Джеты весьма интересный объект. Но уже хочется деталей. Механизмы образования, состав и т.п.
Высокоскоростные джеты со стороны звезды запечатлены обсерваторией Hubble
Этот поразительный снимок демонстрирует относительно редкий космический объект, называемый объектом Хербига-Аро. Этот конкретный источник, получивший название HH111, был запечатлен при помощи широкоугольной камеры Wide Field Camera 3 (WFC3) космического телескопа Hubble («Хаббл») НАСА/ЕКА.
Происхождение этих живописных объектов связано с очень специфическими условиями. Вновь сформированные звезды обычно демонстрируют весьма высокую активность и в некоторых случаях испускают очень узкие джеты стремительно движущегося ионизированного газа – газа, который является настолько горячим, что его молекулы и атомы расстаются со своими электронами, благодаря чему происходит формирование газа с высокой степенью ионизации. Эти потоки ионизированного газа затем сталкиваются со статичными газопылевыми облаками, окружающими вновь сформированные звезды, на скоростях порядка сотен километров в секунду. В результате таких высокоэнергетических столкновений формируются объекты Хербига-Аро, такие как HH111.
Камера WFC3 космического телескопа Hubble («Хаббл») получает изображения в оптическом, ультрафиолетовом и инфракрасном диапазонах, то есть в том диапазоне, к которому чувствительны глаза человека (оптическом, или видимом), а также в диапазонах с чуть более короткими (ультрафиолетовый диапазон) или длинными (инфракрасный диапазон) волнами. Объекты Хербига-Аро в действительности высвобождают большое количество энергии в оптическом диапазоне, однако их наблюдения в видимом свете затруднены, поскольку окружающие пыль и газ поглощают в этой части электромагнитного спектра очень интенсивно. Поэтому способность камеры WFC3 проводить наблюдения в инфракрасном диапазоне – где газ и пыль не оказывают влияния на наблюдения – является ключом к успешным наблюдениям объектов Гербига-Аро для получения важных научных сведений об их структуре и происхождении, а также восхитительных снимков, таких как этот.
(Добавил: Hot Temp)
Джеты весьма интересный объект. Но уже хочется деталей. Механизмы образования, состав и т.п.
Кто-то, с горяча, решил, что объекты Хербига-Аро являются молодыми. Возможно они, наоборот, старые. Как проверить? Хочется деталей, но их не будет.
Не понятна механика возникновения этих джетов.
У ЧД они образуются внешними заряженными частицами АД.
Здесь, возможно, это «просто» мощные протуберанцы (направленный выброс плазмы).
Что скажет магнитная теория?
Ну никак не протуберанцы. Видимо, механизмы формирования джетов схожие. И вообще, джеты это не выбросы с поверхности. Это увлечение заряженных частиц быстро вращающимся магнитным полем с преобразованием [части] энергии падения в полярные потоки.
Скорость примерна равна второй космической для окрестностей центрального тела. Для ЧД это что-то рядом со скоростью света, а для молодых звезд намного меньше, но тоже изрядно.
Впрочем, механизм запутан и "увлечение" мало что объясняет. Впрочем, как почти вся магнитогидродинамика. Пока без компьютерного моделирования тут трудно что-либо объяснить.
Напомню, что диаметр основания джета где-то треть парсека. Другими словами, радиус превосходит радиус Шварцшильда в случае ЧД в тысячи раз.
Однако наш случай (молодой звезды) говорит о том, что релятивистские эффекты тут мало значимы. Надо искать эффекты общие для ЧД и просто звезды. Отсюда, я считаю, можно привлечь эффекты на каустиках магнитного поля. Что-то типа пересоединения магнитных линий, только для силовых линий, которые свиваются в жгуты вращающимся центральным телом. Кроме того, следует учитывать динамические эффекты "утяжеления" силовых линий поступающим заряженным веществом. Пересоединение сейчас довольно хорошо изучено и можно построить стройную теорию с хорошим математическим описанием и верифицируемыми свойствами.
