MÁGNESSÉG A VILÁGEGYETEMBEN
Előzmény: hogy gondolataimat közérthetőbben kifejezhessem, alkalmaztam saját készítésű képeket, de szükségesnek véltem a nagyok által készített képeket és leírásokat is alkalmazni, mindig közzétettem a kép és leírás készítőjének adatait, ezért köszönettel tartozom az alkotóknak!
A kíváncsiság vezérel, tudnom kell, hogyan jött és jön létre a mágnesség, van-e anyaga, és mi közvetíti.
Az igazi neve elektromágnesség. Az elektromos belső köráram hozza létre a mágneses hatást és erővonalait, ezek az erővonalak, amelyeknek nincs kezdetük és végük sem. Ezek közvetítik a mágnes térerejét. A fém rúd mágnes megtartja erejét, és nem tudható a felezési ideje sem.
Legegyszerűbb modellként gondoljuk az atomi elektronokat, az atommag körüli körpályákon mozgó részecskéknek.
Ha egy „e” töltésű elektron
(„e” az úgynevezett elemi töltés – 1,6 ·10-19 C) az atomban „r” sugarú körpályán kering, akkor meghatározható a körpálya befutásához szükséges idő, amellyel az „e” töltést elosztva áramerősséget kapunk. Ezt megszorozva a pálya által körbefogott A=r2π területtel, megkapjuk az elemi köráram mágneses nyomatékának nagyságát.
A mágnenes nyomaték vektormennyiség iránya a körpálya síkjára merőleges. A teljes mágneses nyomaték az elemi nyomatékok eredőjeként áll elő.
Az elméleti leírás azt igazolja, hogy a mágnesség köráramok által jön létre, mert a mágnesség és a köráramok egymást váltva fenntartják a mágnes erejét.
A fent leírtak szerint számomra tisztázódott, hogyan jön létre az elektromágnesség és erővonalai. Ugyanakkor egész komoly hasonlóságot fedezek fel az elektromágnesség és a gravitáció funkciója és viselkedése között. A születő és elmúló csillagok létével, elmúlásával az elektromágnesség és a gravitáció kölcsönösen részt vesz. Eközben a két, jelentősen eltérő elektromágnesség és gravitáció nem rombolja egymás hatását, de nem is segíti. Ugyanakkor mindkettőnek önmagában is van térereje és kölcsönhatása.
De a világegyetem működésében lényeges szerepe van az elektromágnességnek és a gravitációnak is. A gravitáció hatása végtelen jellegű, de folyamatosan csökken, de még így is alkalmas a világegyetem működtetésére. Az elektromágnesség esetében nem tisztázott a távolhatás léte, de a csillagokban, galaxisokban működése igazolt.
A mágneses mezőnek mindig két ellentétes pólusa létezik, önmagában egyik sem lehetséges. Az ellentétes pólusok vonzzák, az azonosak taszítják egymást. A vastárgyak a közelükben lévő mágneses mező hatására maguk is mágnesként viselkednek, a mező hatására ugyanis a bennük lévő részecskék "irányba" rendeződnek, és hatásuk összeadódik. A külső mágneses mező megszűnésekor a részecskék ismét rendezetlenné válnak, és az egyes részecskék mágneses hatásai kioltják egymást. Az acél azonban megtartja a mágnességét, a mező megszűnésekor a részecskék rendezettek maradnak. Fontos különbség a mágnesség és az elektromosság között, hogy az elektromos töltéseket szét lehet választani, a mágneses mező pólusait azonban nem.
Viszonyításképpen néhány adat a mágneses erő mértékére:
a Föld mágneses mezeje kb. 0,5 Gauss erősségű,
az átlagos hűtőmágnesek 35–200 Gauss,
az iparban használatos eszközök 300–5000 Gauss erősségűek.
Mágneses mező (másként mágneses tér) mágneses erőtér
Mozgó elektromos töltés (elektromos áram) vagy az elektromos mező változása hozhatja létre. A mágneses mezőt jellemző fizikai mennyiség a mágneses fluxussűrűség, mértékegysége a tesla (Vs / m²).
