No episódio desta semana, "The Boy elétrica ", narrador Neil deGrasse Tyson , mostra que, sem um campo magnético a taxa de mutação entre os organismos vivos da Terra aumentaria significativamente. Nova evidência para a existência do campo magnético da Terra tem empurrado a sua idade de volta cerca de 250 milhões anos, sugerindo que mais cedo a vida do planeta estava protegido contra a radiação cósmica mais prejudiciais do sol.
Cientistas da Universidade de Rochester descobriram que o campo magnético da Terra 3,5 bilhões de anos tinha apenas metade tão forte como é hoje, e que esta fraqueza, juntamente com um forte vento de partículas energéticas do jovem Sol, água provavelmente retirados do atmosfera primitiva da Terra. Os resultados sugerem que o magnetopausa-o limite onde o campo magnético da Terra desvia com sucesso entrada solar, eólica foi de apenas a metade da distância do Sol da Terra é hoje.
Líquido Núcleo da Terra - Fonte do Campo Magnético
"Com uma magnetosfera fraca e um jovem Sun rápida rotação, a Terra foi provavelmente a receber o maior número de prótons solares em um dia normal como nós temos hoje, durante uma tempestade solar intensa", diz John Tarduno, geofísico da Universidade de Rochester e chumbo autor do estudo.
"Isso significa que as partículas que fluem para fora do Sol eram muito mais prováveis para chegar à Terra. É muito provável que o vento solar foi a remoção de moléculas voláteis, como hidrogênio, da atmosfera a uma taxa muito maior do que nós estamos perdendo-los hoje."
Tarduno diz que a perda de hidrogênio implica uma perda de água, bem como, o que significa que pode ser muito menos água na Terra hoje do que em sua infância.
Para encontrar a força do campo magnético antiga, Tarduno e seus colegas da Universidade de KwaZulu-Natal visitou sites na África que eram conhecidos para conter rochas em excesso de 3 bilhões de anos de idade. Não apenas todas as rochas dessa idade faria, no entanto. Certas rochas ígneas chamados dacites contêm pequenos cristais de quartzo de tamanho milímetros-, que por sua vez têm pequenas inclusões magnéticas de tamanho nanométrico. A magnetização dessas inclusões atuar como bússolas minutos, travando em um registro do campo magnético da Terra, como o dacite resfriado de magma derretido ao hard rock.
Basta encontrar rochas dessa idade é bastante difícil, mas essas rochas também testemunharam milhares de milhões de anos de atividade geológica que poderia ter reaquecido-los e possivelmente alterado seu registro magnético inicial. Para reduzir a chance de essa contaminação, Tarduno escolheu os grãos mais bem preservadas de quartzo de afloramentos dacito 3,5 bilhões anos de idade, na África do Sul.
Para complicar a busca pelas pedras certas ainda, o efeito do vento solar interagem com a atmosfera pode induzir um campo magnético próprio, por isso mesmo se Tarduno encontrou uma pedra que não tinha sido alterado de 3,5 bilhões anos, ele teve que fazer Certifique-se o registro magnético que continha foi gerada pelo núcleo da Terra e não induzida pelo vento solar.
Uma vez que ele isolou os cristais ideais, Tarduno utilizado um aparelho chamado dispositivo de interface quântico supercondutor, ou SQUID magnetômetro, que é normalmente usado para solucionar problemas de chips de computador, porque é extremamente sensível para os mais pequenos campos magnéticos. Tarduno pioneira no uso de análise de cristal único usando magnetômetros SQUID. No entanto, para este estudo, mesmo magnetômetros SQUID padrão faltou a sensibilidade. Tarduno foi capaz de utilizar um novo magnetómetro, que tem sensores para mais perto do que a amostra em instrumentos anteriores.
Usando o novo magnetômetro, Tarduno, cientista de pesquisa Rory Cottrell, e estudantes da Universidade de Rochester foram capazes de confirmar que os 3,5 bilhões anos de idade cristais de silicato tinha gravado um campo muito forte para ser induzida pela interação vento-atmosfera solar, e por isso devem ter sido gerados por núcleo da Terra.
"Ganhamos uma idéia bastante sólida de como campo forte da Terra naquela época, mas sabíamos que era apenas metade da imagem", diz Tarduno. "Precisávamos entender o quanto o vento solar que o campo magnético foi desviar porque isso iria nos dizer o que provavelmente estava acontecendo com a atmosfera da Terra."
O vento solar pode despir atmosfera de um planeta e banhar-se em sua superfície de radiação letal. Tarduno aponta para Marte como um exemplo de um planeta que provavelmente perdeu sua magnetosfera início de sua história, deixando que o bombardeio de vento solar erodir lentamente a sua atmosfera. Para descobrir que tipo de vento solar que a Terra teve de enfrentar, Tarduno empregada a ajuda de Eric Mamajek, professor assistente de física e astronomia na Universidade de Rochester.
"Nós estimamos o vento solar na época era um par de ordens de magnitude mais forte", diz Mamajek. "Com mais fraco magnetosfera da Terra, o ponto de impasse entre os dois foi, provavelmente, menos de cinco raios terrestres. Isso é menos de metade da distância de 10,7 raios que é hoje."
Tarduno diz que além da magnetopausa menor permitindo que o vento solar para despir mais vapor de água da Terra primitiva, o céu poderia ter sido preenchido com mais aurora polar. O campo magnético da Terra se inclina em direção vertical, nos pólos e canais de vento solar em direção a superfície da Terra lá. Quando o vento solar atinge a atmosfera, ele libera fótons que aparecem como mudanças nos padrões de luz durante a noite.
