Kredit gambar: Hubble
Ilmuwan Universitas California yang bekerja di Los Alamos National Laboratory telah mengusulkan teori baru untuk menjelaskan pergerakan medan energi yang luas di galaksi radio raksasa (GRG). Teori ini bisa menjadi dasar bagi pemahaman yang sama sekali baru tentang cara-cara di mana sinar kosmik - dan gelombang radio khasnya - merambat dan melakukan perjalanan melalui ruang intergalaksi.
Dalam sebuah makalah yang diterbitkan bulan ini di The Astrophysical Journal Letters, para ilmuwan menjelaskan bagaimana rekoneksi medan magnet mungkin bertanggung jawab atas percepatan elektron relativistik dalam volume intergalaksi yang besar. Artinya, pergerakan partikel bermuatan di ruang angkasa yang semula diberi energi oleh lubang hitam masif.
"Jika pemahaman kita tentang proses ini benar," kata astrofisikawan Los Alamos Philipp Kronberg, "itu bisa menjadi perubahan paradigma dalam pemikiran saat ini tentang sifat GRG dan sinar kosmik."
Para peneliti masih belum sepenuhnya memahami mengapa rekoneksi medan magnet terjadi, tetapi banyak yang diketahui: pemahaman yang lebih dalam tentang mekanisme ini dapat memiliki aplikasi penting di Bumi ini, seperti penciptaan sistem kurungan magnetik untuk reaktor energi fusi.
Jika teori para ilmuwan Los Alamos benar, penemuan ini juga memiliki konsekuensi astrofisika yang luas. Ini menyiratkan bahwa penyambungan kembali medan magnet atau proses konversi energi medan-ke-partikel lainnya yang sangat efisien dapat menjadi sumber utama semua sumber radio ekstragalaktik, dan mungkin juga “partikel Sinar Kosmik Kosmik Energi Ultra Tinggi” yang misterius.
Galaksi radio raksasa adalah benda langit yang sangat luas yang memancarkan rangkaian panjang gelombang radio yang dapat dideteksi dengan teleskop radio seperti yang ada di Array Sangat Besar di Socorro, NM. Menggunakan data komprehensif tentang tujuh galaksi radio terbesar di Semesta yang dikumpulkan selama dua dekade terakhir, peneliti dapat mempelajari bidang energi sinar kosmik yang dikeluarkan dari pusat GRG - yang hampir pasti mengandung lubang hitam supermasif - ke luar sebanyak beberapa juta tahun cahaya ke ruang intergalaksi (1 tahun cahaya = 5,900.000.000.000 mil).
Apa yang disimpulkan oleh para peneliti Los Alamos adalah bahwa kandungan energi tinggi dari galaksi radio raksasa ini, struktur medan magnetnya yang besar, tidak adanya guncangan skala besar yang kuat, dan kepadatan gas internal yang sangat rendah menunjukkan konversi medan magnet yang langsung dan efisien. untuk partikel energi dalam proses yang ahli astrofisika sebut penyambungan kembali medan magnet. Penyambungan kembali medan magnet adalah suatu proses di mana garis-garis medan magnet terhubung dan menghilang, mengubah energi medan menjadi energi partikel. Rekoneksi dianggap sebagai proses utama dalam korona matahari untuk produksi suar matahari dan perangkat eksperimen fusi yang disebut tokamaks. Ini juga terjadi dalam interaksi antara angin matahari dan medan magnet Bumi dan dianggap sebagai penyebab utama badai magnetosfer.
Penelitian ini menentukan bahwa pengukuran kandungan energi total dari setidaknya satu dari galaksi radio raksasa ini - yang diyakini memiliki lubang hitam di pusatnya dengan massa yang setara dengan 100 juta kali matahari kita - adalah 10 61 ergs. Ergs adalah ukuran energi di mana satu erg adalah jumlah energi yang dibutuhkan untuk mengangkat satu gram berat jarak satu sentimeter. Tingkat energi 10 61 erg ini beberapa kali lebih banyak daripada energi termonuklir yang dapat dilepaskan oleh semua bintang di sebuah galaksi, menawarkan bukti substansial kepada para peneliti bahwa sumber energi yang diukur tidak dapat berupa fusi matahari yang khas atau bahkan supernova.
Selain kandungan energi yang tinggi, struktur medan magnet yang besar dan teratur dan tidak adanya guncangan skala besar yang kuat - seperti yang mungkin terjadi akibat ledakan supernova - membuat para ilmuwan percaya bahwa proses penyambungan kembali medan magnet sedang bekerja.
Selain Kronberg, teorinya adalah hasil karya ilmuwan Los Alamos Stirling Colgate, Hui Li dan Quentin Dufton. Penelitian ini didanai oleh pendanaan Penelitian dan Pengembangan (LDRD) penelitian Los Alamos. LDRD mendanai penelitian dan pengembangan dasar dan terapan yang berfokus pada konsep kreatif yang dipilih atas kebijakan Direktur Laboratorium.
Laboratorium Nasional Los Alamos dioperasikan oleh University of California untuk Administrasi Keamanan Nuklir Nasional (NNSA) dari Departemen Energi AS dan bekerja dalam kemitraan dengan laboratorium nasional NNSA's Sandia dan Lawrence Livermore untuk mendukung NNSA dalam misinya.
Los Alamos meningkatkan keamanan global dengan memastikan keselamatan dan kepercayaan dalam cadangan nuklir AS, mengembangkan teknologi untuk mengurangi ancaman dari senjata pemusnah massal dan meningkatkan warisan bahan lingkungan dan bahan nuklir dari perang dingin. Kemampuan Los Alamos membantu bangsa dalam mengatasi masalah energi, lingkungan, infrastruktur, dan keamanan biologis.
Sumber Asli: Rilis Berita Laboratorium Nasional Los Alamos