Jellemzői:
A mágneses tér erővonalai zárt görbék, azaz a görbéknek nincs sem kezdetük (forrásuk), sem végük (elnyelődésük). Szemben az elektromossággal vannak mágneses monopólusok vagy magnetikusan töltött részecskék. (A rúdmágnes – a mágneses dipólus – pólusai rendezett erővonal-nyaláboknak felelnek meg.) A mágnesesség alaptulajdonsága nem a valamely testre gyakorolt vonzó vagy taszító erőkifejtés, hanem a köráramokra (illetve a mozgó elektromosan töltött részecskékre) gyakorolt forgatónyomaték-kifejtés.
Mérése:
A mágneses erőtér jellemzői közül méréstechnikai okokból általában nem a térerőt mérik, mint az elektromos mezőnél, hanem a fluxust, illetve annak sűrűségét.
A mágneses fluxussűrűség változása ugyanis Faraday indukciós törvénye szerint feszültséglökést kelt, ami például ballisztikus galvanométerrel könnyebben és pontosabban mérhető, mint a Carl Friedrich Gauss nevéhez köthető, magnetométeres mágneses térerősségmérő módszerrel.
A mágneses erőtér mértékének kifejezésére a tesla és gauss mértékegységeket használjuk. tesla 1= 10 000 gauss, másképpen 10 G = 1 mT (1 millitesla).
Az Óriás csillag megszünésekor a hatalmasra megnőtt külső héját ledobja, és az eloszlik a Világegyetemben. A közepe összezsugorodik és Neutroncsillag, esetleg magnetár vagy feketelyuk lesz belőle. Ami a legfontosabb, hogy a közepében létrejött objektum az óriáscsillag teljes gravitációját megőrzi maradéktalanul.
Számomra ebből az következik, hogy ebben az esetben a mágnességét is megőrzi maradéktalanul, az óriás csillagból létrejött Neutroncsillag, és így lehet belőle Magnetár, vagy feketelyuk.
GRAVITÁCIÓS LENCSE
A gravitációs lencse nem véletlenül jön és jött létre. Az, ahogyan az űrben létrehozza és tulajdonképp ki, vagy mi hozza létre az óriás gravitációs gyűrűt, saját alakjával, sőt saját, egyébként sík galaxis formáját is meghajlitja, az általa képezett gravitációs gyűrű kerületének pontosan megfelelő ívére.
Amikor ennyire lehetetlenül közel kerülnek egymáshoz a galaxisok mint a gravitációs lencse körpályáján, akkor azoknak a fizika szerint, mindenképpen azonnal egyesülniük kellene, saját kölcsönhatásuk és az egymást vonzó gravitációjuk és mágneses hatásuk következtében. Tehát a gravitációs gyűrűnek azonnal össze kellene omolnia, mivel a galaxisoknak egyesülniük kellene azonnal. Képtelenség, a gravitációs gyűrű mintha nem is létezne, de mégis van, létezik és létezett is.
Jelenleg a galaxisok lehetetlenül minimális távolság tartását a gravitációs lencsék körpályáján több tényező teszi lehetővé:
pl. lehetséges az, hogy a galaxisok által képezett gyűrű forog, és az így létrejött centrifugális erő gátolja a galaxisok egyesülését.
Azok a még ismertelen fizikai jelenségek, tulajdonságok, amelyek lehetővé tették, és létrehozták ezt a grandiózus alkotást, a gravitációs lencsét. A gravitációs lencse tervezése, kivitelezése a fentiek miatt lehetetlen, megvalósithatatlan feladat, emberi ésszel. És nemcsak egyszer fordul elő a gravitációs lencse lehetetlen csodája, hanem az égbolt több helyén, és sokszor járul hozzá nagyitásaival a létezése, a tudósok munkáját segitve. A gravitációs lencse léte, az általa hatalmasra felnagyított objektumok célzott bemutatása szándékosságra, vagy figyelmeztetésre utalhat.
Mágnes lencsék
Ahogy egy élére állított galaxisnak a centrumában van az erősebb, maximális mágneses és gravitációs ereje. Ennek az adatnak a gravitációs lencse müködésénél van jelentősége. Azaz a gravitációs lencsénél körgyűrűben vannak a galaxisok, élükre állitva, és a közepük a gyűrű közepébe mutat, mivel így nagyobb gravitációs erőt közvetit.
