Sonda NASA Juno zachytila pri Jupiteri častice pohybujúce sa takmer rýchlosťou svetla a poskytla nové dôkazy o tom, kde a ako vznikajú vysokoenergetické častice vrátane kozmických lúčov. Pozorovania naznačujú, že podobný urýchľovací proces, aký vedci poznajú zo Zeme, môže fungovať aj v oveľa väčších magnetických prostrediach, napríklad pri supernovách.
Snímka zobrazuje: NASA’s Juno Reveals New Insights into Cosmic Ray Origins.
Astronómovia hľadajú pôvod kozmických lúčov už viac než 100 rokov. Tieto vysokoenergetické častice môžu pochádzať z rôznych zdrojov, medzi nimi zo supernov aj zo Slnka. Keď sa slnečné kozmické lúče dostanú k Zemi, môžu spúšťať vesmírne počasie, ktoré narúša satelity, komunikáciu aj energetické siete.
Podľa zdrojového textu sa nový výsledok opiera o merania v Jupiterovej foreshock oblasti, kde Juno zachytila elektróny s vysokou energiou. Vedci ich zaznamenali pred oblasťou zvanou bow shock, ktorá vzniká tam, kde magnetické pole planéty naráža do prúdu nabitých častíc zo Slnka a spomaľuje ich alebo vychyľuje. Práve v tejto prechodovej zóne sa môžu niektoré častice zrýchľovať na takmer rýchlosť svetla.
Výsledky podľa NASA nadväzujú na skôr známe pozorovania misií MMS a THEMIS, ktoré ukázali, že aj pri Zemi sa niektoré elektróny urýchľujú v foreshock oblasti. Doteraz sa však len predpokladalo, že rovnaký mechanizmus funguje aj pri iných planétach a v iných astrofyzikálnych systémoch. Nové dáta pri Jupiteri toto podozrenie po prvý raz priamo potvrdzujú.
Vedci zároveň zistili, že elektróny pri Jupiteri dosiahli ešte vyššie rýchlosti než pri Zemi. Súvisí to s tým, že Jupiter má väčší bow shock, takže aj prostredie, v ktorom sa častice zrýchľujú, je rozsiahlejšie. Autori štúdie uvádzajú, že podobná škálovacia súvislosť sa zhoduje aj s kozmickými lúčmi zo supernov v Galaxii. To naznačuje, že ten istý fyzikálny proces môže fungovať v rámci Slnečnej sústavy aj v celom vesmíre.
Čo je foreshock a prečo je dôležitý
Foreshock je oblasť pred bow shockom, teda pred hranicou, kde sa prúd nabitých častíc zo Slnka stretáva s magnetickým poľom planéty. V tejto zóne sa častice miešajú, odrážajú a menia smer, pričom niektoré z nich získajú veľmi veľkú energiu. V praxi ide o akési prirodzené laboratórium zrýchľovania častíc.
Pre fyzikov je táto oblasť zaujímavá najmä preto, že ponúka možnosť sledovať mechanizmus v priamom prenose. Namiesto nepriamych odhadov môžu porovnávať merania zo Zeme, Jupitera a ďalších prostredí a skúmať, či sa rovnaký proces opakuje v rôznych mierkach.
Ako Jupiter pomáha vysvetliť kozmické lúče
Jupiter je pre podobné výskumy užitočný najmä tým, že má silné magnetické pole a obrovský magnetický priestor okolo seba. Keď takto veľká magnetická štruktúra interaguje so slnečným vetrom, vzniká rozsiahly bow shock a aj foreshock s inými podmienkami než pri Zemi.
Snímka zobrazuje: An artist's concept shows a planet at the top center with a blue band arcing around it in a horseshoe shape. The blue band is labeled the.
Podľa zdrojového textu práve táto väčšia mierka vysvetľuje, prečo elektróny pri Jupiteri dosiahli vyššie rýchlosti. Z pohľadu astronómie je dôležité, že ide o priamy dôkaz jedného z mechanizmov, ktorý môže stáť za vznikom vysokoenergetických častíc v rôznych častiach vesmíru.