Если «механизмы формирования джетов схожие» и «это увлечение заряженных частиц быстро вращающимся магнитным полем с преобразованием [части] энергии падения в полярные потоки», то джеты должны быть и у планет.
Но мы северные сияния (взаимодействие частиц с атмосферой) наблюдаем, а джетов что-то не видно.
viktorchibis, это надо издалЁка смотреть на чёрном фоне. и в длинноволновом радиодиапазоне -- точно есть!
Leonid, ну если Вы так уверены, то пожалуйста изложите механизм.
Повторы принимаются, просто хочу ещё раз освежить Вашу позицию.
У планет малые магнитные поля, малая скорость вращения, малый поток вещества на планету. Все это складывается и эффект ниже уровня фона.
Даже у Солнца параметры слабоваты, но все же есть ток типа джета. Далее цитата из Вики:
Гелиосферный токовый слой вращается вместе с Солнцем, делая один оборот за 27 дней. Магнитная индукция на поверхности Солнца составляет примерно 10−4 тесла. Если бы магнитное поле имело дипольную форму, его сила уменьшалась бы пропорционально кубу расстояния и в районе орбиты Земли составила бы 10−11 тесла. Существование гелиосферного токового слоя приводит к тому, что фактические показатели в районе Земли в 100 раз больше.
В соответствии с законами электродинамики, электрический ток в токовом слое направлен перпендикулярно магнитному полю, то есть ток движется почти по окружности вблизи Солнца и направлен почти радиально на больших расстояниях.
Замыкает «электрическую цепь» направленный от Солнца ток, который идёт от солнечных полюсов в направлениях, перпендикулярных экватору, а затем по гелиопаузе спускается к экватору, к гелиосферному токовому слою.
Общая сила тока в этой цепи составляет порядка 3⋅109 ампер. Для сравнения, токи, приводящие к возникновению полярных сияний на Земле, примерно в тысячу раз слабее и имеют величину порядка миллиона ампер.
Teddy, Вы (вместе с Вики) хотите сказать, что электроны и протоны плазмы движутся в противоположных направлениях, создавая «токовый слой»?
Если же они движутся в одном направлении, то суммарный ток равен нулю. Точно так же, как совместное вращение противоположных зарядов вокруг одной оси не создает магнитного поля.
Вариант KST:
Teddy, Вы пару раз уже упоминали, что Паркер обнаружил в окрестностях Солнца мощное электрическое поле.
Всё определяется первичным внешним магнитным полем «засунутым» в звезду. Это тороидальное магнитное поле генерирует внутри тора азимутальное электрическое поле. Именно оно подхватывает заряженные частицы (для звезд – плазма, эмитируемая звездой, для планет – плазма солнечного ветра), и разгоняет их. Частицы, разогнанные до второй космической скорости, улетают струйками джетов по силовым линиям магнитного поля. Частицы, не достигшие второй космической скорости, падают в атмосферу Земли создавая северные сияния (или корону Солнца, и продолжают там ускоряться, как в ускорителе, разогревая корону. Это, кстати, может объяснять и повышенную температуру короны Солнца).
.
PS: Я же говорил, что электромагнитная теория (теория связанных электрических и магнитных вихрей) может объяснить всё.
Электроны и протоны плазмы движутся в турбулентных направлениях, но по разному под действием одинаковых сил из-за гигантской разницы в массе, что приводит к поляризации, то есть созданию нелокальных зарядов. Эти объемные заряды движутся, создавая магнитное поле. Далее магнитное поле, удерживаемое движением зарядов ("вмороженность" в плазму) соединяется, где-то компенсируется и т.д.
Teddy, как Вы можете жить в такой мешанине?
По отдельности каждый Ваш посыл вроде бы взят из установленных научных закономерностей. Но беда в том, что они не «клеятся».
Да, суммарное магнитное поле Солнца не тороидальное, потому что оно образуется множеством генераторов движущейся плазмы. Но есть основной компонент магнитного поля Солнца. Об этом говорит тот факт, что во время солнечного минимума магнитное поле Солнца похоже на магнитное поле Земли (т.е. тороидальное).
