Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Các mô phỏng mới được thực hiện một phần trên siêu máy tính ATERUI II ở Nhật Bản đã phát hiện ra rằng lý do các ion tồn tại ở nhiệt độ cao hơn các electron trong plasma không gian là vì chúng có khả năng hấp thụ năng lượng tốt hơn từ các dao động hỗn loạn nén trong plasma. Phát hiện này có ý nghĩa quan trọng trong việc tìm hiểu các quan sát về các đối tượng thiên văn khác nhau như hình ảnh của đĩa bồi tụ và bóng của lỗ đen siêu lớn M87.
Các mô phỏng mới được thực hiện một phần trên siêu máy tính ATERUI II ở Nhật Bản đã phát hiện ra rằng lý do các ion tồn tại ở nhiệt độ cao hơn các electron trong plasma không gian là vì chúng có khả năng hấp thụ năng lượng tốt hơn từ các dao động hỗn loạn nén trong plasma. Phát hiện này có ý nghĩa quan trọng trong việc tìm hiểu các quan sát của các đối tượng thiên văn khác nhau như hình ảnh của đĩa bồi tụ và bóng của lỗ đen siêu lớn M87 được chụp bởi Kính viễn vọng Chân trời Sự kiện.
Ngoài ba trạng thái bình thường của vật chất (rắn, lỏng và khí) mà chúng ta nhìn thấy xung quanh chúng ta hàng ngày, có một trạng thái bổ sung gọi là plasma chỉ tồn tại ở nhiệt độ cao. Trong những điều kiện này, các electron bị tách khỏi nguyên tử mẹ của chúng để lại các ion mang điện tích dương. Trong plasma không gian, các electron và ion hiếm khi va chạm với nhau, có nghĩa là chúng có thể cùng tồn tại trong các điều kiện khác nhau, chẳng hạn như ở các nhiệt độ khác nhau. Tuy nhiên, không có lý do rõ ràng tại sao chúng phải có nhiệt độ khác nhau trừ khi một số lực tác động lên chúng theo cách khác. Vì vậy, tại sao các ion thường nóng hơn các electron trong plasma không gian từ lâu đã là một bí ẩn.
Một cách để làm nóng plasma là bằng sự hỗn loạn. Các dao động hỗn loạn trong sự hỗn loạn trộn đều với các hạt, và sau đó năng lượng của chúng được chuyển thành nhiệt. Để xác định vai trò của các dạng dao động khác nhau trong quá trình đốt nóng plasma, một nhóm quốc tế do Yohei Kawazura tại Đại học Tohoku, Nhật Bản dẫn đầu đã thực hiện các mô phỏng đầu tiên trên thế giới về plasma không gian bao gồm hai dạng dao động, dao động ngang của đường sức từ và dao động dọc của áp suất. Họ sử dụng mô phỏng con quay hồi chuyển lai phi tuyến đặc biệt tốt trong việc mô hình hóa các dao động chậm. Những mô phỏng này được thực hiện trên một số siêu máy tính, bao gồm ATERUI II tại Đài quan sát thiên văn quốc gia Nhật Bản.
Kết quả cho thấy các dao động dọc thích trộn với các ion nhưng để lại các electron. Mặt khác, các dao động ngang có thể trộn lẫn với cả ion và electron. Kawazura nói: “Đáng ngạc nhiên là sự dao động theo chiều dọc lại kén chọn loài bạn tình để kết hợp. Đây là kết quả quan trọng để tìm hiểu tỷ lệ đốt nóng ion trên electron trong các plasmas quan sát được trong không gian, giống như xung quanh lỗ đen siêu lớn trong Thiên hà M87.
Nguồn truyện:
Tài liệu do Viện Khoa học Tự nhiên Quốc gia cung cấp . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa về kiểu dáng và độ dài.
Tham khảo Tạp chí :