Com a magnetosfera enfraquecida, a área onde o vento solar é canalizada em direção a uma superfície-área do chamado magnético polar cap-teria sido três vezes maior do que é hoje, diz Tarduno.
"Em uma noite normal de 3,5 bilhões de anos, você provavelmente veria a aurora até o sul de Nova York", diz Tarduno.
Líquido Núcleo da Terra - Fonte do Campo Magnético
Surpreendentemente, sabemos muito pouco sobre o que está abaixo da superfície da Terra. A comunidade científica está de acordo generaly que o mundo debaixo dos nossos pés é composto de quatro camadas: a crosta rochosa exterior, um manto de rocha quente viscoso, um núcleo externo líquido, a sede do magnetismo, e um núcleo interno sólido, girando.
O núcleo líquido, cria o campo magnético da Terra, em conjunto com o núcleo sólido fiação, que atua como um motor eléctrico, inverte-se a cerca de 200 vezes nos últimos 100 milhões de anos. Mas não temos a menor idéia do porquê; é um dos grandes mistérios não resolvidos da ciência.
Núcleo interno sólido da Terra é mais quente do que 1043 K, o ponto de Curie temperatura em que as orientações de spins dentro ferro tornar-se aleatória. Tal aleatorização provoca a substância perder o seu campo magnético. Por isso o campo magnético da Terra é causada não por depósitos de ferro magnetizados, mas principalmente por correntes elétricas no núcleo externo líquido.
Pensa-se que pode estar passando por uma reversão do campo magnético agora. Medições registradas mostram que ela diminuiu tanto quanto seis por cento no último século sozinho, o que, juntamente com o aquecimento global significa problemas potenciais para o planeta. O campo magnético da Terra desvia os raios cósmicos perigosos longe da superfície do planeta em duas zonas do espaço próximo chamados os cinturões de Van Allen.
Marte em falta em campo foi Magnetic É destruída por um enorme impacto de asteróides?
Os cientistas acreditam que o campo magnético de Marte pode ter sido martelada em sua apresentação por greves de espaço. Campos magnéticos planetários são criados por correntes de metal fundido em massa dentro do núcleo do planeta. Uma corrente que flui cria um campo magnético, mesmo quando a corrente é volumes maciços de metal líquido carregada em movimento sob a influência das variações de temperatura (convecção) - na verdade, especialmente depois. Mas a análise magnética de locais marcianos por pesquisadores de Berkeley mostram que o campo de proteção do planeta vermelho foi desligado meio bilhão de anos atrás, e agora alguns cientistas dizem que sabem o porquê.
Tudo era pura especulação até que os dados vieram de volta da Mars Global Surveyor e outras espaçonaves recente. Em 2009, os cientistas planetários Robert Lillis e Michael Manga, ambos da Universidade da Califórnia, em Berkeley, ligado estimativas de idade de bacias de impacto com força do campo magnético para mostrar que a data anteriormente estabelecida de bombardeio pesado, cerca de 3,9 bilhões de anos, corresponde à morte do dínamo de Marte.
Lillis, Manga, e geofísico planetário James Roberts da John Hopkins University Applied Physics laboratório em Laurel, Maryland, modelados os efeitos do calor produzidos por impactos e calcularam que um período de enormes impactos de asteróides, conhecidos por ter acontecido na mesma época, não poderia só maciçamente impactado no Deep-estilo Impacto superfície (com toda a alteração atmosférica e enorme cratera-making-que implica), mas acrescentou bastante energia para o planeta a aquecer as camadas externas do planeta.
Sem a enorme diferença de temperatura entre o núcleo eo manto, as correntes de convecção dínamo mega-magnéticos seriam desligados - e incapaz de começar de novo quando as coisas arrefecido. Lembre-se, o comportamento do núcleo planetário ainda está continuando a partir de quando os planetas se formou - na medida em que estamos preocupados a coisa toda "crosta" e toda a vida como a conhecemos é apenas uma escória de resfriamento na superfície. Se você quebrar alguma coisa de volta, então você simplesmente não tem o suco para começar tudo de novo.
Sem o campo magnético de Marte não tem defesa contra a radiação que constantemente derrama do espaço. Terra é pensado para ter sobrevivido o mesmo espaço-bombardeio por causa do nosso tamanho superior, com nosso dínamo talvez gaguejando um pouco, mas - muito importante - não parar. Como você pode dizer talvez pelo fato de que você existe.
Cosmic-Escala Campos Magnéticos
A menção de campos magnéticos cósmicos escala ainda é provável que reuniu-se com um silêncio desconfortável em alguns círculos astronômicos - e depois de um pouco de febre aftosa, baralhar e pigarro, a discussão será movido para tópicos mais seguros. Mas olha, eles estão lá fora. Eles provavelmente desempenham um papel na evolução da galáxia, se não a formação de galáxias - e são certamente uma característica do meio interestelar e do meio intergaláctico.
Espera-se que a próxima geração de radiotelescópios, como o LOFAR (Array Low Frequency) e do SKA (Square Kilometre Array), fará com que seja possível mapear esses campos em detalhes sem precedentes - por isso mesmo se verifica-se que os campos magnéticos cósmicos apenas desempenham um papel trivial na cosmologia em grande escala - é, no mínimo, vale a pena ter um olhar.
Ao nível estelar, os campos magnéticos têm um papel chave na formação de estrela, ao permitir que um proto para descarregar o momento angular. Essencialmente, rotação da protoestrela é retardado por arrasto magnético contra o disco de acreção ao redor - o que permite que a protoestrela para manter o desenho no mais massa sem girando-se distante.
