.Key Discovery in Search for Origin of Life – Astronomers Detect Largest Molecule Yet in a Cosmic “Dust-Trap”
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.Key Discovery in Search for Origin of Life – Astronomers Detect Largest Molecule Yet in a Cosmic “Dust-Trap”
생명의 기원을 찾기 위한 핵심 발견 – 천문학자들은 우주의 "먼지 덫"에서 가장 큰 분자를 발견했습니다
주제:우주생물학천문학천체물리학유럽남방천문대 2022년 3월 10일 유럽 남부천문대(ESO) 작성 행성 형성 디스크 칠레의 아타카마 대형 밀리미터/서브밀리미터 SPACE MARCH 10, 2022
-어레이( ALMA )를 사용하여 네덜란드 라이덴 천문대의 연구원들은 처음으로 행성 형성 디스크에서 디메틸 에테르를 감지했습니다. 9개의 원자를 가진 이것은 현재까지 그러한 원반에서 확인된 가장 큰 분자입니다. 그것은 또한 생명의 출현으로 이어질 수 있는 더 큰 유기 분자의 전구체이기도 합니다.
IRS 48 별 주변 디스크에서 디메틸 에테르 발견 이 합성 이미지는 Oph-IRS 48로도 알려진 IRS 48 별 주위의 행성 형성 원반의 예술적 인상을 특징으로 합니다. 원반의 남쪽 부분에는 밀리미터 크기의 먼지 입자를 가두는 캐슈넛 모양의 영역이 있습니다. 함께 모여 혜성, 소행성 및 잠재적으로 행성과 같은 킬로미터 크기의 물체로 성장할 수 있습니다. 최근 ALMA(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)로 관측한 결과 현재까지 행성 형성 원반에서 발견된 가장 큰 분자인 디메틸 에테르를 포함하여 이 지역에서 여러 복잡한 유기 분자가 발견되었습니다. 이 분자의 존재를 신호하는 방출(파란색으로 표시된 실제 관찰)은 디스크의 먼지 트랩에서 분명히 더 강력합니다. 이 합성물에는 분자 모델도 나와 있습니다. 크레딧: ESO/L. Calçada, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/A. Pohl, van der Marel et al., Brunken et al.
“이러한 결과로부터 우리는 우리 행성의 생명의 기원에 대해 더 많이 배울 수 있고 따라서 다른 행성 시스템에서 생명체의 잠재력에 대해 더 나은 아이디어를 얻을 수 있습니다. 이러한 발견이 더 큰 그림에 어떻게 들어맞는지 보는 것은 매우 흥미로운 일입니다.”라고 Leiden University의 일부인 Leiden Observatory의 석사 과정 학생이자 Astronomy & Astrophysics 에 2022년 3월 8일에 발표된 연구의 주저자인 Nashanty Brunken이 말했습니다 . 생명의 재료는 어떻게 행성에 도착합니까?
https://youtu.be/dOi5V4niwa4
행성 형성 원반에서 발견된 가장 큰 분자의 발견은 단서를 제공하고 있습니다. 크레딧: ESO
디메틸 에테르는 별 형성 구름에서 흔히 볼 수 있는 유기 분자이지만 행성 형성 원반에서는 이전에 발견된 적이 없습니다. 연구원들은 또한 더 큰 유기 분자의 빌딩 블록이기도 한 디메틸 에테르와 유사한 복잡한 분자인 메틸 포르메이트를 잠정적으로 탐지했습니다. “디스크에서 이러한 더 큰 분자를 마침내 감지하는 것은 정말 흥미진진합니다. 한동안 우리는 그것들을 관찰하는 것이 불가능할지도 모른다고 생각했습니다.”라고 공동 저자이자 Leiden Observatory의 연구원인 Alice Booth가 말했습니다. IRS 48 별 주위의 디스크 분자 ALMA(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)의 이 이미지는 Oph-IRS 48이라고도 알려진 IRS 48 별 주변의 디스크에서 다양한 가스 분자가 발견된 위치를 보여줍니다. 디스크에는 남쪽에 캐슈넛 모양의 영역이 포함되어 있습니다. 함께 모여 혜성, 소행성 및 잠재적으로 행성과 같은 킬로미터 크기의 물체로 성장할 수 있는 밀리미터 크기의 먼지 입자를 가두는 부분입니다. 최근 관측에 따르면 포름알데히드(H2CO, 주황색), 메탄올(CH3OH, 녹색), 디메틸 에테르(CH3OCH3, 파란색)를 포함한 여러 복잡한 유기 분자가 이 지역에서 발견되었으며, 마지막 분자는 현재까지 행성 형성 원반에서 발견된 가장 큰 분자입니다.