A mágnesek erővonalaikkal, erőterükkel a gravitációhoz hasonlóan alkalmasak akár nagyításra, és számtalan elektromágneses gép, pl. villanymotorok működtetésére. Ezt a tulajdonságát a müszaki világ és a tervezők nagyon sok helyen alkalmazták, és ma is alkalmazzák.
Már régebben ismertek voltak a katódsugaras televíziók. Amelyek úgy müködtek, hogy a jellegzetes tv képcső vákumzárt állapotban az elektronikától megkapta a tv képhez szükséges képpontokat 2 sorban. Ezeket a képpontokat a katódsugár a képcsőben alakította ki. A katódsugarat a képcső külsején lévő tekercsek irányították, minden képpontot megfelelő sebességgel. Ezeket a tekercseket szintén az elektronika vezérelte, mágneses terüket, és megfelelő irányításával térítette el a katódsugarat, így került minden képpont a helyére megfelelő időben, színben és fényességben. A mágnesség nélkül nem működött volna a tv. A mai tv-k teljesen más elven működnek.
A mai világban ismertebbek az MRI mágneses vizsgáló berendezések, amelyekkel nagyon sok súlyos betegséget tudnak időben megállapítani, és így a beteg életben marad. Szintén a gyógyászatban használják a mágneses gyógymatracokat, és a különböző mágneses biorezonancia készülékeket, melyek elektromágneses rezgések alapján mérik fel, majd korrigálja a testi (fiziológiai), eltéréseket.
A Föld mágneses Van Allen öv mezője a Nap flerrel. Torzított ábra, a Nap és a Föld sokkal távolabb van egymástól.
A Föld mágneses mezeje egy mágneses dipólus, hasonló, mint egy rúdmágnes által generált mágneses mező, két pólusa megegyezik a földrajzi északi és déli mágneses pólussal Ha egy rúdmágnest felfüggesztek a közepén kiegyensúlyozva, egy vékony zsinórral, akkor rövid mozgások után megáll, és azt láthatjuk, hogy a rúdmágnes Déli pólusa a Föld északi mágneses pólusa felé mutat, az Északi pólusa a Föld Déli pólusa felé, tehát ez egy iránytű. Ez azt igazolja, hogy az ellentétes északi és déli pólusok vonzzák egymást, és az azonos pólusok taszítják.
A Föld két mágneses sarkot összekötő képzeletbeli tengelye 11,3°-kal tér el bolygónk forgástengelyétől. A mágneses sarkok nem stabilak, átlagosan 15 kilométert vándorolnak a Föld felszínhez viszonyítva minden évben, a két mágneses pólus egymástól független irányokba vándorol, és nem pontosan a földgömb átellenes pontjain helyezkednek el. A mező instabilitásának másik jele a nagyjából 200 000 évente bekövetkező pólusváltás. Hawaii vulkánjainak megfigyeléséből származó, a kőzetekben megőrződött mágnesesség mérésein alapuló feltételezések szerint időről időre megváltozik a mágneses mező polaritása. A legutóbbi ilyen esemény 780 000 évvel ezelőtt következett be. A mágneses mező eredete feltételezhetően a Föld magjában létrejött dinamóhatás, amelyben a fémmag olvadékának áramlása hatására létrejövő áramlatok elektromos kör áramot és mágneses mezőt indukálnak.
A földmagban indukálódott mágneses mező rendkívül kiterjedt, a felszíntől több tízezer kilométerre elnyúló mágneses buborékot, az ún. magnetoszférát hozva létre bolygónk körül.
A magnetoszféra alakja nem gömbszimmetrikus, hanem üstökösre hasonlít, mivel a napszél nyomása eltorzítja (a Föld nappali oldalán összenyomja, a felszínhez közelebbre tolja a magnetoszféra határát, míg az éjszakai oldalon csóvaként elnyújtja).