Em nível galáctico, discos de acreção ao redor de buracos negros estelares porte criar jatos que injetam o material ionizado quente no meio interestelar - enquanto buracos negros supermassivos centrais podem criar jatos que injetam tais materiais para o meio intergaláctico.
A imagem abaixo mostra o total de emissão de rádio contínuo da galáxia "Whirlpool" M51 (estimativas de distância variam entre 13 e 30 milhões de anos-luz) é mais forte nas bordas internas dos braços espirais ópticos, provavelmente devido à compressão dos campos magnéticos pela densidade ondas. Imagem cortesia de NRAO / AUI.
Dentro de galáxias, "semente" campos magnéticos podem surgir a partir do fluxo turbulento de material ionizado, talvez mais agitado por explosões de supernovas. Em galáxias de disco, tais campos de sementes podem, então, ser ampliado ainda mais por um efeito dínamo decorrentes de ser arrastado para o fluxo de rotação de toda a galáxia. Esses campos magnéticos em escala galáctica são muitas vezes vistos formando padrões em espiral em uma galáxia de disco, bem como mostrar alguma estrutura vertical dentro de um halo galáctico.
Campos de sementes semelhantes podem surgir no meio intergaláctico - ou pelo menos o meio do cluster. Não está claro se os grandes espaços vazios entre aglomerados galácticos conteriam uma densidade suficiente de partículas carregadas para gerar campos magnéticos significativos.
Prevê-se que telescópios de rádio de última geração, como o Square Kilometre Array irá melhorar significativamente a pesquisa de campo magnético cósmico.
Campos de sementes no meio do cluster pode ser amplificado por um grau de fluxo turbulento impulsionada por jatos de buracos negros supermassivos, mas, na ausência de mais dados, podemos supor que tais campos talvez mais difusa e desorganizada que aqueles vistos dentro galáxias.
A força de campos magnéticos intracluster médias de cerca de 3 x 10-6 Gauss (G), que não é muito. Campos magnéticos médias da Terra em torno de 0,5 L e um ímã de geladeira é de cerca de 50 G. No entanto, estes campos dentro de clusters oferecem a oportunidade de rastrear interações passadas entre galáxias ou agrupamentos (por exemplo, colisões ou fusões) - e, talvez, para determinar qual o papel desempenhado campos magnéticos no início do universo, especialmente no que diz respeito à formação das primeiras estrelas e galáxias.
Os campos magnéticos podem ser indirectamente identificadas através de uma variedade de fenômenos:
• luz óptico é parcialmente polarizada pela presença de grãos de poeira que são atraídas para uma determinada orientação por um campo magnético e, em seguida, só deixam passar a luz em um determinado plano.
• Numa escala maior, a rotação de Faraday entra em jogo, em que o plano de luz polarizada é rodado já na presença de um campo magnético.
• Há também a divisão Zeeman, onde as linhas espectrais - que normalmente identificam a presença de elementos como hidrogênio - podem tornar-se dividida em luz que passou por um campo magnético.
Levantamentos grande angular ou todo-céu de fontes de radiação síncrotron (por exemplo, pulsares e blazars) permitem a medição de uma rede de pontos de dados, que pode sofrer rotação Faraday, como resultado de campos magnéticos em escala intergaláctico ou intracluster.
Lua Uma vez abrigou uma vida longa Dynamo "- Nova MIT Research: Campo Magnético existiu 3,6 bilhões de anos
A pesquisa do MIT sobre uma rocha antiga lunar sugerem que a Lua uma vez abrigado um dínamo de longa duração - um fundido convecting core, de metal líquido que gerou um forte campo magnético 3,56 bilhões anos atrás. Os achados apontam para um dínamo que durou muito mais tempo do que os cientistas acreditavam anteriormente, e sugerem que uma fonte de energia alternativa pode ter alimentado o dínamo.
O campo magnético existiu até pelo menos 3560 milhões anos atrás, um estudo do MIT sugere - aproximadamente 160 milhão anos mais do que os cientistas pensavam. "Parece que o dínamo lunar durou muito tarde na história da Lua", diz Benjamin Weiss, especialista palaeomagnetics no Massachusetts Institute of Technology (MIT), em Cambridge. "É um resultado muito surpreendente."
"A lua tem essa história prolongada que é surpreendente", diz Weiss, professor associado de ciência planetária no MIT. "Isso evidencia fundamentalmente uma nova maneira de fazer um campo magnético em um planeta de uma nova fonte de energia."
O documento é o mais recente peça de um quebra-cabeça que os cientistas planetários têm vindo a trabalhar há décadas. Em 1969, a missão Apollo 11 trouxe as primeiras rochas lunares para a Terra - lembranças de Neil Armstrong e moonwalk histórico de Buzz Aldrin. Desde então, os cientistas têm investigado os restos rochosos em busca de pistas para a história da lua. Eles logo descobriram que muitas pedras foram magnetizadas, que sugeriu que a lua estava mais do que uma pilha fria, indiferenciada de entulho espacial. Em vez disso, ele pode ter abrigado um núcleo metálico convecting que produziu um grande campo magnético, gravado em rochas da lua.
Exatamente o que impulsionou o dínamo permanece um mistério. Uma possibilidade é que o dínamo lunar era auto-sustentável, como a da Terra: Como o planeta esfriou, o seu núcleo líquido mudou em resposta, sustentando o dínamo eo campo magnético que produz. Na ausência de uma fonte de calor de longa duração, a maioria dos corpos planetários vai esfriar dentro de centenas de milhões de anos de formação.