Prečo vedcov zaujíma spojenie so supernovami
Kozmické lúče nepochádzajú len zo Slnka. Medzi ich zdroje patria aj supernovy, teda výbuchy hviezd, ktoré vytvárajú extrémne podmienky pre urýchľovanie častíc. Ak sa ukáže, že rovnaký typ urýchľovania funguje pri Jupiteri aj pri supernovách, vedci získajú spoločný fyzikálny rámec pre rôzne prostredia.
Snímka zobrazuje: NASA’s Juno Reveals New Insights into Cosmic Ray Origins.
To je dôležité aj pre interpretáciu dát z ďalších misií a observatórií. Namiesto toho, aby sa každý zdroj vysokoenergetických častíc posudzoval izolovane, môžu výskumníci porovnávať, ako sa energia častíc mení v závislosti od veľkosti a sily magnetického prostredia.
Čo to znamená pre vesmírne počasie a technológie
Zdroju sa venuje aj praktický rozmer: slnečné energetické častice môžu pri dopade na Zem vyvolať vesmírne počasie, ktoré ovplyvňuje technológie na obežnej dráhe aj na povrchu. Lepšie pochopenie toho, ako sa častice zrýchľujú, preto pomáha aj pri predpovediach rizík pre satelity, komunikáciu a elektrické siete.
Aj keď nový výsledok vznikol v prostredí Jupitera, jeho význam presahuje jednu planétu. Ukazuje, že základné fyzikálne procesy sa môžu opakovať v rôznych mierkach a v rôznych častiach Slnečnej sústavy, čo vedcom pomáha lepšie čítať aj vzdialenejšie zdroje kozmického žiarenia.
Čo zostáva otvorené
Zdrojový text potvrdzuje konkrétny urýchľovací proces, ale neznamená to, že všetky kozmické lúče vznikajú rovnako. Astronómovia stále riešia, ktoré zdroje prispievajú k jednotlivým typom vysokoenergetických častíc a ako presne sa ich energia v rôznych prostrediach mení.
Ďalší krok bude spočívať v porovnávaní podobných meraní z iných planét, zo Slnka aj z astrofyzikálnych objektov mimo Slnečnej sústavy. Práve kombinácia takýchto údajov môže ukázať, kde sa tento mechanizmus uplatňuje najčastejšie a kde už vstupujú do hry iné procesy.
Na poskytovanie tých najlepších skúseností používame technológie, ako sú súbory cookie na ukladanie a/alebo prístup k informáciám o zariadení. Súhlas s týmito technológiami nám umožní spracovávať údaje, ako je správanie pri prehliadaní alebo jedinečné ID na tejto stránke. Nesúhlas alebo odvolanie súhlasu môže nepriaznivo ovplyvniť určité vlastnosti a funkcie.
Funkčné
Vždy aktívny
Technické uloženie alebo prístup sú nevyhnutne potrebné na legitímny účel umožnenia použitia konkrétnej služby, ktorú si účastník alebo používateľ výslovne vyžiadal, alebo na jediný účel vykonania prenosu komunikácie cez elektronickú komunikačnú sieť.
Predvoľby
Technické uloženie alebo prístup je potrebný na legitímny účel ukladania preferencií, ktoré si účastník alebo používateľ nepožaduje.
Štatistiky
Technické úložisko alebo prístup, ktorý sa používa výlučne na štatistické účely.Technické úložisko alebo prístup, ktorý sa používa výlučne na anonymné štatistické účely. Bez predvolania, dobrovoľného plnenia zo strany vášho poskytovateľa internetových služieb alebo dodatočných záznamov od tretej strany, informácie uložené alebo získané len na tento účel sa zvyčajne nedajú použiť na vašu identifikáciu.
Marketing
Technické úložisko alebo prístup sú potrebné na vytvorenie používateľských profilov na odosielanie reklamy alebo sledovanie používateľa na webovej stránke alebo na viacerých webových stránkach na podobné marketingové účely.
