Crédit d'image: Hubble
Des scientifiques de l'Université de Californie travaillant au Los Alamos National Laboratory ont proposé une nouvelle théorie pour expliquer le mouvement de vastes champs énergétiques dans les radios galaxies géantes (GRG). La théorie pourrait être la base d'une toute nouvelle compréhension de la façon dont les rayons cosmiques - et leurs ondes radioélectriques caractéristiques - se propagent et voyagent à travers l'espace intergalactique.
Dans un article publié ce mois-ci dans The Astrophysical Journal Letters, les scientifiques expliquent comment la reconnexion du champ magnétique peut être responsable de l'accélération des électrons relativistes dans de grands volumes intergalactiques. C'est-à-dire le mouvement de particules chargées dans l'espace qui sont à l'origine activées par des trous noirs massifs.
"Si notre compréhension de ce processus est correcte", explique l'astrophysicien de Los Alamos Philipp Kronberg, "cela pourrait être un changement de paradigme dans la réflexion actuelle sur la nature des GRG et des rayons cosmiques."
Les chercheurs ne comprennent toujours pas parfaitement pourquoi la reconnexion du champ magnétique se produit, mais cela est bien connu: une compréhension plus approfondie du mécanisme pourrait avoir des applications importantes ici sur Terre, comme la création d'un système de confinement magnétique pour les réacteurs à énergie de fusion.
Si la théorie des scientifiques de Los Alamos est correcte, la découverte a également de vastes conséquences astrophysiques. Cela implique que la reconnexion du champ magnétique ou un autre processus de conversion d'énergie champ-particule très efficace pourrait être une source principale de toutes les sources radio extragalactiques, et peut-être aussi les mystérieuses «particules de rayons cosmiques à ultra haute énergie».
Les radio-galaxies géantes sont de vastes objets célestes qui émettent un continuum de longueurs d'onde radioélectriques détectables avec des radiotélescopes comme ceux du Very Large Array à Socorro, Nouveau-Mexique. les chercheurs ont pu étudier les champs d'énergie des rayons cosmiques qui sont expulsés des centres GRG - qui sont presque certains de contenir des trous noirs supermassifs - vers l'extérieur jusqu'à quelques millions d'années-lumière dans l'espace intergalactique (1 année-lumière = 59000000000000 miles).
Ce que les chercheurs de Los Alamos ont conclu, c'est que le contenu énergétique élevé de ces radio-galaxies géantes, leurs grandes structures de champ magnétique ordonné, l'absence de forts chocs à grande échelle et de très faibles densités de gaz internes indiquent une conversion directe et efficace du champ magnétique à l'énergie des particules dans un processus que les astrophysiciens appellent la reconnexion du champ magnétique. La reconnexion du champ magnétique est un processus où les lignes d'un champ magnétique se connectent et disparaissent, convertissant l'énergie du champ en énergie de particules. La reconnexion est considérée comme un processus clé dans la couronne solaire pour la production de fusées solaires et dans les dispositifs d'expérimentation de fusion appelés tokamaks. Il se produit également dans l'interaction entre le vent solaire et le champ magnétique terrestre et est considéré comme la principale cause des tempêtes magnétosphériques.
La recherche a déterminé que la mesure du contenu énergétique total d'au moins une de ces radio-galaxies géantes - qui aurait en son centre un trou noir d'une masse égale à 100 millions de fois celle de notre soleil - était de 10 61 ergs. Les Ergs sont une mesure d'énergie où un erg est la quantité d'énergie nécessaire pour soulever un gramme de poids sur une distance d'un centimètre. Ce niveau d'énergie de 10 61 ergs est plusieurs fois supérieur à l'énergie thermonucléaire qui pourrait être libérée par toutes les étoiles d'une galaxie, offrant aux chercheurs une preuve substantielle que la source de l'énergie mesurée ne pourrait pas être une fusion solaire typique ou même des supernovae.
En plus du contenu énergétique élevé, la grande structure ordonnée du champ magnétique et l'absence de forts chocs à grande échelle - comme ceux qui pourraient être présents lors d'une explosion de supernova - ont conduit les scientifiques à croire que le processus de reconnexion du champ magnétique est au travail.
En plus de Kronberg, la théorie est le résultat des travaux des scientifiques de Los Alamos Stirling Colgate, Hui Li et Quentin Dufton. La recherche a été financée par le financement de la recherche et du développement dirigés par le laboratoire Los Alamos (LDRD). Le LDRD finance la recherche fondamentale et appliquée et le développement en se concentrant sur des concepts créatifs sélectionnés à la discrétion du directeur du laboratoire.
Los Alamos National Laboratory est exploité par l'Université de Californie pour la National Nuclear Security Administration (NNSA) du Département américain de l'énergie et travaille en partenariat avec les laboratoires nationaux Sandia et Lawrence Livermore de la NNSA pour soutenir la NNSA dans sa mission.
Los Alamos renforce la sécurité mondiale en garantissant la sécurité et la confiance dans le stock nucléaire américain, en développant des technologies pour réduire les menaces d'armes de destruction massive et en améliorant l'héritage environnemental et nucléaire de la guerre froide. Les capacités de Los Alamos aident le pays à résoudre les problèmes d’énergie, d’environnement, d’infrastructure et de sécurité biologique.
Source originale: Communiqué de presse du Laboratoire national de Los Alamos