Um dínamo ainda existe dentro da Terra, porque o calor produzido pelo decaimento radioativo de elementos dentro do planeta, mantém convecção do núcleo. Modelos têm mostrado que, se um dínamo lunar eram movidos unicamente pelo resfriamento do interior da Lua, ele teria sido capaz de sustentar-se apenas por algumas centenas de milhões de anos após a lua se formou -, dissipando em 4,2 bilhões de anos, o mais tardar.
No entanto, Weiss e seus colegas encontraram alguma evidência surpreendente em um pouco de basalto lunar apelidado 10020 Os astronautas da Apollo 11 coletadas na rocha na borda sudoeste do Mar da Tranquilidade.; Os cientistas acreditam que foi provavelmente ejetado das profundezas da lua 100 milhões de anos, depois de um impacto de meteoro. O grupo confirmou trabalho anterior namorando a rocha em 3,7 bilhões de anos, e descobriu que ele foi magnetizado - uma descoberta que se choca com os modelos de dínamo atuais.
Weiss colaborou com pesquisadores da Universidade da Califórnia em Berkeley e Geocronologia de Berkeley Center, que determinaram a idade da rocha usando a datação radiométrica. Depois de se formar uma rocha, um isótopo radioactivo de potássio decai para um isótopo estável de árgon, a uma taxa conhecida. O grupo mediu a proporção de potássio para argônio em um pequeno pedaço de rocha, utilizar estas informações para determinar que a rocha magma resfriado de 3,7 bilhões anos atrás.
Weiss ea estudante Erin Shea então medida de magnetização do rock, e descobriram que a rocha foi magnetizado. No entanto, isso não significa, necessariamente, que a rocha, ea lua, tinha um campo magnético gerado pelo dínamo 3,7 bilhões anos atrás: impactos subsequentes podem ter aquecido a rocha e redefinir sua magnetização.
Para descartar essa possibilidade, a equipe examinou se a rocha experimentou qualquer aquecimento significativo desde a sua expulsão na superfície da lua. Mais uma vez, eles olharam para isótopos de potássio e argônio, achando que o único aquecimento a rocha tinha experimentado desde que foi expulso na superfície lunar veio de simples exposição aos raios do sol.
"Tem sido basicamente em câmara fria para 3,7 bilhões ano, essencialmente imperturbável", diz Weiss. "Ele mantém um registro belo magnetização."
Weiss afirma que dados da rocha suporta um novo mecanismo de geração de dínamo que foi proposto no ano passado por cientistas da Universidade da Califórnia em Santa Cruz (UCSC). Esta hipótese postula que dínamo da lua pode ter sido alimentado pela força gravitacional da Terra. Bilhões de anos atrás, a lua estava muito mais perto da Terra do que é hoje; gravidade terrestre pode ter tido um efeito de agitação dentro do núcleo da Lua, mantendo o metal líquido em movimento, mesmo depois que o corpo lunar esfriou.
Francis Nimmo, professor de ciências terrestres e planetárias da Universidade da Califórnia e um dos pesquisadores que inicialmente previstos a nova teoria do dínamo, diz evidência Weiss fornece aos cientistas uma nova imagem da evolução da lua.
"Costumamos pensar que a refrigeração é o principal mecanismo para a condução de um dínamo em qualquer lugar", diz Nimmo, que não esteve envolvido no estudo atual. "Esses dados lunar está nos dizendo que outros mecanismos podem também desempenhar um papel, não só para a lua, mas em outros lugares também."
Magnetic Fields Vastas Governado do Universo Muito antes das estrelas e galáxias se formaram
Cientistas do Instituto de Tecnologia da Califórnia e da UCLA descobriram evidências de "campos magnéticos onipresentes universais" que permeiam profundamente espaço entre galáxias desde o momento do Big Bang. Caltech físico Shin'ichiro Ando e Alexander Kusenko, um professor de física e astronomia na Universidade da Califórnia, estudou imagens dos objetos mais poderosos do universo - buracos negros supermassivos que emitem radiação de alta energia como eles devorar estrelas em galáxias distantes - obtidos pela NASA Telescópio Espacial Fermi Gamma-ray. "Encontramos os sinais de campos magnéticos primordiais no profundo espaço entre galáxias", disse Ando.
Os físicos têm a hipótese de, durante muitos anos que um campo magnético universal deve permear profundo espaço entre galáxias, mas não havia nenhuma maneira de observá-lo ou medi-lo até agora. Os físicos produziu uma imagem composta de 170 buracos negros gigantes e descobriu que as imagens não eram tão nítidas quanto o esperado.
"Como o espaço é preenchido com a radiação de fundo deixada pelo Big Bang, bem como emitida por galáxias, os fótons de alta energia emitidas por uma fonte distante pode interagir com os fótons de fundo e converter em pares elétron-pósitron, que interagem por sua vez, e converter de volta para um grupo de fótons um pouco mais tarde ", disse Kusenko, que também é um cientista sênior da Universidade do Instituto de Tóquio de Física e Matemática do Universo.
"Embora este processo por si só não manchar a imagem de forma significativa, até mesmo um pequeno campo magnético ao longo do caminho pode desviar os elétrons e pósitrons, tornando a imagem fora de foco", disse ele.
A partir de tais imagens borradas, os pesquisadores descobriram que o campo magnético médio tinha uma força "femto-Gauss", apenas um quadrilionésimo do campo magnético da Terra. Os campos magnéticos universais podem ter se formado no início do universo logo após o Big Bang, muito antes de estrelas e galáxias se formaram, Ando e Kusenko disse.
