Kuidas ilmnesid magnetväljad universumis? Varem usuti, et see ei saa juhtuda kohe pärast Suurt Pauku - need väljad ilmusid alles esimeste tähtede sünniga. Ameerika ja Saksa teadlaste uued uuringud viitavad aga sellele, et tegelikult võis nõrk magnetism tekkida juba varem. Aga kuidas see täpselt juhtus?
Elektromagnetilised väljad on kõikjal esinevad: mööda neid lendavad kiiresti kosmiliste kiirte relativistlikud osakesed, Päike demonstreerib teadlastele oma elektromagnetiliste väljade kõige keerukama hierarhia pidevat muundamist, Päikesesüsteemi planeetide magnetism on mitmekesine ning kauge kosmose objektid ja väljad hämmastavad kujutlust lihtsalt oma elektromagnetiliste väljadega!
Tekib mõistlik küsimus - kuidas tekkisid universumis magnetväljad, kuidas need muutusid universumi viimase 13,4 miljardi aasta jooksul?
Suure Paugu alghetkel sündis Universumieelne aeg peaaegu koheselt uskumatult kuumutatud gaasipilve kujul. See jahtus, laienedes ruumis ja selles moodustusid primaarsed osakesed, mis ühendasid üsna kiiresti kõige lihtsamateks aatomiteks.
Kuid magnetvälja ilmnemist selles süsteemis on täiesti võimatu ennustada! Järelikult sündis see hiljem. Kuidas algas ja arenes protsess, mille tulemusel ilmusid kõik kaasaegses maailmapildis nii võimsalt esindatud magnetväljad?
Eksperdid Reinhard Schlickayser Ruhri ülikooli Bochumi teoreetilise füüsika instituudist (Saksamaa) ja Peter Jun Marylandi ülikoolist (USA) üritavad mõistatust lahti harutada; nad esitavad uue hüpoteesi: magnetväli tekib hiljem kui Suur Pauk väga nõrga magnetilisuse vormist. Selle nähtuse virtuaalsed embrüod luuakse juhuslikult mateeria pilves, isegi enne ürgsete tähekehade sündi.
Kui Universumi vanus oli umbes 380 tuhat aastat, siis primitiivse pilve temperatuur langes, moodustusid erineva tiheduse ja rõhuga piirkonnad, mis aitasid esile magnetismi esimeste juhuslike tuumavormide ilmumise. Neid nõrku välju intensiivistati hiljem ja need puutusid kokku plahvatavate tähtede esimeste tähetuulte ja plasmavoogudega.
Vähesed täpsed autori definitsioonid: elektronide ja prootonite mittemagnetiseeritud mitterelativistlik termoplasma kiirgab spontaanselt magnetvälja perioodilisi turbulentseid kõikumisi, nende kõikumiste väikseim moodul on antud lihtsa valemiga, mis sisaldab ainult kolme füüsikalist parameetrit: βe on termiliste elektronide normaliseeritud temperatuur, me oleme plasma soojusenergia tihedus ja g on plasmaparameeter.
Reklaamvideo:
Magnetiseerimata galaktikavahelise keskkonna korral hinnatakse selle mehhanismi väljatugevuseks kohe pärast reioniseerimise algust 2 × 10-16 G ruumi tühimikes (tühimikud) ja 2 × 10-10 G protogalaksiates. Mõlemad väärtused on plasma dünaamika mõjutamiseks liiga nõrgad. Võttes arvesse viskoosset summutust, vähenevad need hinnangud ruumiõõntes endiselt 2 × 10–21 G ja protogalaksiates 2 × 10–12 G.
Siis toimub magnetvälja tekkimise ime: interpolaktilise ja protogalaktilise keskkonna nihe või kokkutõmbumine supernoovade esimeste plahvatuste ajal nende tähtmetamorfoosi suurtes piirkondades intensiivistab neid "seemnetega" välju!
Need muutuvad ebahomogeenseteks ja juba magnetvälja taastumisjõud mõjutavad gaasi dünaamikat, temperatuuri βe järjestamist ja tasandamist. Niisiis, laetud prootonite, elektronide, heeliumi ja liitiumi tuumade kuumas plasmapilves asuvate magnetväljade embrüonaalsetest "teradest", kus need magnetväljad olid suvaliselt orienteeritud, see tähendab, et mis tahes suunas, nende organisatsioon sündis - tekkis juba orienteeritud magnetväli.
Michael Riordan California ülikoolist Santa Cruzis (USA) sõnastab seletuse: “Magnetism on kõikjal, kus on laetud osakeste voog. Viige kompass alalisvoolu juhtme lähedale ja näete, kuidas nõel liigub.
Kuid kui laetud osakesi on palju ja need hajuvad igas suunas, nagu see oli varajases universumis enne plasma jahtumist ja aatomite moodustumist, on keskmine vool kõikjal null, seega pole makroskoopilisel skaalal magnetismi. Tekkiva magnetilisuse suurendamiseks olid vajalikud rasked elemendid nagu nikkel või raud - need sünteesiti supernoova plahvatuste termotuumaprotsessides.
Kui tähed olid moodustunud ja massilisemad neist hakkasid elu lõpul plahvatama, surudes kokku keskkonda ja küllastades seda samaaegselt raskete elementidega, hakkas tähetuule ja plahvatuste kombinatsioon väikesi magnetvälju laiali ajama, neid pigistades, venitades ja joondades tuule suunas.
Teadlased jälgivad ja lahti mõtestavad kosmose magnetväljade ümberkujundamise hämmastavaid mõjusid: meie ainsal ja lähimal tähel Päikesel käitavad magnetprotsessid 22-aastast päikese magnetväljade tsüklit, pakkudes 11-aastast päikesepiste tsüklit.
Päikesepõimiku magnetväljad hoiavad kuuma plasma, nende muundumine põhjustab koronaalainete ja esiletõstmiste väljutamist ning Päikese ujuvad magnetväljad stimuleerivad aktiivsuse kõige võimsamaid ilminguid - päikesekiirgust! Päikesetuul, mis jätab Päikese plasmavoogude kujul ja täidab kogu heliosfääri ruumi, kannab planeetidevahelist magnetvälja, mis varieerub mõnest kuni kümnete nT-ni. Ja magnetväljaga planeetidel möllavad magnetilised ja ionosfäärilised tormid ning mitmesugused aurorad süttivad.
Kokkuvõtteks tuleb märkida, et Universumi elektromagnetiliste väljade ammendamatu mitmekesisus on ammendamatu edasiste avastuste allikas.
TATIANA VALCHUK