A magnetoszféra védőburkot von a Föld köré, a Nap és más a sugárzások nagy részének kiszűrésével lehetővé tette az élet kialakulását, és védelmezi azt a kezdetek óta.
A magnetoszféra jelenlétére két kísérleti bizonyíték létezik.
Az egyik a sarki fény, a világűrben a napszéllel áramló részecskék, légköri gázok ionizálása közben felszabaduló fotonok okozta fényjelenség, a mező erővonalai mentén.
A másik az iránytű, egy eszköz, amelyben a tű a mágneses észak–déli irány felé áll be.
A földi mágneses teret a bolygónk belső magjában folyékony állapotban lévő fém áramlása okozta, dinamóhatás és gravitációshatás révén marad fenn. Ehhez társul a jóval kisebb léptékű, de dinamikusan változó komponens, a Föld ionizált felső légkörében folyó áramok mágneses tere. E kettő összegeként jön létre a felszíni geomágneses tér.
A Föld belső magja a földmágnességet keltő dinamó
A Föld mágnességét előidéző forgó mag nem oly rég megállt. De hála a Teremtőnek, újból elindult, és biztosítja a Föld mágneses védettségét, és élhetőségét, vagyis a Föld légkörét. Volt olyan, hogy egy bolygónk, a Mars azért veszítette el a légkörét, mert megállt a forgó belső magja, amely a mágneses védettséget idézi elő.
A Föld keringési pályája a Nap körűl
A csillagok mágnesessége
A csillagok életük végén először kitágulnak, majd összezsugorodnak, és ezért a gravitációs és mágneses erejük megmarad, és hatalmasra koncentrálódik. Így jönnek létre a magnetár csillagok is, amelyek mágnessége elérheti akár az 1 kvadrillió gausst (ez egy egyes szám, amit 15 nulla követ). A csillag átmérőjének zsugorodása átmérőjének négyzetével fordított arányban változik, így a csillag felére zsugorodva, mágneses ereje négyszeresére nőne.
A pulzárok hatalmas mágneses erejűek. A felszíni érték 100 billió (1014 gauss).
És nem kevés hasonló pulzár, magnetár működik a Világegyetemben, amelyeknek a gravitációs és mágneses erejük összezsugorodáskor hasonló mértékben növekszik, szinte végtelenül. Véleményem szerint mindenképp át kell gondolni a Világegyetem elmúlásának jelenleg hatályos tudományos teóriáját.
A Nap egy átlagos csillag,
mágnessége kisebb, mint a Földé, a Napnak rendszeresen vannak mágneses flerjei, kilövelései, de ezek néha nagyon felerősödnek. Amikor a 14 éves ciklusa van, akkor a flerek, amelyek kilövelése a Naptól 200 ezer km-t is elérik, hatalmas mágneses erőt produkálnak. Olyan erőset, hogy a napkitörések elszakadnak a naptól, és a bennük lévő hidrogén és egyéb sugárzó anyag fénysebességgel, 8 perc alatt eléri a Földet.
2024,2025-ben jelentősen fokozott naptevékenység várható, a nap mágneses kitörései, a flerek többen lesznek, és nagyobb méretűek várhatóak. Bár a Földet védi a mágneses pajzsa, és az ózón pajzsa is, de ezek nem nyújtanak 100% -os védelmet. A flerek jelentős zavarokat okozhatnak az elektromos hálózatokban, a távvezetékekben, a napkitörések túlfeszültséget és jelentős áramot indukálnak, és lehet olyan, hogy a transzformátorok felrobbannak, a vezetékek elégnek. A Földre jutott, a napban létrejött hatalmas energiájú fler által keltett, hatalmas erejű, nagysebességű hidrogén és részecske sugárzás által indukált áram, ami a távvezetékek és a transzfomátorok ferobbanását okozhatja. Erre az esetre szükséges lenne a szakembereknek vésztervet kidolgozni.
A műholdakra is nagyon veszélyes a napkitörés, érzékeny áramkörei eléghetnek, ezért a műhold felrobbanhat. A GPS szolgáltatás zavarai, leállása is előfordulhat, ami ma már az egész Földre kiterjedő bajokat okozhat a magánéletben és vállalatok esetében is.