이 분자의 존재를 나타내는 방출은 디스크의 먼지 트랩에서 분명히 더 강력하지만 일산화탄소 가스(CO; 보라색)는 전체 가스 디스크에 존재합니다. 중심 별의 위치는 4개의 이미지 모두에서 별으로 표시됩니다. 먼지 트랩은 왼쪽 하단에 표시된 메탄올 배출이 차지하는 면적과 거의 같은 크기입니다. 출처: ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)/A. Pohl, van der Marel et al., Brunken et al.
분자는 유럽남방천문대(ESO)가 공동 소유한 천문대인 ALMA의 도움으로 젊은 별 IRS 48(Oph-IRS 48이라고도 함) 주변의 행성 형성 원반에서 발견되었습니다. 뱀주인자리에서 444광년 떨어진 IRS 48은 디스크에 비대칭 캐슈넛 모양의 " 먼지 덫 "이 포함되어 있기 때문에 수많은 연구의 대상이 되어 왔습니다 . 새로 태어난 행성이나 별과 먼지 덫 사이에 위치한 작은 동반성의 결과로 형성되었을 가능성이 있는 이 지역은 함께 모여 혜성과 같은 킬로미터 크기의 물체로 성장할 수 있는 밀리미터 크기의 많은 먼지 입자를 보유하고 있습니다.
소행성과 잠재적으로 행성. Op-IRS 48 주변의 더스트 트랩/혜성 공장 시스템 Oph-IRS 48을 둘러싸고 있는 디스크의 먼지 트랩을 보여주는 ALMA(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)의 주석 이미지 그리고 스스로 생존할 수 있는 크기로 성장합니다. 녹색 영역은 더 큰 입자가 축적되는 먼지 트랩입니다. 해왕성의 궤도 크기는 축척을 표시하기 위해 왼쪽 상단에 표시됩니다. 크레딧: ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)/Nienke van der Marel
디메틸 에테르와 같은 많은 복잡한 유기 분자는 별 자체가 태어나기도 전에 별 형성 구름에서 발생하는 것으로 생각됩니다. 이러한 추운 환경에서 원자와 일산화탄소와 같은 단순한 분자는 먼지 입자에 달라붙어 얼음층을 형성하고 화학 반응을 일으켜 보다 복잡한 분자를 생성합니다. 연구원 들은 최근 IRS 48 디스크의 먼지 트랩이 복잡한 분자가 풍부한 이 얼음으로 덮인 먼지 알갱이가 있는 얼음 저장소임을 발견했습니다. ALMA는 디스크의 이 영역에서 디메틸 에테르 분자의 징후를 발견했습니다. IRS 48의 가열이 얼음을 기체로 승화시키면서 차가운 구름에서 물려받은 갇힌 분자가 풀려 감지 가능하게 되었습니다.
https://youtu.be/p7mKBqk78m4
이 비디오는 먼지 트랩이 포함된 행성 형성 원반으로 둘러싸인 별인 Oph-IRS 48 시스템을 확대합니다. 이 함정은 먼지 입자가 자라서 더 큰 몸체를 생성하도록 합니다.
Booth는 "이를 더욱 흥미롭게 만드는 것은 이러한 더 큰 복잡한 분자가 디스크에서 행성을 형성하는 데 사용할 수 있다는 사실을 알고 있다는 것입니다."라고 설명합니다. "대부분의 시스템에서 이러한 분자가 얼음 속에 숨겨져 있기 때문에 이것은 이전에 알려지지 않았습니다." 디메틸 에테르의 발견은 항성 형성 지역에서 일반적으로 감지되는 다른 많은 복잡한 분자가 행성 형성 원반의 얼음 구조에도 숨어 있을 수 있음을 시사합니다. 이 분자는 생명의 기본 구성 요소 중 일부인 아미노산 및 설탕 과 같은 프리바이오틱 분자의 전구체입니다 .
