Hervé Henry Les galaxies vivent rarement seules. Au lieu de cela, des dizaines à des milliers sont attirés par la gravité, formant de vastes amas qui sont les additionally grands objets de l’univers.
“Les amas de galaxies sont l’une des choses les additionally impressionnantes de l’univers”, a déclaré le professeur émérite Don Lamb, astrophysicien de l’Université de Chicago et co-auteur d’un nouvel short article publié le 9 mars, qui pourrait montrer la voie vers la résolution un mystère de plusieurs décennies.
soit à peu près la même température que le centre du soleil – qui est si chaud que les atomes d’hydrogène ne peuvent pas exister. Au lieu de cela, le gaz est un plasma composé de protons et d’électrons.
Mais une énigme persiste : il n’y a pas d’explication very simple pour expliquer pourquoi ou comment le gaz reste si chaud. Selon les règles normales de la physique, il aurait dû se refroidir au cours de l’âge de l’univers. Mais ce n’est pas le cas.
Le défi pour quiconque essaie de résoudre ce casse-tête est que vous ne pouvez pas exactement créer ce style de problems puissamment chaudes et magnétiques dans votre jardin.
Cependant, il existe désormais un endroit sur Terre où vous pouvez le faire : l’installation laser la additionally énergétique au monde.
Des scientifiques de UChicago, de l’Université d’Oxford et de l’Université de Rochester ont travaillé ensemble pour utiliser le Nationwide Ignition Facility – situé à Livermore, en Californie – pour créer des disorders similaires au gaz chaud dans de gigantesques amas de galaxies. “Les expériences menées au NIF sont littéralement hors de ce monde”, a déclaré Jena Meinecke, qui était le leading auteur de l’article.
Les scientifiques ont concentré 196 lasers sur une seule petite cible, créant un plasma chauffé à blanc avec des champs magnétiques intenses qui existent pendant quelques milliardièmes de seconde.
C’était assez long pour qu’ils déterminent qu’au lieu d’une température uniforme, il y avait des details chauds et froids dans le plasma.
Cela concorde avec l’une des théories qui ont été proposées sur la façon dont la chaleur est piégée à l’intérieur des amas de galaxies. Normalement, la chaleur serait facilement distribuée lorsque les électrons entrent en collision les uns avec les autres. Mais les champs magnétiques enchevêtrés à l’intérieur du plasma peuvent affecter ces électrons, les faisant tourner en spirale dans la way des champs magnétiques, ce qui peut les empêcher de répartir et de disperser uniformément leur énergie.
En fait, dans l’expérience, ils ont vu que la conduction de l’énergie était supprimée de in addition d’un facteur 100.
“C’est un résultat incroyablement excitant car or truck nous avons pu montrer que ce que les astrophysiciens ont proposé est sur la bonne voie”, a déclaré Lamb, professeur émérite Robert A. Millikan Distinguished Provider en astronomie et astrophysique.
“C’est en effet un résultat étonnant”, a ajouté le co-auteur de l’étude, le professeur Petros Tzeferacos de l’Université de Rochester, qui a supervisé les simulations informatiques de l’expérience compliquée. “Les simulations ont été essentielles pour démêler la physique en jeu dans le plasma turbulent et magnétisé, mais le niveau de suppression du transport thermique était au-delà de ce à quoi nous nous attendions.”
qui a été développé à l’Université de Chicago et est maintenant hébergé au Flash Heart for Computational Science de l’Université de Rochester, dirigé par Tzeferacos. Le code permet aux scientifiques de simuler leurs expériences laser avec des détails exquis avant de les faire, afin qu’ils puissent obtenir les résultats qu’ils recherchent.
Ceci est essentiel vehicle les scientifiques n’obtiennent que quelques précieux clichés dans l’installation – si quelque chose ne va pas, il n’y a pas de refaire. Et parce que les ailments de l’expérience ne durent que quelques nanosecondes, les scientifiques doivent s’assurer qu’ils effectuent les mesures dont ils ont besoin exactement au bon instant. Cela signifie que tout doit être tracé avec précision longtemps à l’avance.
“C’est un défi quand vous êtes aux extrêmes de ce qui peut être fait, mais c’est là que se trouve la frontière”, a déclaré Lamb.
Cependant, d’autres queries subsistent sur la physique des amas de galaxies. Bien que les points chauds et froids soient des preuves solides de l’impact des champs magnétiques sur le refroidissement du gaz chaud dans les amas de galaxies, d’autres expériences sont nécessaires pour comprendre exactement ce qui se passe. Le groupe prévoit sa prochaine série d’expériences au NIF moreover tard cette année.
Pour le minute, cependant.
Les galaxies vivent rarement seules. Au lieu de cela, des dizaines à des milliers sont attirés par la gravité, formant de vastes amas qui sont les furthermore grands objets de l’univers.
“Les amas de galaxies sont l’une des choses les in addition impressionnantes de l’univers”, a déclaré le professeur émérite Don Lamb, astrophysicien de l’Université de Chicago et co-auteur d’un nouvel posting publié le 9 mars, qui pourrait montrer la voie vers la résolution un mystère de plusieurs décennies.