Você Campos Magnéticos Primordiais Roam do Universo?
Telescópio Espacial de Raios Gama Fermi, da NASA pode ter descoberto um novo mistério de alta energia: as galáxias e aglomerados de galáxias, mesmo em larga escala têm campos magnéticos de resguardo deles muito parecido com a Terra.
Ao examinar as fontes extra-galácticas distantes, uma equipe de astrônomos da Universidade do Centro de Astrofísica de Genebra encontraram algo surpreendente; fontes distantes, como blazars e núcleos galácticos altamente energéticas parecia exaurido de suas forças previsto. Este efeito é o mesmo, sem variação em todas as direções, o que sugere que os campos magnéticos flutuantes livres variam do cosmos, talvez antecipando os campos galácticos moderna.
Estes campos de intervenção são uma causa prevista da queda observada na energia de raios gama a partir destas fontes distantes. Será que o próprio universo têm um campo polarizado em geral? Ou há um outro efeito que ainda tem que ser contabilizado, como matéria escura e energia escura? Uma análise mais aprofundada por Fermi e outros âmbitos que virá em breve on-line pode vir a ser a chave para desvendar esse efeito misterioso.
Outra equipe internacional de pesquisadores olhou para o cano de um dos objetos mais violentamente energético do universo - e não piscou. Em vez disso, eles descobriram a física por trás de um dos eventos mais impressionantes astrofísicos de existência.
BL Lacertae é uma blazar, um buraco negro supermassivo galáctico núcleos emitem vastas e variáveis feixes de energia. Por favor, entenda que dar essa coisa um nome como "blazar" é como chamar um excesso de velocidade dezesseis caminhão rodas cheio de lutadores profissionais, ursos e dinamitar uma "Prodder gentil." O idioma Inglês simplesmente não tem a capacidade de atravessar a escala impressionante desses eventos - porque ele não tem um caso acima superior ou letras maiores do que capital.
O mais famoso propriedade dos buracos negros é o horizonte de eventos, o "ponto de não retorno" para além do qual não se pode escapar. Mas mesmo antes de esta barreira final você ainda está perto de um poço gravitacional gigantesco construído a partir de mais de um núcleo galáctico ativo (AGN) - se não um ponto de não retorno, ainda é um "ponto incrivelmente difícil de escapar." Observamos grandes, super-energéticas fluxos de partículas de velocidade perto de luz dos postes de alguns desses sistemas - o que lhes dá o poder?
Essa foi a pergunta Professor Alan Marscher e uma equipe internacional se propôs a responder, confirmando suas teorias com as observações do funcionamento interno do fluxo de partículas blazar BL Lac. Grandes questões precisam de ferramentas grandes (especialmente quando eles são mais 900.000 mil milhas de distância), então eles pediram a ajuda de uma rede global de satélites, incluindo o Very Large Array de Base (VLBA), um conjunto continental de pratos com resolução equivalente a um prato maior do que os EUA.
Estas observações mega-escala rastreado partículas como eles foram arremessados da garganta do blazar, emitindo radiação como eles vão, e confirmou teorias da equipe que a fonte de energia é maciçamente comprimido e campos magnéticos torcidos.
Como o material é sugado para dentro do buraco negro, que em espirais ao longo de um grande disco de acreção. Como ele fica mais perto de ser consumido, o material é esmagado cada vez menores, aumentando as forças gravitacionais - e as linhas do campo magnético que vêm junto com ele são esmagadas em conjunto, bem como, a criação de campos extremamente intensas voltadas ao redor do buraco negro spinning. Estes campos gigantescos pode dirigir as partículas para longe do buraco, fazendo-os saca-rolhas ao longo de um caminho estritamente confinado emitindo rajadas precisas de radiação - explode os astrônomos observaram exatamente.
Entender esses eventos universo de grau é um grande passo em frente em astrofísica - para uma coisa, O BL Lacertae blazar é um acelerador de partículas que faz o LHC parecer com uma criança asmática jogando pedras.
"X-Pontos" - Espaço Portais Linking Terra ao campo magnético do Sol
Dados da sonda Polar da NASA, por volta de 1998, desde pistas cruciais para encontrar "portais" - uma abertura extraordinária no espaço ou no tempo que conecta viajantes para reinos distantes. "Nós os chamamos de X-pontos ou regiões de difusão de elétrons", explica o físico plasma Jack Scudder, da Universidade de Iowa. "Eles são lugares onde o campo magnético da Terra se conecta ao campo magnético do Sol, criando um caminho ininterrupto líder do nosso planeta para a atmosfera do Sol 93.000 mil milhas de distância."
Observações de Themis da NASA e sondas Cluster da Europa sugerem que estes portais magnéticos aberto e dezenas perto de vezes a cada dia. Eles estão normalmente localizados algumas dezenas de milhares de quilômetros da Terra, onde o campo geomagnético se encontra com o vento solar onrushing. A maioria dos portais são pequenos e de curta duração; outros estão bocejando, vasto, e sustentada. Toneladas de partículas energéticas pode fluir através das aberturas, aquecendo a atmosfera superior da Terra, provocando tempestades geomagnéticas, e inflamando auroras polares brilhantes.
NASA está planejando uma missão chamada "MMS", abreviação de Magnetospheric Missão Multiscale, devido ao lançar, em 2014, para estudar o fenômeno. Eriçada de detectores de partículas energéticas e sensores magnéticos, os quatro naves de MMS vai espalhar-se na magnetosfera da Terra e cercar os portais para observar como eles funcionam.
