Microsoft Word N. Z. Ismay?lov Atmosferdenkenar astronomiya derslik doc
Yüklə 1,02 Mb. Pdf görüntüsü
|
- Bu səhifədəki naviqasiya:
- 6.5. Kosmik şüaların sürətlənmə mexanizmi
119
şəklində alışmanın tam ener$isi 10 51 – 10 52 erqə çata bilər. Son məlumatlara görə bizim Qalaktikada hər 100 ildə yalnız bir ifratyeni ulduz alışma verir. Ayrılan 10 51 erq ener$ini həmin vaxta görə paylasaq onda alışmaların orta gücü 3 ⋅10
41 erq/san təşkil edər. Digər tərəfdən, komik şüaların hazırda müşahidə olunan sıxlığını (1 eV/sm 3
=1.6 ⋅10
-12 erq/sm
3 ) almaq üçün kosmik şüaların qalaktikadakı gözlənilən yaşı 3 ⋅10
7 il ərzində kosmik şüaların gücü 10 40 erq/san olmalıdır. Buradan alınır ki, kosmik şüaların hazırki ener$i sıxlığını saxlamaq üçün ona ifratyeni ulduzun alışma ener$isinin cəmi bir neçə faizini vermək kifayətdir. Bununla bərabər, qeyd etmək lazımdır ki, radioastronomiya yalnız radioşüalanan elektronları aşkar etməyə imkan verir. Ona görə də ifratyenilərin alışması zamanı kifayət qədər proton və digər ağır nüvələrin yaranmasını birqiymətli təsdiq etmək olmaz. Ona görə də digər mümkün kosmik şüa mənbələrinin axtarılması hələ də aktualdır. Bu mənada pulsarlar və qalaktikanın nüvəsi böyük maraq kəsb edir. Hesab olunur ki, pulsarlarda zərrəciklər ifratyüksək ener$iyə qədər sürətləndirilə bilər. Qalaktika nüvələrində isə alışmaların miqyası ifratyeni ulduzların alışmasındakından da böyükdür. Buna baxmayaraq, hal-hazırda ifratyeni ulduzların alışması kosmik şüaların əsas mənbəyi hesab edilir.
6.5. Kosmik şüaların sürətlənmə mexanizmi
Kosmik şüanı təşkil edən zərrəciklərin ~10 21 eV enre$iyə qədər sürətləndirilmə mexanizmi hələ indiyədək tam detallarına qədər aydın deyil. Lakin sürətlənmə prosesinin ümumi mənzərəsi artıq elmə
120
bəllidir. Adi ionlaşmamış qazlarda zərrəciklər arasında ener$i paylanması onların öz aralarında toqquşması nəticəsində yaranır. Seyrəkləşmiş kosmik plazmada zərrəciklər arasında toqquşmalar çox az rol oynayır. Belə zərrəciyin ener$isinin dəyişməsi onu əhatə edən digər plazma zərrəciklərinin yaratdığı elektromaqnit sahələri ilə həmin kosmik zərrəciyin qarşılıqlı təsiri nəticəsində yaranır. Adi şəraitdə plazmanın orta istilik ener$isindən çox ener$isi olan zərrəciklərin sayı çox az olur. Ona görə də komik zərrəciyin sürətlənməsi praktiki olaraq istilik ener$isindən başlayır. Elektrik cəhətdən neytral olan kosmik plazmada verilən sahənin bütün nöqtələrində potensiallar fərqi sıfır olduğundan orada zərrəcikləri sürətləndirə bilən hər hansı sabit elektrostatik sahənin olması istisna edilir. Lakin plazmada impulsiv və ya induksiya xarakterli elektrik sahəsi yarana bilər. Məsələn, impulsiv elektrik sahəsi neytral cərəyan təbəqəsinin əksqütblü maqnit sahəsi ilə toxunan hissəsində dağıdılması nəticəsində yaranır. İnduksiya elektrik sahəsi maqnit sahəsinin zamana görə artması nəticəsində baş verir (betatron effekti). İmpulsiv sahələrdən başqa sürətlənmənin başlanğıc mərhələsi sürətləndirilən zərrəciklərin intensiv turbulent hərəkəti oblastlarında plazma dalğaları ilə qarşılıqlı təsiri nəticəsində yaranır. İmpulsiv və induksiya xarakterli elektrik sahələrindən fərqli olaraq plazma dalğaları ilə sürətləndirmə statistik xarakter daşıyır. Turbulentli plazmada müxtəlif faza sürətlərinə malik çoxlu sayda dalğa vardır. Belə plazmada həmişə sürətləri elektronların istilik hərəkəti sürəti v
kimi münasibətdə olan kifayət sayda dalğa vardır ki, belə zərrəciklərlə aktiv qarşılıqlı təsirdə olur. Plazma dalğalarının effektiv temperaturu plazma zərrəciklərinin temperaturundan bir neçə tərtib çoxdur. Ona görə də belə zərrəciklərin plazma dalğaları ilə qarşılıqlı təsirindən temperaturların 121
