ESA’nın Swarm misyonundan elde edilen verileri kullanan bir çalışma, Dünya’nın gelgitleri tarafından oluşturulan zayıf manyetik izlerin deniz yatağı altındaki magma dağılımını belirlememize yardımcı olabileceğini ve hatta bize küresel okyanus sıcaklıkları ve tuzluluktaki uzun vadeli eğilimler hakkında fikir verebileceğini öne sürüyor.

Swarm, Dünya’nın jeomanyetik alanını inceleyen üç uydudan oluşan bir takımyıldızdır. Dünyanın iç kısmından uzaya uzanan bu manyetik alanın, büyük ölçüde gezegenin dış çekirdeğindeki sıvı demir okyanusu tarafından üretildiği düşünülüyor. Diğer manyetizma kaynakları arasında kabuktaki mıknatıslanmış kayalar bulunur.

Normalde okyanusların manyetizma ürettiğini düşünmesek de, tuzlu deniz suyu orta düzeyde bir elektrik iletkenidir. Bu, gelgitler Dünya’nın manyetik alanı boyunca akarken, zayıf elektrik akımları ürettikleri ve bunun da uzaydan tespit edilebilecek küçük manyetik sinyalleri tetiklediği anlamına geliyor.

Swarm, 462 ile 511 km arasındaki yüksekliklerde uçan uydularıyla Dünya’nın manyetik alanını her zamankinden daha doğru bir şekilde ölçüyor. Zayıf gelgit izlerini tespit edebiliyor ve bunları Dünya’nın iç kısmındaki diğer güçlü manyetik alan kaynaklarından ayırt edebiliyor.

“Bu çalışma, Swarm’ın okyanuslarımızın tüm su sütununun özellikleri hakkında veri sağlayabileceğini gösteriyor.” ESA’nın Sürü Görevi Yöneticisi Anja Strømme diyor.

Swarm’ın verileri aynı zamanda magmanın dağılımına dair bilgiler de sağlayabilir ve bu da gelecekte 2022’deki Hunga-Tonga volkanik patlaması gibi olayların daha iyi anlaşılmasını destekleyebilir.

çalışmak bu imzalardan biri dünyanın en eski bilimsel dergisinin ön kapağını yaptı, Kraliyet Cemiyeti A’nın Felsefi İşlemleriKöln Üniversitesi ve Danimarka Teknik Üniversitesi’nden bir ekip tarafından yürütüldü.

Swar yaşlandıkça daha iyi hale gelir

2013 yılında başlatılan misyonun yalnızca dört yıl boyunca uçması gerekiyordu ancak şu anda 12. yılında. Anja şunu ekliyor: “Bu, uçuş görevlerinin başlangıçta planlanandan daha uzun sürmesinin faydalarından biridir. Dolayısıyla, bilimsel çıktı mükemmel kalitede olduğu ve kaynaklar izin verdiği sürece uçarak, başlangıçta öngörülmeyen bilimsel soruların üstesinden gelebilirsiniz.”

Ancak sürüklenme uyduları fiziksel olarak Dünya’ya yavaş yavaş yaklaştırdıkça Swarm yavaş yavaş ömrünün doğal sonuna yaklaşıyor. Bu, görevin araçlarının (uydular, manyetik alanın gücünü, büyüklüğünü ve yönünü ölçen manyetometreler de dahil olmak üzere son teknoloji ürünü sensörler taşır) daha yüksek yörüngelerden tespit edilmesi daha zor olan zayıf sinyalleri yakalamasını sağladı. görevin başlangıcı.

Daha az güneş girişimi

Swarm’ın zayıf okyanus sinyallerini tespit etme becerisine, güneşin 2017 civarındaki daha az aktif dönemi de yardımcı oldu. Köln Üniversitesi’nden baş yazar Alexander Grayver, “Bunlar, Swarm misyonu tarafından şu ana kadar tespit edilen en küçük sinyaller arasında yer alıyor” diyor.

“Veriler özellikle iyi çünkü bunlar, uzay havası nedeniyle daha az gürültünün olduğu, solar minimum döneminde toplandı.”