Именно этот компонент магнитного поля Солнца является первичным внешним магнитным полем «засунутым» в Солнце в процессе его образования.
Есть две гипотезы данного процесса. (1) – зародыш из нейтронного вещества с мощным магнитным полем (KST), (2) – магнитное поле молекулярного облака, в котором образовалась наша ЗПС. В пользу первого варианта говорит тот факт, что магнитные полюса Солнца переворачиваются каждые 11 лет. То же самое происходит с магнитным полем Земли, но с другой периодичностью.
Далее, у Вас какое-то догматическое (математическое, как многое в официальной физике) понимание «вмороженности» магнитного поля в движущуюся плазму. Физически, вмороженность ВНЕШНЕГО магнитного поля в плазму (или молекулярное облако, или пылевое облако, или атомарное облако, или в корпускулярное пространство, и т. д.) связана с принудительной ориентацией магнитных моментов всех этих компонент по силовым линиям этого ВНЕШНЕГО МП. И далее при движении данных компонент в виде потока (даже турбулентного) ориентация магнитных векторов компонент сохраняется, т.е. сохраняется МП, как бы переносимое данными компонентами (то что называют вмороженностью МП). Она может или убывать естественным путем (с увеличением объёма, флуктуациями), или изменяться под воздействием другого МП, в том числе создаваемого движением зарядом (но этот компонент как правило разнонаправленный и в значительной степени компенсируется).
Кстати, у Вас явный крен в сторону создания МП только движущимися зарядами. Более фундаментальным процессом создания МП является генерация МП электрическими вихрями – цепочками электрических моментов (замкнутыми электрическими силовыми линиями). Именно они являются истинными движителями электрических зарядов. Даже в таком избитом примере, как отклонение электрических зарядов в магнитном поле, на самом деле на заряды воздействует не МП, а электрические вихри, образующиеся вокруг каждой силовой линии МП. При это на заряд действует электрический момент фронтальной части электрического вихря в ту или другую сторону, в зависимости от его направления (связанного с направлением вектора МП). Да и действуют они собственно не на заряд (которых нет в природе), а на внешние электрические полюса электрических моментов, торчащих из симплов. Надеюсь, в данной модели Вы отчетливо увидели цепочки квадрупольных корпускул и их взаимодействие.
Вы мне тут законы Максвелла надсадуете и думаете, что я соглашусь?
Поверьте, свойства плазмы я изучал весьма подробно на профессиональном уровне. И вмороженность магнитных линий плазмы для меня понятие близкое. Внешнее поле, внутреннее - это понятие в данном случае почти неприменимое. Так как проводник выталкивает магнитное поле. До абсолютности в сверхпроводнике и частично в реальном проводнике.
Та часть магнитного поля, которая внутренняя и сохраняется в плазме, "вмораживается". Магнитное поле и движущиеся заряды перекачивают энергию друг в друга в волнообразных, в турбулентных, иногда в целенаправленных процессах.
А теперь представьте клубок, который связан магнитными линиями с окружающим пространством, но не пустым, а заполненным плазмой. Теперь этот клубок начинает вращаться, частично увлекая линии, вмороженные в плазму, наматывая их на себя. Что мы получим после достаточно долгого вращения? Правильно, туго намотанные в полярных направлениях два магнитных жгута. Что такое пересоединение, которое разгоняет заряженные частицы очень эффективно? Это соединенные силовые линии. Как вы думаете, в том жгуте, при наличии продольных колебаний найдутся соприкасающиеся линии? Конечно, причем, чем туже замотаны линии, тем больше. Вот вам и механизм формирования джетов.
И никаких релятивистских эффектов не требуется. Все что надо - это вращающееся сильно намагниченное тело, окруженное плазмой. Другое дело, что ЧД вращается так, что релятивистские эффекты вылезут. "Но это совершенно другая история".