Só há um problema: encontrar-los. Portais magnéticos são invisíveis, instável e fugaz. Eles abrem e fecham sem aviso "e não há placas de sinalização para guiar-nos em", observa Scudder. * Forma Portais através do processo de reconexão magnética. Misturando-se linhas de força magnética do Sol e da Terra cruzado e junte-se a criar as aberturas. "X-pontos" são onde o cruzado ocorre. A súbita união de campos magnéticos pode impulsionar jatos de partículas carregadas a partir do ponto X, a criação de uma "região de elétrons de difusão."
Para aprender a identificar esses eventos, Scudder analisaram dados de uma sonda espacial que orbita a Terra mais de 10 anos atrás. * "No final de 1990, nave espacial Polar da NASA passou anos na magnetosfera da Terra", explica Scudder ", e encontrou muitos X-pontos durante a sua missão. "
Porque Polar realizado sensores semelhantes às de MMS, Scudder decidi ver como um ponto-X olhou para Polar. "Usando dados polares, encontramos cinco combinações simples de campo magnético e as medições de partículas energéticas que nos dizem quando me deparei com um ponto-X ou uma região de difusão de elétrons. Uma única nave espacial, devidamente instrumentados, pode fazer essas medições."
Isso significa que um dos membros da constelação MMS usando o diagnóstico pode encontrar um portal e alerta os outros membros da constelação. Planejadores de missão muito tempo se pensou que o MMS pode ter que passar um ano ou assim que aprender a encontrar portais antes que pudesse estudá-los. O trabalho de Scudder curto corta o processo, permitindo MMS para começar a trabalhar sem demora. * É um atalho digno dos melhores portais de ficção, só que desta vez os portais são reais. E com os novos "sinais" sabemos como encontrá-los.
Mapeando o grande escala Campo Magnético da Via Láctea
O meio interestelar da Via Láctea compreende campos magnéticos, elétrons do gás atômico e outros componentes que afetam o plano de polarização da emissão de rádio. O Grupo de Parceiros do Instituto Max Planck de Radioastronomia, que foi criado no Observatório Astronómico Nacional (NAO), em Pequim, investigou as propriedades de regiões de emissão difusa em grande escala e mapeou a estrutura de objetos grandes que não podem ser observados por radiotelescópios maiores. Estes incluem nuvens densamente ionizados - as regiões HII - e os restos de estrelas que explodiram.
O objetivo do projeto foi mapear o campo magnético em larga escala da Via Láctea. Os pesquisadores alemães e chineses encontraram um punhado de pedaços peculiares com, campos magnéticos muito fortes regulares (telas de Faraday) e dois novos remanescentes de supernovas cada medição em torno de um grau. Estas são as primeiras fontes deste tipo a ser descoberto com um telescópio de rádio chinesa; astrônomos estão atualmente só tem conhecimento de 270 tais objetos na Via Láctea. Os pesquisadores também foram capazes de classificar dois remanescentes de supernovas incorretamente identificadas como fontes de rádio térmicas.
Os novos atlas precisava de mais de 4.500 horas de observações para compilar, e sua resolução angular é semelhante ao da pesquisa de comprimento de onda de 21 cm da Via Láctea obtida no radiotelescópio de 100 metros em Effelsberg. A análise comparativa destes dois estudos do céu em grande escala com resolução angular semelhante leva a uma melhor compreensão dos processos que ocorrem no meio interestelar.
A criação do Grupo de Parceiros na China remonta a uma resolução da Sociedade Max Planck em 9 de novembro de 2000. A proposta envolveu a colaboração na exploração de campos magnéticos em galáxias com especial ênfase sobre a investigação do campo magnético do nosso Via Láctea.
A contribuição mais importante feito pelo Instituto Max Planck de Radioastronomia, em Bonn diz respeito à construção de um receptor para emissão de rádio no comprimento de onda de seis centímetros incluindo polarização, que está sendo utilizado no 25 metros Nanshan radiotelescópio em Urumqi. A vantagem deste radiotelescópio é a sua localização, a uma altitude de 2.000 metros, onde as melhores condições climáticas são vantajosas quando se observa emissão de rádio em freqüências mais altas.
"Visitas recíprocas para os institutos envolvidos formaram uma série de contatos pessoais", diz Richard Wielebinski, emérito diretor do Instituto Max Planck de Radioastronomia. "Quanto aos pesquisadores alemães estão em causa, nós estabelecemos uma boa colaboração com os nossos colegas chineses. Coisas que começou com o Grupo Sócio terá continuidade em um nível pessoal. "
"No curso de nosso trabalho neste projeto, um total de cinco doutorados foram concluídos em nosso grupo de pesquisa", diz Jin Han-Lin, o Chefe do Grupo de Parceiros em Pequim. "Nossa colaboração impulsionou significativamente o desenvolvimento da radioastronomia na China. A forma como foi alcançado o objetivo do grupo de parceiros é excelente. "
Os resultados do projeto de pesquisa abrangem 24 publicações científicas, desde 2002, a maioria deles na Revista Europeia de renome Astronomy & Astrophysics (A & A). O projeto tem proporcionado pesquisadores com uma grande dose de experiência na condução de observações contínuas de rádio e significa um progresso significativo foi feito na construção de sistemas receptores de astronomia chinesa.