뱀주인자리 별자리의 Oph-IRS 48 이 차트는 뱀주인자리(뱀을 운반하는 자)의 큰 별자리를 보여줍니다. 맨눈으로 어두운 하늘에서 볼 수 있는 대부분의 별이 표시되어 있습니다. 시스템 Oph-IRS 48의 위치는 빨간색 원으로 표시됩니다. 크레딧: ESO, IAU 및 Sky & Telescope
따라서 연구자들은 그들의 형성과 진화를 연구함으로써 프리바이오틱 분자가 우리 자신을 포함하여 행성에서 어떻게 끝나는지에 대해 더 잘 이해할 수 있습니다. “우리는 이제 별을 형성하는 구름에서 행성을 형성하는 원반, 혜성에 이르기까지 이 복잡한 분자의 전체 여정을 추적하기 시작할 수 있게 되어 매우 기쁩니다. 더 많은 관찰을 통해 우리 태양계에서 프리바이오틱 분자의 기원을 이해하는 데 한 걸음 더 다가갈 수 있기를 바랍니다.
https://youtu.be/p7mKBqk78m4
이 비디오는 먼지 트랩이 포함된 행성 형성 원반으로 둘러싸인 별인 Oph-IRS 48 시스템을 확대합니다. 이 함정은 먼지 입자가 자라서 더 큰 몸체를 생성하도록 합니다. 현재 칠레에서 건설 중이고 10년 후반에 가동을 시작할 ESO의 ELT(초거대 망원경)를 사용한 IRS 48의 향후 연구를 통해 팀은 지구와 같은 행성이 있을 수 있는 디스크의 가장 안쪽 영역의 화학을 연구할 수 있을 것입니다. 형성된다.
참조: “행성 형성 원반의 주요 비대칭 얼음 덫: III. 디메틸 에테르의 첫 번째 검출” Nashanty GC Brunken, Alice S. Booth, Margot Leemker, Pooneh Nazari, Nienke van der Marel 및 Ewine F. van Dishoeck, 2022년 3월 8일, Astronomy and Astrophysics . DOI: 10.1051/0004-6361/202142981 이 간행물은 2022년 세계 여성의 날에 발행되었으며 여성으로 확인된 6명의 연구원이 수행한 연구를 특징으로 합니다. 팀은 Nashanty GC Brunken(Leiden Observatory, Leiden University, Netherlands[Leiden]), Alice S. Booth(Leiden), Margot Leemker(Leiden), Pooneh Nazari(Leiden), Nienke van der Marel(Leiden), Ewine으로 구성됩니다. F. van Dishoeck (독일 가르칭의 Max-Planck-Institut für Extraterrestrial Physik 라이덴 천문대)
-Using an array (ALMA), researchers at the Leiden Observatory in the Netherlands have for the first time detected dimethyl ether in a planet-forming disk. With nine atoms, it is the largest molecule identified in such a disk to date. It is also a precursor to larger organic molecules that could lead to the emergence of life.
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memo 2203110651 my thought experiment oms storytelling
How widespread are the precursors of organic molecules of dimethyl ether-based life on planets in space? According to sample b.qoms,poms, it can be seen that it is extremely common. Then why don't you see it often? However, it may be that it is not easy to observe. haha.
It also implies that life in the universe is very generally 'exist in multi-time space'. The hypothesis that God created life is also convincing, and the system in which life and matter interact may be proven through the sample a.oms_b.oss. Wow!
sample a.oms (standard)
b0acfd 000e0
000ac0 f00bde
0c0fab 000e0d
e00d0c 0b0fa0
f000e0 b0dac0
d0f000 cae0b0
0b000f 0ead0c
0deb00 ac000f
ced0ba 00f000
a0b00e 0dc0f0
0ace00 df000b
0f00d0 e0bc0a
sample b0.qoms (standard)
0100000010=0,2
0010000100
0001000001
0010001000
0001010000
0000100100
0000100010
2000000000
0000001001
samplec0.oss (standard)
zxdxybzyz
zxdzxezxz
xxbyyxzzx
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca
Junggoo Lee
.Set this to sample c.oss (): xyz gas generation. Call 1. Immediate response 1. ok
memo 2203090400
new.Sample c.oss(2203090400): Provides clues for xyz gas generation, pan-gas generation.
https://www.facebook.com/100041455959207/posts/798847111507147/
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.Sample b. Domain (2203071402): Sets oser's 2x2 grid zerosum(0) spin vector value and a new one-way energy accumulation scalar amount by x-circle ab=1/2pir,1. This is equivalent to the singularity 0,2 value of sample b.qoms.