Teddy, у Вас что ни фраза, то вопрос.
1. Вы изучали космическую плазму, или в пробирке?
.
2. «Та часть магнитного поля, которая внутренняя и сохраняется в плазме "вмораживается"».
Масса материалов, в которых показывается, что солнечная плазма несёт с собой силовые линии магнитного поля, ортогональные плоскости СС. Радиальное движение плазмы никогда не создаст такого МП.
Вики – «Благодаря высокой проводимости плазмы солнечного ветра магнитное поле Солнца оказывается вмороженным в истекающие потоки ветра и наблюдается в межпланетной среде в виде межпланетного магнитного поля».
.
3. «Магнитное поле и движущиеся заряды перекачивают энергию друг в друга».
Вы забыли добавить, что заряды при этом ускоряются (джеты), в результате МП усиливается, и т.д. Ну чистый Мюнхгаузен.
Пересоединение силовых линий магнитных полей – это пересоединение двух силовых линий противоположного направления с ортогональным изменением направления результирующих силовых линий. В приведенной Вами конфигурации сплетённых в единую нитку силовых линий такой конфигурации для пересоединения силовых линий не возникает.
Это находится в соответствии с численным моделированием:
И вот эту "путанку" вращающееся тело вытягивает в жгут и "пересоединяет".
www.youtube.com/watch?v=QwqFIGdWdxs
Я уже дважды, кажется постил это видео. Жаль никому не запало.
Так что есть и эксперимент -наблюдения Радиоастрона и теория -построенная модель, согласующаяся с наблюдениями.
1. В разряднике, не в космосе.
2. Достаточно внимательно перечитать "Благодаря высокой проводимости плазмы солнечного ветра магнитное поле Солнца оказывается вмороженным в истекающие потоки ветра"
3. Обратите внимание "перекачивают друг в друга". То есть магнитное поле перекачивает в движение зарядов (как в джетах) и магнитное поле протуберанцев перекачивает в энергию солнечного ветра. Или закрученные механическим движениям протоны и электроны передают свою энергию магнитному полю - магнитное динамо. Никакого Мюнхаузена и близко.
Так всё-таки, магнитное поле Солнца, или внутреннее магнитное поле, генерируемое движущейся плазмой?
Чертовы художники, которые рисуют джет, вылетающий из кумпола ЧД! Это искажение реальной картины.
Напомню (хотя говорил уже раз десять, что не вдохновляет), шейка джета на примерно три порядка шире диаметра ЧД, к примеру. Ну и как вы думаете, чье магнитное поле ответственно за разгон частиц в джете? Звезда или ЧД ответственна за закрутку намагниченной плазмы.
Teddy, "..шейка джета на примерно три порядка шире диаметра ЧД.."
Скажите, а как таки был измерен диаметр ЧД?
Ваша схема с закруткой силовых линий магнитного поля имеет право на существование, моделирование, и экспериментальную проверку. И на этом пути для турбулентной плазмы из разнополярных зарядов с множеством локальных источников МП можно много чего увидеть.
Но давайте упростим схему до идеала. Одно магнитное поле, и его ось совпадает с осью вращения. Никакого пересоединения магнитных силовых линий здесь не будет. Что здесь будет являться движителем образования релятивистских джетов?
"как таки был измерен диаметр ЧД"
Вам не кажется, что если уже СМЧД была сфотографирована, то получить диаметр ЧД не представляет сложности?
"Но давайте упростим схему до идеала."
Нет. Это не до идеала, а до потери физической сущности.
Ещё раз. Механизм образования джета состоит во вращении центрального тела в плазме с сильно турбулентным магнитным полем с образованием полярных жгутов.
Следствием чего является высокоэнергетические пересоединения силовых линий магнитного поля с "выстреливанием" миниджетов к и от центральному телу в полярных направлениях. Кстати, это объясняет быстрый набор массы СМЧД - через полюса. Масса, поступающая в СМЧД будет равна примерно массе, извергаемой через джет.