Πιστωτική εικόνα: NASA
Οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι ο Ήλιος δημιουργεί και καταστρέφει την αντιύλη ως μέρος της φυσικής διαδικασίας της αντίδρασης σύντηξης, αλλά νέες παρατηρήσεις από το διαστημικό σκάφος Reuven Ramaty High Energy Solar Spectroscopic Imager (RHESSI) έφερε νέες γνώσεις στη διαδικασία. Το αντιύλη σχηματίζεται σε ηλιακές εκλάμψεις όταν τα σωματίδια που κινούνται γρήγορα και επιταχύνονται από τη φωτοβολίδα συνθλίβονται σε πιο αργά κινούμενα σωματίδια στην ατμόσφαιρα του Ήλιου (δημιουργείται αρκετή αντιύλη σε μία μόνο φωτιά για να τροφοδοτήσει τις Ηνωμένες Πολιτείες για δύο χρόνια). Παραδόξως, το αντιύλη δεν καταστρέφεται αμέσως. Αντίθετα, μεταφέρεται από τη φωτοβολίδα σε άλλη περιοχή του Ήλιου πριν καταστραφεί.
Η καλύτερη ματιά στο πώς μια ηλιακή έκρηξη γίνεται ένα εργοστάσιο αντιύλης έδωσε απροσδόκητες πληροφορίες για το πώς λειτουργούν οι τεράστιες εκρήξεις. Η παρατήρηση μπορεί να αναστατώσει τις θεωρίες για το πώς οι εκρήξεις, που ονομάζονται ηλιακές εκλάμψεις, δημιουργούν και καταστρέφουν την αντιύλη. Έδωσε επίσης εκπληκτικές λεπτομέρειες σχετικά με το πώς ανατινούν τα υποατομικά σωματίδια σχεδόν στην ταχύτητα του φωτός.
Οι ηλιακές εκλάμψεις είναι από τις πιο ισχυρές εκρήξεις στο ηλιακό σύστημα. η μεγαλύτερη μπορεί να απελευθερώσει ενέργεια όσο ένα δισεκατομμύριο πυρηνικές βόμβες ενός μεγατόνου. Μια ομάδα ερευνητών χρησιμοποίησε το διαστημικό σκάφος Reuven Ramaty High Energy Solar Spectroscopic Imager (RHESSI) για να τραβήξει φωτογραφίες από μια ηλιακή φωτοβολίδα στις 23 Ιουλίου 2002, χρησιμοποιώντας τις ακτίνες Χ υψηλής ενέργειας και ακτινοβολία γάμμα.
«Φωτογραφίζουμε φωτοβολίδες σε ένα εντελώς νέο χρώμα, μια αόρατη για το ανθρώπινο μάτι, οπότε περιμένουμε εκπλήξεις και η RHESSI μας έδωσε ήδη ένα ζευγάρι», δήλωσε ο Δρ Robert Lin, μέλος της σχολής στο Τμήμα Φυσικής στο το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Μπέρκλεϊ, ο οποίος είναι ο κύριος ερευνητής του RHESSI.
Οι ακτίνες γάμμα και οι ακτίνες Χ είναι οι πιο ενεργητικές μορφές φωτός, με ένα σωματίδιο φωτός ακτίνων γάμμα στην κορυφή της κλίμακας που μεταφέρει εκατομμύρια έως δισεκατομμύρια φορές περισσότερη ενέργεια από ένα σωματίδιο ορατού φωτός. Τα αποτελέσματα είναι μέρος μιας σειράς εγγράφων σχετικά με την παρατήρηση RHESSI που θα δημοσιευτούν στο Astrophysical Journal Letters την 1η Οκτωβρίου.
Το Antimatter εκμηδενίζει την κανονική ύλη με μια έκρηξη ενέργειας, εμπνέοντας τους συγγραφείς επιστημονικής φαντασίας να το χρησιμοποιήσουν ως μια εξαιρετικά ισχυρή πηγή για την προώθηση των αστεριών. Η τρέχουσα τεχνολογία δημιουργεί μόνο ελάχιστες ποσότητες, συνήθως σε μηχανήματα μήκους χιλιομέτρων που χρησιμοποιούνται για να συνθλίψουν άτομα μαζί, αλλά οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι η φλόγα του Ιουλίου 2002 δημιούργησε μισό κιλό (περίπου 1 κιλό) αντιύλης, αρκετή για να τροφοδοτήσει ολόκληρες τις Ηνωμένες Πολιτείες για δύο ημέρες. Σύμφωνα με τις εικόνες και τα δεδομένα του RHESSI, αυτό το αντιύλη δεν καταστράφηκε όπου αναμενόταν.
Η αντιύλη συχνά ονομάζεται «κατοπτρική εικόνα» της συνηθισμένης ύλης, γιατί για κάθε τύπο σωματιδίου συνηθισμένης ύλης, μπορεί να δημιουργηθεί ένα σωματίδιο αντιύλης που είναι πανομοιότυπο εκτός από ένα αντίθετο ηλεκτρικό φορτίο ή άλλες θεμελιώδεις ιδιότητες.