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.Response1, set this to sample b.domain(). Call 1, memo 2203071402
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.Sample a_oms domain (2203061219): Sample b_qoms that generates normal matter and dark matter Defines the base pattern of singularity (0,2) and 'outside sample a_oms', which specifies the domain of dark matter and dark energy.
N response/
.Set this content as sample a_oms domain()./Call domain area
https://m.facebook.com/story.php?story_fbid=796996791692179&id=100041455959207
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Sample a,b_oms&qoms Unified domain (2203060353): Same state as that of sample b0_domain (2203060257) domain. This means that the 'base-up merging process is the same (sample b_plasma state)' of black holes or neutron stars, and the results may be different.
In other words, black holes create dark matter. good good.
The merging of neutron stars then produces ordinary matter. Perfect! haha.
And normal matter has a limited periodicity of elements and is cosmic densified, but dark matter creates an infinite periodicity of elements at the sample b_singularity. Wow! Good bye!
https://www.facebook.com/100041455959207/posts/796769888381536/
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.Sample b0_domain (2203060257): Describes the process by which a hydrogen atom creates a heavier atom. The merger of Kilonova's neutron star was explained by the concept of the plasma state of the sample b0_qoms.
.N(new) Domain setting area: Tips/ Remove the word 'N, setting' and move the N dragged from the notepad here. Then, 'memo 2203060257' is removed and thrown away.
https://m.facebook.com/story.php?story_fbid=796757741716084&id=100041455959207
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.sample a0,c0_domain (2203041355_standard display): constrained galactic nucleus, black hole gravity
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Sample b0_domain (2203041523): Variety of fermions
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Sample a0_domain (2203050854): Singularity is dark matter, smola is dark energy
.Thermonuclear Fusion in a Sheared-Flow Z-Pinch: Advancing Another Viable Pathway to Fusion Energy
전단 흐름 Z-핀치의 열핵 융합: 핵융합 에너지에 대한 또 다른 실행 가능한 경로의 발전
주제:하다 융합에너지로렌스 리버모어 국립 연구소국가 점화 시설플라즈마 물리학 로렌스 리버모어 국립 연구소 작성 2022년 3월 9 일 플라즈마 에너지 융합 개념
로렌스 리버모어 국립 연구소(LLNL) 물리학자들이 이끄는 연구는 융합 에너지에 대한 또 다른 "실행 가능한 경로"를 발전시키는 데 도움이 될 수 있는 발견에서 전단 흐름 안정화 Z-핀치 장치에서 열핵 반응을 통해 생성된 중성자의 존재를 입증했습니다.
-연구원들은 열핵 반응에 의해 생성된 중성자와 자기 관성 핵융합 체제에서 플라즈마에 대한 이온 빔 구동 불안정성에 의해 생성된 중성자를 구별하는 수십 년 간의 문제를 해결하기 위해 연구소에서 연마된 고급 컴퓨터 모델링 기술과 진단 측정 장치를 사용했습니다. 팀의 이전 연구에서 전단 흐름 안정화 Z-핀치 장치에서 측정된 중성자가 "열핵 생산과 일치하지만 우리는 아직 완전히 증명하지 못했다"고 밝혔습니다. Physics of Plasmas 에 게재되었습니다 .
-“이것은 열핵융합이 빔 불안정성에 의해 구동되는 이온이 아니라 이러한 중성자를 생성한다는 직접적인 증거입니다. 에너지(ARPA-E) 협력 협정. "그들이 에너지 획득을 얻을 것이라는 것이 입증되지는 않았지만 유리한 경로에 있음을 시사하는 유망한 결과입니다." LLNL 물리학자 James Mitrani는 이 논문의 주 저자였으며, 이 논문은 실험실의 광범위한 연구가 세계에서 가장 에너지가 넘치는 레이저 시스템인 LLNL의 NIF(National Ignition Facility)의 주요 발전을 넘어 더 큰 핵융합 커뮤니티에 어떻게 도움이 되는지 보여줍니다.