Gigantic Campo Magnético Galáctico estende muito além Nosso Sistema Solar
Cientistas sobre Interstellar Boundary Explorer, da NASA (IBEX) missão, incluindo um líder da equipe da Universidade de New Hampshire, relatam que as medidas recentes, independentes validaram um dos assinatura descobertas-a "fita" misterioso da missão de energia e de partículas na borda do nosso sistema solar, que parece ser um "roteiro no céu" direcional do campo magnético interestelar local. Esta "fita" enigmático de partículas energéticas pode ser apenas um pequeno sinal da grande influência do campo magnético galáctico que se estende bem além do nosso sistema solar.
Desconhecido até agora, a direção do campo magnético galáctico pode ser a chave que faltava para a compreensão de como o heliosfera bolha gigantesca que envolve nosso sistema solar, é moldada pelo campo magnético interestelar e como assim ajuda a proteger-nos do perigo galáctico entrada cósmica raios.
"Usando medições dos raios cósmicos ultra-alta energia em uma escala global, nós temos agora uma completamente diferentes meios de verificar que as direções de campo nós derivadas IBEX são consistentes", diz Nathan Schwadron, cientista-chefe do Centro de Operações de Ciência IBEX no Instituto UNH para o Estudo da Terra, Oceanos e Espaço. Schwadron e IBEX colegas publicaram suas descobertas online hoje na Science Express.
Estabelecer uma direcção do campo magnético interestelar local consistente usando átomos neutros de baixa energia IBEX e os raios cósmicos galácticos em dez ordens de grandeza maior níveis de energia tem implicações de grande alcance para a estrutura da nossa heliosfera e é uma medida importante a ser tomada em conjunto com o sonda Voyager 1, que está em processo de passar para além da nossa heliosfera.
"Os dados de raios cósmicos que usamos representam alguns dos mais altos de radiação de energia que podemos observar e estão no extremo oposto da faixa de energia em comparação com as medições do IBEX", diz Schwadron. "Isso está revelando uma imagem consistente de nosso bairro na galáxia com o IBEX revelou nos dá muito mais confiança de que o que estamos aprendendo é correto."
Como os campos magnéticos das galáxias ordem e os raios cósmicos galácticos diretos é um componente crucial para a compreensão do ambiente de nossa galáxia, que por sua vez influencia o ambiente de todo o nosso sistema solar e nosso próprio ambiente aqui na Terra, incluindo a forma como que jogado para a evolução da vida em nosso planeta.
Notas David McComas, principal investigador da missão IBEX no Southwest Research Institute e co-autor do artigo da Science Express, "Nós estamos descobrindo como as formas do campo magnético interestelar, deforma e transforma toda a nossa heliosfera."
Até o momento, a única outra informação directa reunidos a partir do coração da região de fronteira é complexa a partir de satélites Voyager da NASA. Voyager 1 entrou na região de fronteira heliosférica em 2004, passando para além do que é conhecido como o choque de terminação, onde o vento solar diminui abruptamente. Voyager 1 é acreditado para ter cruzado para o espaço interestelar em 2012.
Curiosamente, quando os cientistas compararam o IBEX e dados de raios cósmicos com as medições da Voyager 1, os dados da Voyager 1 fornecem uma direção diferente para os campos magnéticos apenas fora de nossa heliosfera.
É um quebra-cabeça, mas não significa, necessariamente, um conjunto de dados está errado e é o certo. Voyager 1 está tomando medidas diretamente, a coleta de dados em um tempo e lugar específicos, enquanto o IBEX reúne informações em média a grandes distâncias, então não há espaço para a discrepância. Na verdade, a discrepância pode ser usado como uma pista: entender por que há uma diferença entre as duas medições e ganhar uma nova visão.
"É uma época fascinante", diz Schwadron. "Cinqüenta anos atrás, nós estávamos fazendo as primeiras medições do vento solar e compreender a natureza do que foi um pouco além do espaço próximo à Terra. Agora, toda uma nova área da ciência está se abrindo à medida que tentamos entender a física todo o caminho fora da heliosfera. "
A imagem no topo da página é um modelo dos campos magnéticos interestelares - que de outra forma seriam reta - deformação ao redor do exterior da nossa heliosfera, com base em dados de Interstellar Boundary Explorer, da NASA. A seta vermelha indica a direção em que o sistema solar se move através da galáxia.
IBEX é uma missão da NASA Heliofísica Pequeno Explorer. O Instituto de Pesquisa do Sudoeste em San Antonio, Texas, leva IBEX com equipes de parceiros nacionais e internacionais. Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, que gerencia o Programa de Exploradores de Ciência Mission Directorate da agência em Washington.
'Super-Terras "pode faltar um magnéticos zonas Campo-existir como mortos
Rocky planetas, algumas vezes mais pesado do que a Terra que foram pensados poderia ser favorável à vida podem não ter um campo magnético protector que se origina a partir de um núcleo de ferro que está pelo menos parcialmente fundido.
Uma simulação de super-Terras entre algumas vezes e 10 vezes a massa da Terra sugere que altas pressões irá manter o núcleo sólido, de acordo com Guillaume Morard do Instituto de Mineralogia e Física da Matéria Condensada, em Paris, França. Sem um campo magnético, os planetas seriam banhadas em radiação prejudicial e suas atmosferas seria erodido por partículas que fluem de suas estrelas.
O atual Marte é um exemplo de prefeito de um planeta que perdeu seu campo magnético. Campos magnéticos planetários são criados por correntes de metal fundido em massa dentro do núcleo do planeta. Uma corrente que flui cria um campo magnético, mesmo quando a corrente é volumes maciços de metal líquido carregada em movimento sob a influência das variações de temperatura (de convecção). Mas a análise magnética de locais marcianos por pesquisadores de Berkeley mostram que o campo de proteção do planeta vermelho foi desligado meio bilhão de anos atrás.