A Világegyetem többi hasonló csillaga is a Napnak megfelelően viselkedik mágneses szempontból. De egészségügyi szempontból is rosszuléteket estleg infarktust, pacemaker leállást is okozhat a napkitörés.
Spirálozó neutroncsillagok
A tudósok egy ideje azt is tudják, hogy a szupernóvák hosszú, két másodpercnél hosszabb törésű GRB-kre is képesek. 2017-ben az is kiderült, hogy két egymásba spirálozó neutroncsillag rövid GRB-t is kibocsáthat. A 2017-es megfigyelt robbanás 130 millió fényévnyire volt tőlünk. Ez mindenesetre nem magyarázta meg kielégítően a többi GRB-t, melyeket a kutatók szinte naponta észlelnek az égboltunkon.
GRB kitörés 2020.
Ez a helyzet másodpercek alatt megváltozott 2020. április 15-én. Ezen a napon hasított keresztül Naprendszerünkön az óriási GRB a Mars mellett. Ez volt az első ismert óriási GRB a NASA Fermi Gamma-sugár űrtávcsövének 2008-as indulása óta. A teleszkópok és műszerek ezúttal sokkal több információt gyűjtöttek az óriás GRB kitörésről, mint az előzőről, ami 16 évvel korábban érkezett.
A forrás beazonosításában a Bolygóközi Hálózat (IPN) nevű kutatókból álló nemzetközi szervezet segített. Szerintük a kitörés egy speciális neutroncsillagból (magnetár) érkezett, a Szobrász (Sculptor) csillagképben található NGC 253 galaxisból.
A Magnetár
olyan neutroncsillag, melynek rendkívül erős a mágneses tere. Ez a mágneses tér hozza létre az óriási mennyiségű elektromágneses sugárzást, mely részben röntgen-, részben gamma tartományba esik. Ezeknek az égitesteknek az elméletét Robert Duncan és Christopher Thompson alkotta meg 1992-ben. A következő évtizedben a magnetár-hipotézis széles körben elfogadottá vált, mint a lágy gamma-ismétlők és az anomális röntgen-pulzárok lehetséges fizikai magyarázata.
Kialakulása
A Napnál nagyobb tömegű csillagok életük végső stádiumában látványos robbanással (szupernóva) alakulnak át a kezdeti mag tömegének függvényében neutroncsillaggá, fekete lyukká vagy magnetárrá. Robert Ducan és Christopher Thompson kiszámolta, hogy egy neutroncsillag mágneses mezeje alaphelyzetben is hatalmas, 108 tesla nagyságú, azonban egyes fizikai jelenségek lehetővé teszik, hogy ez az érték 1011 tesla értéket is felvehessen.
Tulajdonságok:
A magnetárokról egyelőre hiányosak az ismereteink, ennek többek között a megfigyelés hiánya az oka, hiszen nincs a közelünkben egy sem. A magnetárok átmérője 10-20 km körüli, ennek ellenére a tömegük meghaladja a Napét.
A rendkívüli tömeg és a viszonylag kis térfogat eredménye az egyedülálló sűrűség, amely a neutroncsillagokra egyöntetűen jellemző, egy teáskanálnyi is több milliárd tonnát nyomna. Jellemző továbbá rájuk a gyors forgás. Periódusidejük 2–10 s közötti.
Aktív életük nem tekinthető túl hosszúnak, a hihetetlenül erős mágneses tér mintegy 10 ezer év elmúltával elkezd gyengülni. Becslések szerint a ma megfigyelhető csökkent vagy megszűnt aktivitású magnetárok száma a Tejútban 30 millió körüli, mely nagyon magas szám, de erről nem esik szó a tudományban, pedig érdemes lenne kutatni. Nem hinném, hogy végtelen életük lenne, és a már leállt magnetárokat érdemes lenne vizsgálni, mi várható később.
Véletlenszerű időpontokban a szokásos jet sugárzás 10-100-szorosa is felléphet rövid időre, ezt a feltételezések szerint extrém, 1010-1011 tesla erősségű mágneses tér hozza létre. A jelenség pontos mechanizmusa vita tárgya.