Fusion Z-Pinch 실험(FuZE) LLNL 물리학자 James Mitrani는 워싱턴 대학의 Fusion Z-Pinch Experiment(FuZE) 장치에서 중성자를 측정하기 위해 신틸레이터 감지기를 설정했습니다. 크레딧: LLNL
Mitrani는 "연구는 이 하나의 장치에만 초점을 맞추었지만 일반적인 기술과 개념은 이 중간 자기-관성 핵융합 체제에서 많은 핵융합 장치에 적용할 수 있습니다."라고 말했습니다. 그는 NIF와 로체스터 대학의 Omega 레이저 시설과 같은 레이저 핵융합 시설과 ITER(프랑스 남부의 다국적 프로젝트)과 같은 순수 자기 영역에 플라즈마를 가두는 핵융합 장치 사이의 영역에서 체제가 작동한다고 언급했습니다. SPARC(보스턴 근처에서 건설 중) 또는 기타 토카막 장치. 8월부터 NIF는 ICF(관성 감금 핵융합) 실험 에서 1.35MJ(메가줄)의 에너지 기록을 산출 했기 때문에 전 세계 과학계에서 화제를 불러일으켰습니다 .
-이 이정표는 NIF 폭발이 표적에 전달된 레이저 에너지의 양보다 더 많은 핵융합 에너지를 생성할 때로 국립과학원과 국가핵안보국에서 정의한 점화 임계값에 도달했습니다. 그 발사는 실험실 실험에서 연소 플라즈마 상태 를 달성하기 위해 LLNL 연구원들이 만든 진전에 선행되었습니다 (" Nature: How Researchers Achieved Burning Plasma Regime at NIF " 참조). 핵융합은 태양, 별, 열핵 무기에서 발견되는 에너지원입니다. NIF의 ICF 실험은 작은 목표물에 192개의 레이저 빔을 집중하여 연료 캡슐 내부의 부분적으로 얼어붙은 수소 동위원소를 압축 및 가열하여 항성과 거대 행성의 핵과 폭발하는 핵무기에서만 발견되는 압력과 온도 조건을 복제하는 내파를 생성합니다. Z 핀치 기계는 강력한 자기장을 사용하여 플라즈마를 가두고 "핀치"하여 핵융합을 수행합니다.
Z핀치 개념은 1930년대부터 이론적인 모델로 존재해 온 비교적 단순한 디자인이다. 그러나 Higginson은 순 핵융합 에너지 획득에 필요한 조건을 생성하는 능력을 방해하는 "끔찍한 불안정성"의 오랜 역사를 가지고 있다고 지적했습니다.
신틸레이터 검출기 중성자 측정 FuZE 장치 상단 사진은 FuZE 장치에서 중성자 측정에 사용되는 신틸레이터 검출기 중 하나를 보여줍니다. 아래의 단순화된 개략도는 빠른 중성자 상호작용에 의해 생성된 반동 양성자가 섬광 매질의 여기 및 이온화를 통해 빛을 생성하는 검출기의 펄스 생성을 위한 물리적 메커니즘을 보여줍니다. 섬광광은 광전자 증배관(PMT)을 사용하여 전기 신호로 변환됩니다. 크레딧: LLNL
1990년대에 LLNL 과학자들은 전단 흐름 안정화 Z-핀치 개념인 점화를 향한 또 다른 유망한 경로를 발전시키기 위해 워싱턴 대학 (UW) 연구원과 협력하기 시작했습니다. 다른 Z-핀치 장치에 사용되는 강력한 안정화 자석 대신 전단 흐름 안정화 Z-핀치 장치는 펄스 전류를 사용하여 플라즈마 기둥을 통해 흐르는 자기장을 생성하여 핵융합 방해 불안정성을 줄입니다. "불안정성의 문제는 그것이 에너지 생산에 대한 실행 가능한 경로를 생성하지 않는 반면, 열핵 융합은 생성한다는 것입니다"라고 Higginson은 말했습니다. "특히 Z-핀치에서 이 차이를 진단하는 것은 항상 까다로웠습니다."