Sem o campo magnético de Marte e talvez Terras Super na Via Láctea são indefesos contra a radiação que constantemente derrama do espaço. Terra é pensado para ter sobrevivido o mesmo espaço-bombardeio por causa do nosso tamanho superior, com nosso dínamo talvez gaguejando um pouco, mas - muito importante - não parar.
Assim, a vida teria problemas para começar em super-Terras, mesmo que eles se encontram na zona habitável ao redor de suas estrelas.
No entanto, Vlada Stamankovic do Centro Aeroespacial Alemão em Berlim acha que é muito cedo para descartar núcleos de ferro fundido - e os campos magnéticos - para super-Terras. Os seus interiores pode ficar quente o suficiente para derreter ferro, diz ele. "As temperaturas reais podem ser muito maiores do que o previsto - nós simplesmente não sabemos."
Cerca de 500 exoplanetas são conhecidos, mas a maioria deles foram gigantes quentes circulando muito perto de suas estrelas, porque eles são mais fáceis de encontrar. Como técnicas foram refinadas, planetas menores vieram à vista, e uma pesquisa recente da Universidade da Califórnia astrônomos, Andrew Howard e Geoffrey Marcy, concluiu que cerca de um quarto de todas as estrelas do tipo do Sol devem ter planetas do tamanho da Terra.
Análise da Missão Kepler "400", em breve poderá revelar planetas do tamanho da Terra, bem como a existência de campos magnéticos e da possibilidade de habitats rolamento de vida. Magnetic Fields enormes de Holes Embryonic Black - "Trigger as explosões mais brilhantes do universo "
t tem sido especulado por um longo período de tempo que enormes forças do campo magnético, possivelmente mais elevadas do que o que foi observado em qualquer sistema astrophysical conhecido, são um ingrediente essencial na explosão de raios gama curta, um dos mais brilhantes explosões observadas nos universe.Scientists em do Instituto Max Planck de Física Gravitacional (Instituto Albert Einstein / AEI) já conseguiram simular um mecanismo que poderia produzir tais campos magnéticos fortes antes do colapso para um buraco negro.
Ultra-altos campos magnéticos - mais forte do que dez ou centenas de milhões de bilhões de vezes o campo magnético da Terra - são gerados a partir de campos magnéticos muito mais baixos da estrela de nêutrons iniciais. Um ultra-densa ("hypermassive") estrela de nêutrons é formada quando duas estrelas de nêutrons em um sistema binário, finalmente se fundem. Sua curta vida termina com o colapso catastrófico para um buraco negro, possivelmente alimentando uma explosão de raios gama suma, uma das explosões mais brilhantes observados no universo. Rajadas de raios gama, como observado com os satélites como XMM Newton, Fermi ou liberação Swift dentro de um segundo a mesma quantidade de energia como a nossa Galáxia em um ano.
Isto poderia ser explicado por um fenômeno que pode ser acionado em um plasma diferencialmente girando na presença de campos magnéticos: camadas vizinhas de plasma, que giram em velocidades diferentes, "esfregar uns contra os outros", eventualmente definir o plasma em movimento turbulento. Neste processo chamado de instabilidade campos magnéticos magnetorotational pode ser fortemente amplificada. Este mecanismo é conhecido por desempenhar um papel importante em muitos sistemas astrophysical tais como discos de acreção e de colapso de núcleo supernovas. Ele havia sido especulado há muito tempo que as instabilidades magnetohidrodinâmicas no interior de estrelas de nêutrons hypermassive poderia trazer a necessária ampliação do campo magnético. A demonstração real de que isto é possível, só foi agora alcançado com os presentes simulações numéricas.
Os cientistas da Ondas Gravitacionais Grupo de Modelagem no AEI simulado uma estrela de nêutrons com um hypermassive inicialmente ordenado ("poloidal") do campo magnético, cuja estrutura é posteriormente se mais complexa pela rotação da estrela. Uma vez que a estrela é dinamicamente instável, eventualmente colapsa a um buraco negro cercado por uma nuvem de matéria, até que o último é engolida pelo buraco negro.
Estas simulações mostraram inequivocamente a presença de um mecanismo de amplificação exponencial rápida no interior da estrela - a instabilidade magnetorotational. Este mecanismo tem, até agora permaneceu essencialmente inexplorado nas condições extremas de ultra-forte gravidade como encontrado no interior de estrelas de nêutrons hypermassive. Isso ocorre porque as condições físicas no interior dessas estrelas são extremamente desafiador.
A descoberta é interessante por, pelo menos, duas razões. Em primeiro lugar, mostra, pela primeira vez inequivocamente o desenvolvimento da instabilidade magnetorotational no âmbito da teoria de relatividade de Einstein geral, em que não existem critérios analíticos a data de prever a instabilidade. Em segundo lugar, esta descoberta pode ter um impacto profundo astrofísica, apoiando a idéia de que a ultra-fortes campos magnéticos pode ser o ingrediente-chave para explicar a enorme quantidade de energia liberada por rajadas de raios gama.
A imagem da NASA no topo da página mostra um buraco negro devorando uma estrela de nêutrons. Cientistas dizem ter visto tentadora evidência, pela primeira vez de um buraco negro comendo uma estrela de nêutrons-primeiro alongamento da estrela de nêutrons em um crescente, engolindo-a, em seguida, engolindo-se restos da estrela nos minutos e horas que se seguiram.
Créditos de imagem: Com agradecimentos aos Don Davis, NASA / JPL. ESO
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