Mágneses mezeje
A magnetárok ismertetőjele az őket körülölelő rendkívül erős mágneses tér, amely elérheti a 10 gigateslát is. Ezen érték az ember által mesterségesen előállított mágneses térnél több nagyságrenddel nagyobb, és a Földet övező mágneses mező is eltörpül mellette. Ennek köszönhetően a magnetárok joggal viselik az eddig detektált legnagyobb mágneses mezővel rendelkező objektumok címet. Annyira erős mezővel rendelkeznek, hogy 1000 kilométeres távolságból is halálos lenne, továbbá a Föld-Hold távolság (384 403 km) felétől képes lenne letörölni az információkat egy bankkártyáról.
Magnetár
A Tejút mágneses tere
A Tejút óriás spirálgalaxis, amelyben előfordul sok csillag, köd és feketelyukak, és a Naprendszer is. A Tejút közepében Sagittarius A néven egy óriás supermasszív feketelyuk létezik. Ez a feketelyuk a körülötte lévő csillagokat már elfogyasztotta, de számtalan óriáscsillag fordul meg körülötte, excentrikus pályáján. Ez a feketelyuk a Tejút külső szélén a csillag keletkezést generálja. A kép szerint a Sagittarius A forgásiránya ellentétes az eredetihez képest. Ez azért alakult így, mivel ütközött egy nagy méretű fekete lyukkal, melynek következtében a forgás iránya ellentétesre változott.
Sagittarius A a Tejútban
A Tejút spirálkarokban a mágneses erővonalak nagyjából igazodnak a galaxis egészéhez, de közelebbről nézve valójában egészen eltérő helyeken húzódhatnak, például a szupernóvák és csillagszelek miatt.
A galaktikus mágneses terek rendkívül gyengék, nagyjából százezerszer gyengébbek, mint a Föld saját mágneses tere. Hosszú idő alatt azonban a gyenge mágneses terek hatására is felgyorsul a csillagközi térben a gáz és por, ami megmagyarázza néhány csillagbölcsőde – csillagkeletkezési régió – létezését, amelyekre pusztán a gravitáció nem ad magyarázatot, a csillagkeletkezéshez szükségesnek tünik a mágnesség is.
A mágneses terek feltérképezése a galaxisunkban segíthet jobban megismerni a Tejútrendszer és más galaxisok természetét és fejlődését.
Hatalmas energiájú sugárzásokat mértek a közeli szupermasszív fekete lyukból
A Perseus A fekete lyuk az NGC 1275 lencsegalaxis közepében. (Forrás: Flickr/ Robert Sullivan) Csillagászok az Event Horizon teleszkóp segítségével vizsgáltak egy aktív szupermasszív fekete lyukat a Perseus A galaxisának szívében.
A műszer kiszúrta a gravitáció és a mágnesesség között zajló csatát is.
Csillagászok megfigyeltek egy szupermasszív fekete lyukat (intergalaktikus léptékkel) szinte a szomszédban, amely közel fénysebességgel lövell ki anyagsugarakat. Ezek a kiáramlások a mágnesesség és a gravitáció közötti csatáról árulkodnak. A felfedezés segíthet a tudósoknak jobban megérteni, hogyan táplálkoznak a fekete lyukak az anyagból. És persze hogyan lövellnek ki erőteljes sugárnyalábokat, amelyek messze túlnyúlnak a galaxisukon. A csapat az Event Horizon teleszkóp (EHT) segítségével végezte el a megfigyeléseket a 3C 84 jelű, Perseus A néven is ismert rádiógalaxis szívében.
A régiót egy aktív szupermasszív fekete lyuk táplálja. Az EHT készítette az emberiség által valaha látott első felvételeket egy fekete lyukról. A rádióhullámok erős forrása a Perseus A, az NGC 1275 aktív galaxis középpontja, amely a Földtől 230 millió fényévre lévő Perseus szuperhalmaz központi galaxisa. Ez óriási távolságnak hangzik, pedig a most megfigyelt objektum a bolygónkhoz legközelebbi szupermasszív fekete lyukak egyike.