Güneşin 11 yıllık güneş döngüsünün “minimum” dönemi, güneş yüzeyinin en az aktif olduğu zamandır. Bu “sessiz” dönemde, elektromanyetik radyasyon ve yüklü parçacıklar da dahil olmak üzere daha az güneş maddesi yayar, dolayısıyla Kuzey Işıkları gibi “uzay havası” olayları daha az görülür. Güneşten gelen elektromanyetik radyasyonun azalmasıyla, Dünya’dan gelen jeomanyetik sinyaller Swarm’ın manyetometreleri ve diğer cihazları tarafından daha kolay tespit edilebiliyor.

Umudumuz, 2030’dan sonra bir sonraki solar minimum geldiğinde, Swarm’ın daha düşük bir irtifada da olsa hâlâ uçuyor olabileceği ve derinlerdeki sıcaklıklar ve tuzluluk oranı hakkında daha fazla bilgi edinmemize yardımcı olabilecek zayıf sinyalleri tespit etmeye devam edebileceği yönünde. okyanuslarımız.

NASA’nın temel önceliklerinden biri evrenin başka yerlerindeki yaşam potansiyelini anlamaktır. NASA dünya dışı yaşama dair güvenilir bir kanıt bulamadı—ancak NASA evrende yalnız olup olmadığımız gibi temel soruları yanıtlamamıza yardımcı olmak için güneş sistemini ve ötesini araştırıyor.

Dünya dışında yaşam potansiyelini inceleyenler için, sorulardan biri uzun zamandır mikrobiyal yaşam ile karmaşık yaşam veya bu kadar gelişmiş bir medeniyetin olasılığını belirlemeye çalışmaktır ki bu da bizim buradan, tekno-imzalar olarak adlandırılan, bunun işaretlerini görebiliriz. Bu tür soruların cevaplarını incelemek, yaşamı aramak için en olası yerleri ve yolları vurgulamak için yeni teleskoplar veya görevler konusunda önerilere rehberlik edebilir.

Şimdi bir son makale 24 Mayıs’ta yayınlandı Astrofizik Dergisi ileri dünya dışı medeniyetler varsa, bunların bizim bakış açımızdan teleskoplarla tespit edilmesinin zor olmasının bir nedeninin enerji gereksinimlerinin nispeten mütevazı olabilmesi olduğunu varsayar. Kültürleri, teknolojileri ve nüfus büyüklükleri çok miktarda güce ihtiyaç duymuyorsa, mevcut veya önerilen teleskoplar tarafından tespit edilebilecek devasa yıldız enerjisi toplama yapıları inşa etmeleri gerekmez. Kendi Dünya deneyimimize dayanarak, bu tür yapılar gezegenlerinin yüzeyinin önemli bir bölümünü kaplayan güneş paneli dizileri veya ana yıldızlarının enerjisinin çoğunu kullanmak için yörüngede dönen mega yapılar olabilir; her ikisini de kendi güneş sistemimizden tespit edebiliriz.

Makalenin baş yazarı ve Maryland, Greenbelt’teki NASA Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nden Ravi Kopparapu, “Yaşam standartlarının yüksek olduğu mevcut 8 milyarlık nüfusumuzun 30 milyarda sabitlendiğini ve enerji için sadece güneş enerjisini kullandığımızı tespit ettik. Yine de gezegenimizi aydınlatan tüm güneş ışığının sağladığı enerjiden çok daha az enerji tüketiyoruz.” dedi.

Çalışmanın aşağıdakiler için çıkarımları vardır: Fermi paradoksuFizikçi Enrico Fermi tarafından ortaya atılan ve galaksimizin çok eski ve geniş olması, yıldızlar arası seyahatin zor ama mümkün olması nedeniyle şimdiye kadar neden uzaylı bir medeniyetin galaksiye yayılmadığı sorusunu soran bir teoridir.

“Bu, medeniyetlerin galaksinin her yerine yayılma zorunluluğu hissetmeyebileceği anlamına geliyor çünkü çok yüksek bir yaşam standardı seçseler bile sürdürülebilir nüfus ve enerji kullanım seviyelerine ulaşabilirler,” dedi Kopparapu. “Kendi yıldız sistemleri içinde veya hatta yakındaki yıldız sistemleri içinde yayılabilirler, ancak galaksiyi kapsayan bir medeniyet var olmayabilir.”