Το αντιύλη είναι σπάνιο στο σημερινό σύμπαν. Ωστόσο, μπορεί να δημιουργηθεί σε συγκρούσεις υψηλής ταχύτητας μεταξύ σωματιδίων συνηθισμένης ύλης, όταν μέρος της ενέργειας από τη σύγκρουση πηγαίνει στην παραγωγή αντιύλης. Το αντιύλη δημιουργείται σε φωτοβολίδες όταν τα γρήγορα κινούμενα σωματίδια που επιταχύνθηκαν κατά τη διάρκεια της εκκένωσης συγκρούονται με πιο αργά σωματίδια στην ατμόσφαιρα του Ήλιου.
Σύμφωνα με τη θεωρία φλόγας, αυτές οι συγκρούσεις συμβαίνουν σε σχετικά πυκνές περιοχές της ηλιακής ατμόσφαιρας, επειδή απαιτούνται πολλές συγκρούσεις για την παραγωγή σημαντικών ποσοτήτων αντιύλης. Οι επιστήμονες περίμεναν ότι το αντιύλη θα εξαφανιζόταν κοντά στα ίδια μέρη, καθώς υπάρχουν τόσα πολλά σωματίδια συνηθισμένης ύλης για να συναντηθούν. «Το Antimatter δεν πρέπει να φτάσει μακριά», δήλωσε ο Dr. Gerald Share του Naval Research Laboratory, Washington, D.C., επικεφαλής συγγραφέας μιας εργασίας για τις παρατηρήσεις της RHESSI σχετικά με την καταστροφή των αντιύλων στη φλόγα στις 23 Ιουλίου.
Ωστόσο, σε μια κοσμική εκδοχή του κελύφους, φαίνεται ότι αυτή η αναλαμπή μπορεί να έχει ανακατέψει την αντιύλη γύρω του, να την παράγει σε μια τοποθεσία και να την καταστρέψει σε άλλη. Το RHESSI επέτρεψε μέχρι σήμερα την πιο λεπτομερή ανάλυση των ακτίνων γάμμα που εκπέμπονται όταν η αντιύλη εξαφανίζει τη συνηθισμένη ύλη στην ηλιακή ατμόσφαιρα. Η ανάλυση δείχνει ότι το αντιύλη της φωτοβολίδας μπορεί να έχει καταστραφεί σε περιοχές όπου οι υψηλές θερμοκρασίες έκαναν την πυκνότητα σωματιδίων 1.000 φορές χαμηλότερη από εκείνη που θα έπρεπε να είχε δημιουργηθεί.
Εναλλακτικά, ίσως δεν υπάρχει καθόλου «παιχνίδι κέλυφος» και οι φωτοβολίδες μπορούν να δημιουργήσουν σημαντικές ποσότητες αντιύλης σε λιγότερο πυκνές περιοχές, ή οι φωτοβολίδες μπορεί κατά κάποιο τρόπο να διατηρήσουν πυκνές περιοχές παρά τις υψηλές θερμοκρασίες ή η αντιύλη δημιουργήθηκε «στο τρέξτε »σε υψηλές ταχύτητες και η δημιουργία υψηλής ταχύτητας έδωσε την εμφάνιση μιας περιοχής υψηλής θερμοκρασίας, σύμφωνα με την ομάδα.
Οι ηλιακές εκλάμψεις είναι επίσης ικανές να ανατινούν ηλεκτρικά φορτισμένα σωματίδια στην ατμόσφαιρα του Ήλιου (ηλεκτρόνια και ιόντα) σχεδόν στην ταχύτητα του φωτός (περίπου 186.000 μίλια το δευτερόλεπτο ή 300.000 km / sec). Η νέα παρατήρηση RHESSI αποκάλυψε ότι οι ηλιακές εκλάμψεις ταξινομούν κατά κάποιο τρόπο σωματίδια, είτε από τις μάζες τους είτε από το ηλεκτρικό τους φορτίο, καθώς τα ωθούν σε εξαιρετικά υψηλές ταχύτητες.
«Αυτή η ανακάλυψη είναι μια επανάσταση στην κατανόησή μας για τις ηλιακές εκλάμψεις», δήλωσε ο Δρ.
Η ηλιακή ατμόσφαιρα είναι ένα αέριο ηλεκτρικά φορτισμένων σωματιδίων (ηλεκτρόνια και ιόντα). Δεδομένου ότι αυτά τα σωματίδια αισθάνονται μαγνητικές δυνάμεις, περιορίζονται να ρέουν κατά μήκος μαγνητικών πεδίων που διαπερνούν την ατμόσφαιρα του Ήλιου. Πιστεύεται ότι οι ηλιακές εκλάμψεις συμβαίνουν όταν τα μαγνητικά πεδία στην ατμόσφαιρα του Ήλιου στρίβονται και ξαφνικά στρέφονται σε μια νέα διαμόρφωση, όπως μια λαστιχένια ζώνη που σπάει όταν υπερβαίνεται. Αυτό ονομάζεται μαγνητική επανασύνδεση.