Les scientifiques savent depuis longtemps que l’hydrogène gazeux dans les amas de galaxies est extrêmement chaud – environ 10 hundreds of thousands de degrés Kelvin, soit à peu près la même température que le centre du soleil – qui est si chaud que les atomes d’hydrogène ne peuvent pas exister. Au lieu de cela, le gaz est un plasma composé de protons et d’électrons.
Mais une énigme persiste : il n’y a pas d’explication straightforward pour expliquer pourquoi ou remark le gaz reste si chaud. Selon les règles normales de la physique, il aurait dû se refroidir au cours de l’âge de l’univers. Mais ce n’est pas le cas.
Le défi pour quiconque essaie de résoudre ce casse-tête est que vous ne pouvez pas exactement créer ce style de ailments puissamment chaudes et magnétiques dans votre jardin.
Cependant, il existe désormais un endroit sur Terre où vous pouvez le faire : l’installation laser la in addition énergétique au monde. Le Nationwide Ignition Facility du Lawrence Livermore Nationwide Laboratory est able de créer de telles conditions extrêmes – mais seulement pendant une infime portion de seconde dans un volume de la taille d’un centime.
Des scientifiques de UChicago, de l’Université d’Oxford et de l’Université de Rochester ont travaillé ensemble pour utiliser le Nationwide Ignition Facility – situé à Livermore, en Californie – pour créer des circumstances similaires au gaz chaud dans de gigantesques amas de galaxies. “Les expériences menées au NIF sont littéralement hors de ce monde”, a déclaré Jena Meinecke, qui était le leading auteur de l’article.
Les scientifiques ont concentré 196 lasers sur une seule petite cible, créant un plasma chauffé à blanc avec des champs magnétiques intenses qui existent pendant quelques milliardièmes de seconde.
C’était assez prolonged pour qu’ils déterminent qu’au lieu d’une température uniforme, il y avait des details chauds et froids dans le plasma.
Cela concorde avec l’une des théories qui ont été proposées sur la façon dont la chaleur est piégée à l’intérieur des amas de galaxies. Normalement, la chaleur serait facilement distribuée lorsque les électrons entrent en collision les uns avec les autres. Mais les champs magnétiques enchevêtrés à l’intérieur du plasma peuvent affecter ces électrons, les faisant tourner en spirale dans la path des champs magnétiques, ce qui peut les empêcher de répartir et de disperser uniformément leur énergie.
En fait, dans l’expérience, ils ont vu que la conduction de l’énergie était supprimée de additionally d’un facteur 100.
“C’est un résultat incroyablement excitant automobile nous avons pu montrer que ce que les astrophysiciens ont proposé est sur la bonne voie”, a déclaré Lamb, professeur émérite Robert A. Millikan Distinguished Assistance en astronomie et astrophysique.
“C’est en effet un résultat étonnant”, a ajouté le co-auteur de l’étude, le professeur Petros Tzeferacos de l’Université de Rochester, qui a supervisé les simulations informatiques de l’expérience compliquée. “Les simulations ont été essentielles pour démêler la physique en jeu dans le plasma turbulent et magnétisé, mais le niveau de suppression du transportation thermique était au-delà de ce à quoi nous nous attendions.”
qui a été développé à l’Université de Chicago et est maintenant hébergé au Flash Center for Computational Science de l’Université de Rochester, dirigé par Tzeferacos. Le code permet aux scientifiques de simuler leurs expériences laser avec des détails exquis avant de les faire, afin qu’ils puissent obtenir les résultats qu’ils recherchent.
Ceci est essentiel vehicle les scientifiques n’obtiennent que quelques précieux clichés dans l’installation – si quelque selected ne va pas, il n’y a pas de refaire. Et parce que les circumstances de l’expérience ne durent que quelques nanosecondes, les scientifiques doivent s’assurer qu’ils effectuent les mesures dont ils ont besoin exactement au bon moment. Cela signifie que tout doit être tracé avec précision longtemps à l’avance.
“C’est un défi quand vous êtes aux extrêmes de ce qui peut être fait, mais c’est là que se trouve la frontière”, a déclaré Lamb.
Cependant, d’autres questions subsistent sur la physique des amas de galaxies. Bien que les details chauds et froids soient des preuves solides de l’impact des champs magnétiques sur le refroidissement du gaz chaud dans les amas de galaxies, d’autres expériences sont nécessaires pour comprendre exactement ce qui se passe. Le groupe prévoit sa prochaine série d’expériences au NIF as well as tard cette année.
Pour le minute, cependant.
a déclaré Lamb.
Le chercheur principal de l’expérience était le professeur Gianluca Gregori de l’Université d’Oxford. Les membres de l’équipe comprenaient également le professeur Alexander Schekochihin d’Oxford, Archie Bott de Princeton et James Steven Ross du Lawrence Livermore Nationwide Laboratory.