Ayrıca, bizim kendi teknolojik uzmanlığımız, daha gelişmiş medeniyetlerin neler yapabileceğini henüz tahmin edemiyor olabilir.

“Özellikle teknolojik gelişmeler göz önüne alındığında, büyük ölçekli yıldız enerjisi hasadı yapıları modası geçmiş olabilir,” diye ekliyor NASA Goddard ve Washington, DC’deki Amerikan Üniversitesi’nde makalenin ortak yazarlarından Vincent Kofman. “Elbette uzaya devasa yapılar yerleştirebilen bir toplum, nükleer füzyona veya diğer uzay verimli güç üretme yöntemlerine erişebilir.”

Araştırmacılar, değişen seviyelerde silikon güneş paneli kapsamına sahip Dünya benzeri bir gezegeni simüle etmek için bilgisayar modelleri ve NASA uydu verilerini kullandılar. Ekip daha sonra önerilen NASA gibi gelişmiş bir teleskop modelledi Yaşanabilir Dünyalar Gözlemevi 100.000 ışık yılı genişliğindeki bir galakside nispeten yakın olan yaklaşık 30 ışık yılı uzaklıktaki gezegende güneş panelleri tespit edip edemeyeceğini görmek için. Dünya benzeri bir dış gezegendeki kara alanının yaklaşık %23’ünü kaplayan güneş panellerinden gelen imzaları tespit etmek için bu tür bir teleskopla birkaç yüz saatlik gözlem süresi gerekeceğini buldular. Ancak, yüksek yaşam standardında 30 milyar insan için gerekli olan güneş paneli kapsamı yalnızca yaklaşık %8,9’du.

İleri teknolojiye sahip dünya dışı medeniyetler, tekno-imzalarıyla keşfedilebilirdi; bu, astronomik araştırmalarla tespit edilebilen veya çıkarılabilen dünya dışı teknolojinin gözlemsel tezahürleridir. Bilim insanları, onlarca yıldır potansiyel dünya dışı radyo yayınlarını aramak için radyo teleskopları kullanıyor. Daha yakın zamanda, gökbilimciler, gezegen dışı atmosferlerdeki kimyasal “parmak izleri” veya bir gezegen dışı gezegenin yansıttığı ışığın, geniş silikon güneş dizilerinin varlığını duyurabilecek belirli özellikleri gibi diğer türdeki tekno-imzaları aramak için Yaşanabilir Dünyalar Gözlemevi gibi bir teleskop kullanmayı önerdiler.

Yeni çalışma, uzaylıların güneş panellerini silikondan inşa edeceğini varsayıyor çünkü bu, germanyum, galyum veya arsenik gibi güneş enerjisinde kullanılan diğer elementlere kıyasla nispeten bol miktarda bulunuyor. Ayrıca, silikon, Güneş benzeri yıldızların yaydığı ışığı elektriğe dönüştürmede iyidir ve madenciliği yapılıp güneş hücrelerine dönüştürülmesi maliyet açısından uygundur.

Araştırmacılar ayrıca varsayımsal bir dünya dışı medeniyetin yalnızca güneş enerjisine güveneceğini varsayıyorlar. Ancak nükleer füzyon gibi başka enerji kaynakları kullanılırsa, bu silikon tekno-imzasını azaltarak medeniyetin tespit edilmesini daha da zorlaştıracaktır. Çalışma ayrıca medeniyetin nüfusunun bir noktada sabitlendiğini varsayıyor. Herhangi bir nedenle bu gerçekleşmezse, belki de sonsuza dek uzayın derinliklerine doğru genişlemeye zorlanacaklardır. Son olarak, gelişmiş bir medeniyetin henüz hayal etmediğimiz ve muazzam miktarda güç gerektiren bir şeyi kullanıp kullanmadığını bilmek imkansızdır.

XRISM misyonu süper kütleli hakkında önemli verileri ortaya çıkardı Kara delik NGC 4151 galaksisinin merkezinde, kara delik-çevre etkileşimlerinin anlaşılmasını geliştiriyor.