Προηγουμένως, οι επιστήμονες πίστευαν ότι τα σωματίδια στην ηλιακή ατμόσφαιρα επιταχύνθηκαν όταν σύρθηκαν μαζί με το μαγνητικό πεδίο καθώς έσπασε σε ένα νέο σχήμα, σαν μια πέτρα σε σφεντόνα. Ωστόσο, εάν ήταν τόσο απλό, όλα τα σωματίδια θα πυροβολήθηκαν προς την ίδια κατεύθυνση. Οι νέες παρατηρήσεις του RHESSI δείχνουν ότι αυτό δεν ισχύει. βαρύτερα σωματίδια (ιόντα) καταλήγουν σε διαφορετική θέση από τα ελαφρύτερα σωματίδια (ηλεκτρόνια).
«Το αποτέλεσμα είναι τόσο εκπληκτικό όσο οι ανθρακωρύχοι ανατινούν ένα γκρεμό και ανακαλύπτουν ότι η έκρηξη έριξε όλη τη βρωμιά προς μια κατεύθυνση και όλο το χρυσό προς μια άλλη κατεύθυνση», δήλωσε ο Δρ Craig DeForest, ηλιακός ερευνητής στο South West Research Inst. Boulder, Colo.
Τα μέσα με τα οποία εκλύονται σωματίδια κατά μάζα είναι άγνωστα. υπάρχουν πολλοί πιθανοί μηχανισμοί, σύμφωνα με την ομάδα. Εναλλακτικά, τα σωματίδια θα μπορούσαν να ταξινομηθούν με το ηλεκτρικό τους φορτίο, καθώς τα ιόντα είναι θετικά φορτισμένα και τα ηλεκτρόνια αρνητικά φορτισμένα. Εάν συμβαίνει αυτό, θα πρέπει να δημιουργηθεί ένα ηλεκτρικό πεδίο στη φωτοβολίδα, αφού τα σωματίδια κινούνται σε διαφορετικές κατευθύνσεις σε ένα ηλεκτρικό πεδίο ανάλογα με το φορτίο τους. Σε κάθε περίπτωση, η μαγνητική επανασύνδεση εξακολουθεί να παρέχει την ενέργεια, αλλά η διαδικασία επιτάχυνσης είναι πιο περίπλοκη.
Η ένδειξη που οδήγησε τους επιστήμονες σε αυτήν την εκπληκτική συμπεριφορά ήταν η παρατήρηση του RHESSI ότι οι ακτίνες γάμμα από τη φλόγα στις 23 Ιουλίου δεν εκπέμπονται από τις ίδιες τοποθεσίες που εκπέμπουν τις ακτίνες Χ, όπως προβλέπει η θεωρία. Σύμφωνα με τις θεωρίες της ηλιακής φωτοβολίδας, τα ηλεκτρόνια και τα ιόντα επιταχύνονται σε υψηλές ταχύτητες κατά τη διάρκεια της φωτοβολίδας και οδηγούν σε μαγνητικές δομές σε σχήμα τόξου. Τα ηλεκτρόνια χτυπούν στην πυκνότερη ηλιακή ατμόσφαιρα κοντά στα δύο σημεία των τόξων, εκπέμποντας ακτίνες Χ όταν συναντούν ηλεκτρικά φορτισμένα πρωτόνια εκεί που τα εκτρέπουν. Οι ακτίνες γάμμα πρέπει να εκπέμπονται από τις ίδιες θέσεις όταν τα ιόντα υψηλής ταχύτητας συντρίβουν επίσης σε αυτές τις περιοχές.
Ενώ το RHESSI παρατήρησε δύο περιοχές που εκπέμπουν ακτίνες Χ στα σημεία, όπως αναμενόταν, ανίχνευσε μόνο μια διάχυτη λάμψη ακτίνων γάμμα που επικεντρώθηκε σε διαφορετική τοποθεσία περίπου 15.000 χιλιόμετρα (περίπου 9.300 μίλια) νότια των τοποθεσιών ακτίνων Χ.
"Κάθε νέα ανακάλυψη δείχνει ότι μόλις αρχίζουμε να καταλαβαίνουμε τι συμβαίνει σε αυτές τις γιγαντιαίες εκρήξεις", δήλωσε ο Δρ. Brian Dennis από το Κέντρο Διαστημικής Πτήσης Goddard της NASA, Greenbelt, MD, ο οποίος είναι ο Επιστήμονας της Αποστολής για το RHESSI. Το RHESSI ξεκίνησε στις 5 Φεβρουαρίου 2002, με το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϋ, υπεύθυνο για τις περισσότερες πτυχές της αποστολής, και το NASA Goddard υπεύθυνο για τη διαχείριση προγραμμάτων και την τεχνική επίβλεψη.
Πηγή: Δελτίο Τύπου της NASA