„A 3C 84 rádiógalaxis különösen érdekes a fekete lyuk közelében lévő fény polarizációjának észlelésével és pontos mérésével kapcsolatos kihívások miatt” – mondta Jae-Young Kim, a kutatócsoport tagja, a dél-koreai Kyungpook Nemzeti Egyetem asztrofizika docense a felfedezésről tett közleményben. A fekete lyuk mágneses varázslata. Nem az első alkalom, hogy az EHT vizsgálja egy szupermasszív fekete lyuk erős mágnesességét vagy gravitációját, az univerzum négy alapvető ereje közül kettőt. Miután a teleszkóp először a Messier 87 (M87) galaxis szívében lévő szupermasszív fekete lyukat vette fel, a 6,5 milliárd naptömegű fekete lyuk körüli fény polarizációját is leképezte. Ez a munka feltárta az M87 központi fekete lyuka körüli polarizációs mágneses mezők részleteit.
Az új kutatásban pedig az EHT a Perseus A körül is megfigyelte a polarizációt, ami rendezett mágneses mezőre utal annak közvetlen közelében. Ezek a mágneses mezők azzal bizonyítják erejüket, hogy legyőzik a fekete lyuk hatalmas gravitációját, amelynek tömege a becslések szerint 40 milliószorosa a Nap tömegének. Ezzel egyben nagy sebességű sugárzást indítanak el a világűrbe.
Georgios Filippos Paraschos, a németországi Max Planck Rádiócsillagászati Intézet (MPIfR) csoportvezetője szerint a felfedezés sok kérdést megválaszolhat. „Új eredményeink új bizonyítékkal szolgálnak arra, hogy a fekete lyukat körülvevő felhevült gázban rendezett mágneses mező húzódik.”
Mágnesesség vagy gravitáció?
Mikor az anyag a fekete lyuk felé esik, erősen mágneses, úgynevezett „akkréciós korongot” képez az objektum körül. Ahogy
ez a korong forog, a benne lévő mágneses mezővonalak megcsavarodnak, szorosan feltekerednek, ami megakadályozza a mágneses energia hatékony felszabadulását. A gyorsan forgó Perseus A szupermasszív fekete lyukról és az azt körülvevő mágnesesen megállított korongról szóló megfigyelések arra utalnak, hogy a fekete lyuk forgási sebessége összefüggésbe hozható a sugárnyalábok indítására való képességével.
Ez azt jelenti, hogy miközben ezek a sugárnyalábok a gravitáció felett győzedelmeskedő mágnesességet képviselik, külső beavatkozás formájában segítséget kaphatnak.
Egy mélyebb vizsgálat és Einstein 1915-ös gravitációs elméletének, az általános relativitáselméletnek az alkalmazása segíthet annak megállapításában, hogy ez valóban így van-e. „Miért olyan jók a fekete lyukak arra, hogy erős sugárzásokat hozzanak létre? Ez az asztrofizika egyik legizgalmasabb kérdése” – mondta Maciek Wielgus, az MPIfR kutatója. „Arra számítunk, hogy a fekete lyuk eseményhorizontja felett fellépő általános relativisztikus hatások lehetnek a kulcs a kérdés megválaszolásához.
Az ilyen nagy felbontású megfigyelések végre megnyitják az utat az empirikus ellenőrzés felé.”
Az EHT hasznos eszköz lehet a kérdés megválaszolásában. Az EHT a fekete lyuk és sugárzásának mélyreható megfigyeléseit
az interferometriának (VLBI) nevezett technika segítségével tudta elvégezni. Ez lehetővé teszi, hogy az ugyanazon objektumról végzett számos távcsöves megfigyelés jeleinek összevetésével képet alkossanak.
Az EHT a világ különböző pontjain található egyedi távcsövekből áll, amelyek egyetlen Föld méretű műszerré állnak össze. „Rendkívül izgatottak vagyunk, mert ezek az eredmények jelentős lépést jelentenek a 3C 84-hez hasonló galaxisok megértése felé” – mondta Anton Zensus, az MPIfR igazgatója és a rádiócsillagászat/VLBI kutatási részleg vezetője. „Nemzetközi partnereinkkel együtt arra törekszünk, hogy az Event Horizon teleszkóp képességeit továbbfejlesszük, hogy még részletesebb betekintést nyerhessünk a fekete lyukak körüli anyagképződésbe.”