2015년 LLNL과 UW 연구원은 대학의 FuZE(Fusion Z-Pinch Experiment) 프로젝트에서 더 높은 에너지와 핀치 전류에서 핀치 안정화의 물리학을 테스트하기 위해 528만 달러의 ARPA-E 협력 계약 을 체결했습니다. 후속 ARPA-E " 능력 팀 " 협력 협약에 따라 LLNL 연구원들은 이러한 방출의 공간적 위치 및 시간 프로필을 포함하여 핵융합 과정에서 생성된 중성자 방출을 측정하는 진단에 집중했습니다. 국립 연구소의 혈장 진단 전문 지식과 민간 기업의 민첩한 운영을 결합하는 것은 각각의 개별 강점을 활용하며 ARPA-E 핵융합 능력 팀 프로그램의 핵심 목표입니다. 압축을 증가시키기 위해 FuZE 실린더의 반경이 좁아짐에 따라, 플라즈마가 다른 곳보다 특정 지점에서 안쪽으로 더 많이 꼬이게 하는 훨씬 더 강한 자기장을 생성하는 플라즈마 딥이 생성될 것입니다.
인기 있는 관 모양의 다진 고기의 끝이 꼬인 것처럼 원하지 않는 "소시지" 불안정성은 원하는 열핵 생성 중성자와 혼동될 수 있는 중성자를 생성하는 더 빠른 이온 빔을 생성합니다. LLNL 연구원들은 Z-핀치 챔버 외부의 다른 지점과 각도에서 불과 몇 마이크로초 만에 출현한 중성자의 흔적을 측정하기 위해 장치 외부에 두 개의 플라스틱 신틸레이터 감지기를 배치했습니다. "우리는 방출된 중성자 에너지가 이 장치 주변의 다른 지점에서 동일하다는 것을 보여주었으며, 이는 열핵 핵융합 반응을 나타냅니다."라고 Mitrani가 말했습니다.
분석에는 두 개의 신틸레이터에 의해 감지된 중성자 펄스의 히스토그램을 생성하고 가능한 모든 결과를 조사하는 Monte Carlo 컴퓨터 시뮬레이션과 같은 방법을 사용하여 비교하는 작업이 포함되었습니다. 진단이 새로운 것은 아니지만 "개별 중성자 펄스 에너지의 히스토그램을 사용하여 이방성(다른 방향을 볼 때 에너지의 차이)을 측정하는 아이디어는 새로운 기술이며 우리가 생각하고 개발한 것입니다. 여기에서 구현됩니다. 또한 UC Berkeley와 협력하여 측정의 불확실성을 제거하고 보고 있는 데이터를 완전히 이해할 수 있는 모델링 기능을 개발하는 데 도움을 받았습니다. 우리는 원시 데이터만 조사하는 것이 아닙니다.” "전단 흐름 안정화 Z-핀치에서 열핵 중성자 방출"이라는 논문은 11월에 출판되었으며 2020년 미국 물리 학회-플라즈마 물리학 부문 연례 회의에서 발표된 Mitrani의 초청 강연에서 비롯되었습니다. Mitrani와 Higginson은 LLNL 동료인 Harry McLean과 합류했습니다.
UC 버클리의 조슈아 브라운(Joshua Brown)과 티볼트 라플라스(Thibault Laplace); UC Berkeley 및 Lawrence Berkeley 국립 연구소의 Bethany Goldblum; 그리고 Elliot Claveau, Zack Draper, Eleanor Forbes, Ray Golingo, Brian Nelson, Uri Shumlak, Anton Stepanov, Tobin Weber 및 Yue Zhang(워싱턴 대학). 이 연구는 2017년 Zap Energy라는 민간 투자 시애틀 신생 기업을 분사했습니다. Zap Energy가 실험을 계속함에 따라 16개의 감지기가 더 자세한 측정을 수행하여 새로운 보조금으로 연구가 계속되고 있습니다. 히긴슨은 “어떤 놀라움이 일어날지 모르기 때문에 참여하고 싶다”고 말했다. “높은 전류로 이동하면 갑자기 다시 불안정한 상태로 운전하기 시작할 수 있습니다. 전류가 흐를수록 고품질과 안정적인 핀치를 유지할 수 있음을 증명할 수 있기를 원합니다.”
