Smūginės bangos yra staigūs slėgio ir kitų srauto savybių pokyčiai, atsirandantys kosmose, kai greitas medžiagos srautas susiduria su kliūtimi. Kartais kliūties gali ir nebūti, arba susidurti su ja nereikia: jei srautą sudaro elektringa plazma, elektromagnetinė sąveika su aplinkine medžiaga gali sukelti vadinamąją besusidūriminę smūginę bangą. Pastarosios yra vienos perspektyviausių kandidačių paaiškinti, kaip kosminiai spinduliai – pavienės elektringos dalelės – įgyja milžiniškas energijas.
 Asociatyvi „Pixabay“ nuotr. |
|---|
Teorija prognozuoja, kad dalelės gali pagreitėti pakartotinai kirstamos smūginę bangą ir kiekvieną kartą įgydamos energijos. Maksimali dalelių energija turėtų priklausyti nuo bangos gabaritų. Tačiau tiesioginių stebėjimų, kaip tiksliai tai vyksta, iki šiol labai trūko. Naujame tyrime, remiantis NASA „Juno“ zondo duomenimis iš Jupiterio aplinkos, pateikiamas pirmas tiesioginis reliatyvistinio elektronų greitinimo prie planetinės smūginės bangos įrodymas.
Tyrimo autoriai analizavo duomenis, surinktus „Juno“ kertant Jupiterio priekinę smūginę bangą – ribą, kur Saulės vėjas susiduria su milžiniškos planetos magnetosfera. Prieš ją egzistuoja vadinamasis priešbangis – kelių Jupiterio spindulių dydžio regionas, kuriame plazmos sąlygos jau pradeda keistis. Šiame priešbangyje tyrėjai aptiko laikinas plazmos struktūras, kurios greitino elektronus iki reliatyvistinių greičių – virš 1 megaelektronvolto (MeV) energijos. Elektrono rimties masė atitinka maždaug pusės MeV energiją. Maksimalios dalelių energijos gerai atitinka teorinę prognozę, paremtą priešbangio regiono dydžiu.
Pritaikius šį sąryšį skirtingoms aplinkoms – planetų magnetosferoms, prožvaigždžių čiurkšlėms ir supernovų liekanoms, gaunamos atitinkamai megaelektronvoltų, dešimčių gigaelektronvoltų ir dešimčių teraelektronvoltų maksimalios energijos. Tai maždaug atitinka stebėjimus, tačiau kol kas duomenų nepakanka tikslioms išvadoms daryti.
Atradimas rodo, kad dalelių greitinimo fizika vienoda labai skirtingose kosmoso vietose, o planetų mokslo misijos gali padėti geriau suprasti net ir supernovas.
Tyrimo rezultatai publikuojami „Nature“.
