Plazma astrofizyczna
Plazma astrofizyczna to plazma poza Układem Słonecznym . Jest badany jako część astrofizyki i jest powszechnie obserwowany w kosmosie. Przyjęty pogląd naukowców jest taki, że większość barionowej we wszechświecie istnieje w tym stanie.
Kiedy materia staje się wystarczająco gorąca i energetyczna, ulega jonizacji i tworzy plazmę. Proces ten rozbija materię na jej składowe cząstki, które obejmują ujemnie naładowane elektrony i dodatnio naładowane jony . Te naładowane elektrycznie cząstki są podatne na oddziaływanie lokalnych pól elektromagnetycznych . Obejmuje to silne pola generowane przez gwiazdy i słabe pola, które istnieją w obszarach formowania się gwiazd , w przestrzeni międzygwiezdnej i przestrzeni międzygalaktycznej . Podobnie pola elektryczne obserwuje się w niektórych gwiezdnych zjawiskach astrofizycznych, ale nie mają one znaczenia w ośrodkach gazowych o bardzo małej gęstości.
Plazma astrofizyczna jest często odróżniana od plazmy kosmicznej , która zwykle odnosi się do plazmy Słońca , wiatru słonecznego oraz jonosfer i magnetosfer Ziemi i innych planet.
Obserwacja i badanie plazmy astrofizycznej
Plazma w gwiazdach może zarówno generować pola magnetyczne , jak i oddziaływać z nimi , co skutkuje różnorodnymi dynamicznymi zjawiskami astrofizycznymi. Zjawiska te są czasami obserwowane w widmach ze względu na efekt Zeemana . Istniejące wcześniej słabe pola magnetyczne mogą wpływać na inne formy plazmy astrofizycznej, których interakcje można określić jedynie bezpośrednio za pomocą polarymetrii lub innych metod pośrednich. W szczególności ośrodek międzygalaktyczny , ośrodek międzygwiazdowy , ośrodek międzyplanetarny i wiatry słoneczne składają się z rozproszonej plazmy.
Plazmę astrofizyczną można również badać na różne sposoby, ponieważ emituje ona promieniowanie elektromagnetyczne w szerokim zakresie widma elektromagnetycznego . Ponieważ plazmy astrofizyczne są generalnie gorące, elektrony w plazmach nieustannie emitują promieniowanie rentgenowskie w procesie zwanym bremsstrahlung . Promieniowanie to można wykryć za pomocą teleskopów rentgenowskich umieszczonych w górnych warstwach atmosfery lub w kosmosie. Plazmy astrofizyczne emitują również fale radiowe i promienie gamma. [ potrzebne źródło ]
Naukowcy interesują się aktywnymi jądrami galaktyk, ponieważ takie plazmy astrofizyczne mogą być bezpośrednio powiązane z plazmami badanymi w laboratoriach. Wiele z tych zjawisk pozornie wykazuje szereg złożonych magnetohydrodynamicznych , takich jak turbulencje i niestabilności . Chociaż zjawiska te mogą występować w astronomicznych skalach tak dużych, jak jądro galaktyki, wielu astrofizyków sugeruje, że nie wiążą się one znacząco z efektami plazmy, ale są spowodowane przez materię pochłanianą przez supermasywne czarne dziury. [ potrzebne źródło ]
W kosmologii Wielkiego Wybuchu cały wszechświat był w stanie plazmy przed rekombinacją . Następnie większość wszechświata została zjonizowana po utworzeniu pierwszych kwazarów . [ potrzebne źródło ]
Badanie plazmy astrofizycznej jest częścią głównego nurtu astrofizyki akademickiej. Chociaż procesy plazmowe są częścią standardowego modelu kosmologicznego, obecne teorie wskazują, że mogą odgrywać jedynie niewielką rolę w tworzeniu największych struktur, takich jak puste przestrzenie , gromady galaktyk i supergromady . [ potrzebne źródło ]
Wczesna historia
Norweski odkrywca i fizyk Kristian Birkeland przewidział, że przestrzeń kosmiczną wypełnia plazma . Pisał w 1913 roku:
Naturalną konsekwencją naszego punktu widzenia wydaje się założenie, że cała przestrzeń jest wypełniona elektronami i wszelkiego rodzaju latającymi jonami elektrycznymi. Przyjęliśmy, że każdy układ gwiezdny poprzez swoją ewolucję wyrzuca w przestrzeń cząstki elektryczne.
Birkeland założył, że większość masy we wszechświecie powinna znajdować się w „pustej” przestrzeni.
W 1937 roku fizyk plazmowy Hannes Alfvén argumentował, że jeśli plazma przeniknie wszechświat, może wytworzyć galaktyczne pole magnetyczne. W latach czterdziestych i pięćdziesiątych XX wieku Alfvén opracował magnetohydrodynamikę , która umożliwia modelowanie plazmy jako fal w płynie. Za ten wynalazek Alfvén otrzymał w 1970 roku Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki . Alfvén później zaproponował to jako możliwą podstawę kosmologii plazmy , chociaż teoria ta została poddana analizie. [ potrzebne źródło ]
Zobacz też
Linki zewnętrzne
| Kontrola władz : Biblioteki narodowe |
|---|