참조: James M. Mitrani, Joshua A. Brown, Bethany L. Goldblum, Thibault A. Laplace, Elliot L. Claveau, Zack T. Draper, Eleanor G.의 "전단 흐름 안정화 Z-핀치로부터의 열핵 중성자 방출" Forbes, Ray P. Golingo, Harry S. McLean, Brian A. Nelson, Uri Shumlak, Anton Stepanov, Tobin R. Weber, Yue Zhang 및 Drew P. Higginson, 2021년 11월 23일, 플라즈마 물리학 . DOI: 10.1063/5.0066257 우리는 추천합니다.
.Researchers unravel the inner workings of heat conduction in galaxy clusters
연구원들은 은하단에서 열전도의 내부 작동 원리를 밝힙니다.
옥스포드 대학 에서 왼쪽: Discovery Science 프로그램을 통해 National Ignition Facility에 배치된 TDYNO 표적의 사진. 실험 대상은 두 개의 포일과 한 쌍의 그리드로 구성되어 있으며 원통형 실드로 함께 고정되어 있습니다. 각 목표는 페니의 크기입니다. 사진 제공: 국가 점화 시설 운영 팀. 오른쪽: 레이저 발사 후 280억 분의 1초에 촬영한 실험에서 생성된 난류 플라즈마의 X선 이미지, 뜨거운 플라즈마는 연 X선을 방출하여 연구원들이 난류의 특성을 특성화하고 열 전달의 강한 억제를 나타내는 전자 온도의 변동을 측정할 수 있습니다. 크레딧: 국가 점화 시설 운영 팀 MARCH 9, 2022
은하단에서 열전도의 내부 작용은 옥스포드 대학, 로체스터 대학 및 시카고 대학이 이끄는 국제 연구원들의 협력에 의해 밝혀졌습니다. 은하단에 있는 대부분의 물질은 플라즈마라고 하는 미세한 이온화된 가스 형태로 자기장에 의해 엮여 있고 난류 상태에 있습니다. 이러한 많은 은하단을 관찰하면서 천문학자들은 어려운 수수께끼에 직면해 있습니다. 모두 예상보다 훨씬 더 뜨겁게 보입니다.
논문 저자인 Jena Meinecke 박사와 연구팀은 세계에서 가장 큰 레이저 시스템인 캘리포니아 LLNL(Lawrence Livermore National Laboratory)의 NIF(National Ignition Facility)를 사용하여 은하단. 공동 저자인 옥스포드 대학 물리학과 Alexander Schekochihin 교수는 "에너지가 은하단 중심에 있는 격렬하게 활동하는 은하단에 의해 은하단 을 채우고 있는 플라즈마에 주입되는 방식, 그리고 나서 은하단 주위로 확산되고 거대한 은하단 전체를 가열하는 방식 "이라고 말했습니다.
Chandra X-ray Observatory와 같은 관측소에서 포착하는 X선 광선을 생성하는 시스템 - 이것은 우리 우주의 가장 큰 구성 요소에 대한 근본적인 질문입니다. 관측과 이론 모델의 논리는 모두 이러한 플라즈마의 열전도가 강력하다는 것을 시사합니다. 순진한 기대에 비해 억제됩니다.
그러한 억제를 위한 여러 계획이 이론화되고 수치적으로 시뮬레이션되었지만 매우 잠정적입니다." "여기서 갑자기 우리는 실제 실험실 플라즈마에서 그것을 가지고 있습니다. 따라서 이제 실험은 천체 물리학 플라즈마의 기본 속성을 분류하는 데 도움이 되는 이론을 뛰어넘을 기회를 얻었습니다. 흥미로운 전망입니다."
Spitzer 열전도율이 켜진 상태(왼쪽) 및 꺼진 상태(오른쪽)가 있는 TDYNO 플랫폼의 FLASH 시뮬레이션으로 전자 온도를 전자 볼트 eV로 표시합니다(1eV는 11,333oC 또는 20,431oF에 해당). NIF TDYNO 실험에서 달성된 플라즈마의 강한 자화는 열 전도를 크게 억제하여 결과적으로 FLASH 시뮬레이션에서 재현되는 전자 온도(오른쪽)의 상당한 변동을 초래합니다. 출처: Rochester 대학의 Yingchao Lu.
