عندما تقوم بالشراء من خلال الروابط الموجودة في مقالاتنا، قد تحصل شركة Future وشركاؤها المشتركون على عمولة.
الائتمان: نيوتن هنري بلاك / ويكيميديا كومنز
ظلت كيفية حصول الكون على مجالاته المغناطيسية الكبيرة واحدة من أصعب المشاكل العالقة الفيزياء الفلكية. والآن، اقترح الباحثون حلاً جديدًا: “بطارية غبار” عملاقة تعمل عند ظهور النجوم الأولى.
المجالات المغناطيسية موجودة في كل مكان في الكون. بالطبع، هناك المجال المغناطيسي للأرضالذي يصرف الإشعاع الكوني الخطير، ويهز بوصلاتنا، ويرشد أسراب الطيور المهاجرة. لكن الكواكب والنجوم الأخرى لها مجالات مغناطيسيةوكذلك المجالات المغناطيسية كوكب المشتري و شمس أقوى من الأرض.
حتى برمته مجرة درب التبانة لديها مجال مغناطيسي خاص بها. إنه أضعف من الأرض بحوالي مليون مرة، لكنه يمتد عبر عشرات الآلاف من السنين الضوئية، ويغطي المجرة بأكملها. يعرف علماء الفلك مجالات مغناطيسية أكبر، بعضها يملأ مجموعات مجرية بأكملها يمكن أن يصل عرضها إلى بضعة ملايين من السنين الضوئية.
إذن من أين تأتي هذه المجالات المغناطيسية العملاقة؟ على الرغم من أنها ضعيفة نسبيًا، إلا أنها كبيرة بشكل لا يصدق. لذا فإن كل ما خلقها يجب أن يأتي من مصادر نشطة وواسعة النطاق بشكل مناسب. على مدار العقود الماضية، اقترح علماء الفلك عددًا من الآليات، يعتمد معظمها على عملية دينامو تأخذ حقول “بذرة” ضعيفة وتضخمها إلى قيمها الحالية.
متعلق ب: أقدم مجرة مغناطيسية تم اكتشافها على الإطلاق تقدم أدلة حول تاريخ درب التبانة
ولكن هذا فقط يدفع المرمى إلى أبعد من ذلك. من أين تأتي حقول البذور الضعيفة في المقام الأول؟
في أ ورق وقد قدم الباحثون حلاً جديدًا إلى مجلة الفيزياء الفلكية في أكتوبر. يبدأ السيناريو الخاص بهم في الفجر الكوني، متى الكون كان عمره بضع مئات الملايين من السنين فقط والأول النجوم وبدأت المجرات في التألق. بعد أن ماتت تلك النجوم الأولى، تركت وراءها أجزاء من العناصر الأثقل، والتي وجدت بعضها البعض الفضاء بين النجوم لتصبح أول حبات الغبار.
كانت حبيبات الغبار هذه مشحونة كهربائيًا بشكل عام من خلال قصفها بالإشعاع والاحتكاك مع بعضها البعض. وعندما أضاء الجيل الثاني من النجوم، أشرق ضوءه الشديد عبر كل الغاز والغبار المحيط به. إذا كانت هذه النجوم قوية بما فيه الكفاية، فإن إشعاعها يمكن أن يدفع حرفيًا حبيبات الغبار، مما يجعلها تتحرك عبر بقية الغاز. من شأن حبيبات الغبار المتحركة والمشحونة كهربائيًا أن تولد تيارًا كهربائيًا ضعيفًا ولكن واسع النطاق، مثل سلك نحاسي 1000 سنة ضوئية عير.
نظرًا لأن ترشيح الإشعاع عبر الغاز بين النجوم لن يكون منتظمًا تمامًا، فإن حبيبات الغبار المتحركة ستميل إلى التجمع في بعض البقع والتشتت في مناطق أخرى. وهذا من شأنه أن يخلق اختلافات في كمية التيار الكهربائي من مكان إلى آخر، والتي، من خلال قوانين الكهرومغناطيسية، من شأنها أن تؤدي بطبيعة الحال إلى ظهور مجال مغناطيسي.
قصص ذات صلة:
– ربما تكون التجاعيد التي خلفها الانفجار الكبير هي التي جذبت الكون
– من المحتمل أن يكون تأثير الصخور الفضائية الهائل قد أدى إلى بدء المجال المغناطيسي للأرض
– كيف يمكن للمجالات المغناطيسية للنجوم أن تؤثر على فرص الحياة على الكواكب التي تدور حولها
وفي الدراسة الجديدة، وجد الباحثون أن هذا المجال المغناطيسي سيكون ضعيفًا بشكل لا يصدق، حيث تبلغ قوته حوالي جزء من المليار أرضالمجال المغناطيسي. ولكنه سيكون كبيرًا بما يكفي بحيث يمكن لعمليات فيزيائية فلكية أخرى، مثل الخلط وتضخيم الدينامو، أن تلتصق بحقل البذور هذا وتولد المجالات المغناطيسية التي نراها اليوم.
لكن هذه مجرد فرضية. واختتم الباحثون عملهم بوصفة لإدراج هذه الآلية في عمليات محاكاة تطور المجرات ومجالاتها المغناطيسية. وهذه خطوة حاسمة في مقارنة المجالات المغناطيسية الكاملة التي تنبأت بها هذه النظرية مع تلك التي نراها في الكون الفعلي. لا يمكننا إرجاع عقارب الساعة لمعرفة كيف كانت الحقول المغناطيسية للكون منذ فترة طويلة، ولكن يمكننا استخدام أفكار مثل هذه لمحاولة إعادة بناء الماضي.