bərabərləşməsi üçün kosmik zərrəciklərin sürəti çox böyük qiymətə qədər artmalıdır. Ümumiyyətlə, kosmosda, çox güman ki, konkret şəraitdən asılı olaraq müxtəlif ardıcıllıqla, müxtəlif kombinasiyalarda işləyən sürətləndirmə mexanizmləri vardır. İmpulsiv elektrik sahəsi və ya plazma turbulentliyi mexanizmləri sonradan induksiya (betatron) mexanizmi və ya Fermi mexanizmi ilə sürətləndirməyə şərait yaradır. Zərrəciklərin kosmosda sürətlənməsi mexanizmlərinin bəzi cəhətləri plazmanın maqnit sahəsində xassələri ilə bağlıdır. Kosmik maqnit sahələri fəzanın çox böyük bir həcmində yayılmışdır. Yükü Ze və impulsu p olan zərrəcik H maqnit sahəsində ani əyrilik radiusu
) sin 300
/( ) sin 300 /( ϑ ϑ ρ
R c Ze H cp = ⋅ ⋅ = (6.5.1) olan əyrixətli trayektoriya ilə hərəkət edir. Burada R = cp/Ze
- (voltlarla ölçülür) zərrəciyin maqnit sərtliyi, θ -zərrəciyin pitç- bucağıdır. Əgər sahə ρ ilə müqayisə olunacaq məsafələrdə az dəyişirsə, onda zərrəciyin trayektoriyası maqnit sahəsinin qüvvə xətlərinə dolanan spiral şəklində olar. Bu halda qüvvə xətləri sanki plazmaya «bərkidilmiş» olur və nəticədə plazmanın istənilən hissəsinin yerdəyişməsi maqnit sahəsinin qüvvə xətlərinin deformasiyasına və yerdəyişməsinə gətirirb çıxarır. Əgər plazmada, məsələn, ifratyeni ulduzların alışması kimi, kifayət qədər güclü hərəkət baş verərsə, onda belə pərakəndə hərəkətdə olan hissələrin sayı çox olacaqdır. Əyanilik üçün onları bir-birinə nisbətən böyük sürətlərlə hərəkət edən buludlar kimi təsvir etmək olar. Plazmanın
122 əsas kütləsi buludla birlikdə hərəkət edir. Lakin əyrilik radiusu buludun ölçüsü ilə müqayisə oluna bilən az sayda ener$isi böyük olan zərrəciklər buludda qala bilmirlər. Bu zərrəciklər buludun maqnit sahəsində yalnız meyl edir, onların sanki buludla toqquşması və səpilməsi baş verir. Belə şəraitdə zərrəcik effektiv şəkildə bütöv buludla ener$i mübadiləsi edir. Lakin buludun kinetik ener$isi olduqca böyükdür, ona görə zərrəcik buludu tərk edənə qədər çox böyük ener$i əldə edə bilər. Bu statistik sürətlənmə mexanizmi 1949- cu ilə E.Fermi tərəfindən verilmişdir. Analo$i olaraq zərrəciklərin güclü zərbə dalğası ilə qarşılıqlı təsiri zamanı (planetlərarası mühitdə) da sürətlənmə yarana bilər. Məsələn, xüsusi halda, iki zərbə dalğasının yaxınlaşması zamanı əksetdirici maqnit «güzgüsünün» yaranması zərrəciklərin sürətlənməsini təmin edə bilər. Bütün sürətləndirmə mexanizmləri kosmik şüaların elə spektrini yaradır ki, zərrəciklərin ener$isinin artması ilə onların sayı azalır. Sürətləndirmə mexanizmlərinin oxşar cəhəti elə yalnız bundan ibarətdir. Uzun müddət intensiv nəzəri və təcrübi tədqiqatlar aparılmasına baxmayaraq, hələlik kosmik zərrəciklərin yük tərkibini və spektrinin bütün xüsusiyyətlərini izah edən universal mexanizm və ya kombinə olunmuş mexanizm tapılmamışdır. Məsələn, impulsiv E elektrik sahəsi mexanizmində R sərtliyinin artım sürəti dR/dt = cE kimi təyin olunur, başqa sözlə, zərrəciyin ilkin maqnit sərtliyindən asılı deyildir. Bu halda E elekrik sahəsinin təsir oblastındakı bütün zərrəciklər sürətlənər, və onların tərkibi çıxdıqları plazmanın tərkibi ilə təyin olunacaqdır. Spektr isə D(R) ~ exp(-R/R 0 ) şəklində olar. Burada R 0 spektrin xarakteristik sərtliyidir. Plazma dalğaları ilə sürətlənmədə yalnız istilik ener$isindən bir neçə dəfə böyük ener$ili zərrəciklər sürətlənə bilər. Belə zərrəciklərin Yüklə 1,02 Mb. Dostları ilə paylaş:
|