연구 기간 동안 옥스포드 대학에 있었고 현재 보이시 주립 대학에 재직 중인 Meinecke 박사는 계속해서 다음과 같이 말했습니다. NIF는 진정으로 미지의 세계로 나아갈 수 있는 기회를 제공합니다." 연구원들은 NIF의 실험에서 레이저 빔을 사용하여 플라스틱 호일을 기화시키고 난류 및 자화 플라즈마를 생성했습니다. 프린스턴 대학 천체 물리학과의 Archie Bott 박사는 "이 NIF 실험의 독특한 점은 플라즈마의 전자가 서로 충돌하는 빈도가 충분히 낮아 결국 얽힌 자기장 라인을 따라간다는 것입니다."라고 말했습니다. Bott 박사는 "이 현상은 은하단에서 발생하는 것으로 정확히 믿어지며 열전도 억제를 일으킨다"고 말했습니다. 이 효과는 실험실 데이터에서 분명히 볼 수 있습니다. 측정 결과 시간이 지남에 따라 지속되고 열이 빠져나갈 수 없는 뜨거운 플라즈마 주머니가 나타납니다.
https://scx2.b-cdn.net/gfx/video/2022/researchers-unravel-th.mp4
NIF TDYNO 실험 플랫폼의 3D 복사 자기-유체역학 FLASH 시뮬레이션. 그리드와 원통형 실드가 회색으로 표시된 시간의 함수로 자기장을 렌더링합니다. 레이저 제거는 그리드를 통과하고 중앙에서 충돌하여 난류 발전기가 작동할 수 있는 뜨거운 난류 영역을 형성하는 두 개의 역류 흐름을 생성합니다. 레이저 표적 상호작용의 시드 자기장은 중심에 도달하고 난류 발전기는 이를 지구 자기장 강도의 백만 배인 큰 값으로 증폭하여 열 전도를 현저하게 감소시킵니다. 영화 크레딧: JT Laune, 코넬 대학교. 크레딧: JT Laune, 코넬 대학교
실험의 수석 연구원인 옥스포드 대학 물리학과 교수인 지안루카 그레고리(Gianluca Gregori)는 "이 연구는 자화되고 난류인 플라즈마에서 발생하는 미시적 과정을 이해하는 데 중요한 디딤돌입니다. 실험 결과는 다소 놀랍습니다. 그들은 에너지가 단순한 이론에서 기대했던 것과는 매우 다른 방식으로 전달된다는 것을 보여주기 때문입니다." "이것은 참으로 놀라운 결과입니다."라고 NIF 실험 캠페인을 설계하고 해석하는 데 도움을 주기 위한 시뮬레이션 노력을 주도한 Flash Center of Computational Science 소장인 Petros Tzeferacos 교수가 확인합니다. "NIF 실험을 모델링하기 위해 우리는 우리가 개발한 다중 물리학 시뮬레이션 코드인 FLASH의 모든 물리학 기능을 구현했습니다.
FLASH 시뮬레이션은 난류의 자화 플라즈마에서 작동하는 물리학을 풀기 위한 핵심이었지만 레벨은 열전달 억제 효과는 우리가 예상한 것 이상이었습니다."
시뮬레이션이 전자 열 전달 을 제어하여 실험 결과를 재현하지만, 궁극적으로 관찰된 억제에 책임이 있는 미시적 메커니즘은 불분명합니다. NIF 레이저를 사용하여 이러한 상호 작용의 세부 사항을 확인하기 위한 추가 작업을 위한 준비가 진행 중입니다. LLNL의 프로젝트 연락 과학자인 James Steven Ross 박사는 "이러한 실험은 복잡한 물리학 프로세스에 대한 통찰력을 제공하고 최적화된 타겟 설계 및 진단 구성을 사용하는 다가오는 NIF Discovery Science 실험에서 답하기를 희망하는 추가 질문을 제기합니다."라고 말했습니다. 이 실험은 실험실 탐사가 관측을 보완하는 방식으로 천체 물리학 시스템을 이해하는 데 어떻게 도움이 될 수 있는지 보여줍니다. 연구 결과는 Science Advances 에 게재되었습니다 .
추가 탐색 레이저 구동 실험은 우주 형성에 대한 통찰력을 제공합니다. 추가 정보: J. Meinecke et al, 은하단 난류 플라즈마의 실험실 복제에서 열 전도의 강력한 억제, Science Advances (2022). DOI: 10.1126/sciadv.abj6799 . www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abj6799 저널 정보: 과학 발전 옥스퍼드 대학교 제공
https://phys.org/news/2022-03-unravel-galaxy-clusters.html
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