkladığını söyledi. "Güneş rüzgârının doğasını izlemeye devam ettikçe, belirli bir yük ve enerjiye sahip parçacıkların belirli bir zamanda güneş modülasyon potansiyelini (belirsizlikle) bilebiliriz. AMS-02, önümüzdeki on yıl içinde daha fazla toplayacak. Daha fazla veriyle, kalan belirsizlikler keşfedilecek ve daha da sınırlandırılacaktır. "
AMS-02 deneyinin ana amaçlarından biri, karanlık madde parçacıklarının yok edilmesinden kaynaklandığı düşünülen antimadde kozmik ışınlarını tespit etmektir. Cholis ve meslektaşları, formüllerinin AMS araştırmacılarının ölçümlerinde sistem belirsizliğini azaltmasına yardımcı olacağını umuyor.
AMS-02, Uluslararası Uzay İstasyonunda. Resim kaynağı: AMS
Referans
1. WJ Ansiklopedisi
2. Astronomik terimler
3. Tushna Commissariat-Ah Su
İlgili herhangi bir içerik ihlali varsa, silmek için lütfen 30 gün içinde yazarla iletişime geçin
Lütfen yeniden basım için yetki alın ve bütünlüğü korumaya ve kaynağı belirtmeye dikkat edin