Extra galaxis mágneses tere Az NGC 5775 látható képére felmásolt mágneses erővonal-rendszer. A galaxis látható fény-beli képét a Hubble Űrtávcső készítette el, és erre másolták fel a mért mágneses térerősség-értékeket kékkel és rózsaszínnel. Forrás: APOD, NRAO, NASA, ESA, Hubble Űrtávcső / Forrás: wikipédia.org
A csillagközi mágneses teret viszont a Faraday-effektussal lehet megmérni.
Az Univerzum egyszerűen mágneses térrel együtt született, és az anyag magával vitte ezt a mágneses teret és a gravitációt a galaxisokba.
Vagy esetleg az Univerzum ún. rekombinációs, esetleg a reionizációs korszakában keletkezett egy mágneses tér, ami bekerült a galaxisokba. A probléma ezekkel az elképzelésekkel az, hogy a modellek szerint 50-100-szor erősebb mágneses tereket kellene észlelnünk az ilyen “örökölt” mágneses tér esetében, mint amiket látunk.
A spirálgalaxisok korongja tele van ionizált gázfelhővel, és e gázfelhők között mindenfelé semleges és ionizált, ritkább sűrűségű gázzal (csillagközi anyag). Ezekben a gázfelhőkben zajlik a csillagkeletkezés azok létrejöttében szerepet játszik a gravitáció és a mágnesesség (csillagkeletkezési régiók), és a keletkező fiatal, forró csillagok erős röntgen- és ultraibolya-sugárzása a környezetükben ionizálja a gázfelhő anyagának egy részét (vagy akár a teljes felhőt is). Ugyanakkor az ionizáció azt jelenti, hogy a sugárzás elektronokat tép le a gáz atomjairól. Vagyis negatív elektromos töltésű elektronok és pozitív töltésű ionok (egy vagy több elektronjától megfosztott atomok) maradnak a felhőben. A csillagokhoz hasonlóan a felhők is keringenek a galaxis középpontja körül. Fizikailag ez mozgó elektromos töltést jelent, az iskolákban tanultak szerint pedig a mozgó elektromos töltések halmaza áram.
De a felhőn belül a negatív töltésű elektronok és a pozitív töltésű ionok együtt azt eredményezik, hogy a felhő elektromosan semleges. (Legfeljebb nagyon pici töltése lehet, ha esetleg a könnyebb elektronokat az erős fényű csillagok sugárzása mégis előbb nyomná ki a felhőből, vagy elektromos megosztást hozna létre a felhőben. Ez egy ingoványos terület, amiről kevés ismeretünk van, de valószínűleg a csillagközi felhőket kívülről nézve elektromosan semlegesnek tekinthetjük.)
A felhő Galaxis körüli keringése tehát nem jelent áramot, és ez a mozgása így mágneses teret sem kelt. Azonban a felhő belsejében mozoghatnak az elektronok és az ionok, tehát lehet mágnesség is. Olyan töltésáramlások is létrejöhetnek a felhőn belül, hogy pl. fel-le vagy körbe-körbe járnak a töltések. Az ilyen belső elektromos áramok már létrehoznak kívül is érezhető mágneses teret (alfa-omega dinamónak hívják ezt a csillagászatban).
Valójában azonban a felhőkben a mágneses tér tart egyensúlyt a felhő öngravitációjával, így valószínűleg jelentéktelen, hogy benne a kaotikus-turbulens mozgások nagy mágneses teret keltenének.
A ritkás csillagközi anyagban is beindulhatnak hasonló mozgások, amik áramot vagy áramokat kelthetnek a galaxisokban. Úgy gondolják a kutatók, hogy ez az áram kelti a galaxisok korongjában a mágneses teret. A felhők eloszlásával, és az ionizált csillagközi anyag időben nagyon lassú rekombinálódásával természetesen ezek az áramok, és vele együtt a galaxisbeli mágneses tér is megszűnhet.
Budapest, 2024.09.21.
Hollósi Ferenc