Şubat ayında bilim operasyonlarına başladıktan sonra, Japonya liderliğindeki XRISM (X-ışını Görüntüleme ve Spektroskopi Misyonu), NGC 4151 galaksisinin merkezindeki canavar kara deliğini inceledi.

Brian Williams, “XRISM’in Resolve cihazı kara deliğin etrafındaki alanın ayrıntılı bir spektrumunu yakaladı” dedi. NASAAjansın Greenbelt, Maryland’deki Goddard Uzay Uçuş Merkezi’ndeki görev için proje bilimcisi. “Zirveler ve düşüşler, bize hangi elementlerin mevcut olduğunu söyleyebilen ve kara deliğe yaklaştıkça maddenin kaderi hakkında ipuçları verebilen kimyasal parmak izleri gibidir.”

XRISM (“kriz” olarak telaffuz edilir), ESA’nın (Avrupa Uzay Ajansı) katkılarıyla birlikte NASA ile işbirliği içinde JAXA (Japonya Havacılık ve Uzay Araştırma Ajansı) tarafından yönetilmektedir. 6 Eylül 2023’te fırlatıldı. NASA ve JAXA misyonun mikrokalorimetre spektrometresi Resolve’u geliştirdi.

NGC 4151: Süper Kütleli Kara Deliğe Sahip Sarmal Gökada

NGC 4151, kuzey takımyıldızı Av Köpekleri yönünde yaklaşık 43 milyon ışıkyılı uzaklıkta bulunan bir sarmal gökadadır. Süper kütleli kara delik merkezinde Güneş’in kütlesinin 20 milyon katından fazlasını barındırıyor.

Galaksi de aktiftir, bu da merkezinin alışılmadık derecede parlak ve değişken olduğu anlamına gelir. Kara deliğe doğru dönen gaz ve toz, çevresinde bir birikim diski oluşturur ve yerçekimi ve sürtünme kuvvetleri yoluyla ısınarak değişkenlik yaratır. Kara deliğin eşiğindeki maddenin bir kısmı, diskin her iki yanından neredeyse ışık hızında fışkıran ikiz parçacık jetleri oluşturur. Birikme diskini, simit adı verilen kabarık, çörek şeklinde bir malzeme bulutu çevreliyor.

NGC 4151’in Benzersiz Yönleri

Aslında NGC 4151 bilinen en yakın aktif gökadalardan biridir. NASA’nın Chandra X-ışını Gözlemevi ve Hubble Uzay Teleskobu da dahil olmak üzere diğer görevler, kara delikler ve çevreleri arasındaki etkileşim hakkında daha fazla bilgi edinmek için onu inceledi; bu, bilim adamlarına galaktik merkezlerdeki süper kütleli kara deliklerin kozmik zaman içinde nasıl büyüdüğünü anlatabilir.

Galaksi, X-ışınlarında alışılmadık derecede parlaktır ve bu da onu XRISM için ideal bir erken hedef haline getirmiştir.

XRISM’in Spektral Analizinden İçgörüler

Resolve’nin NGC 4151 spektrumu, 6,5 keV’nin (kiloelektron volt) hemen altındaki enerjilerde keskin bir zirve ortaya koyuyor; bu, demirin emisyon hattıdır. Gökbilimciler, aktif galaksilerin gücünün büyük kısmının, kara deliğe yakın, sıcak ve parıldayan bölgelerden kaynaklanan X ışınlarından geldiğini düşünüyor. Diskteki soğutucu gazdan yansıyan X-ışınları, oradaki demirin floresans vermesine neden olarak belirli bir X-ışını zirvesi üretir. Bu, gökbilimcilerin hem diskin hem de kara deliğe çok daha yakın olan patlama bölgelerinin daha iyi bir resmini çizmelerine olanak tanıyor.

Spektrum ayrıca 7 keV civarında birkaç düşüş gösteriyor. Torusta bulunan demir de bu düşüşlere neden oldu; ancak emisyondan ziyade X ışınlarının emilmesi yoluyla, çünkü oradaki malzeme disktekinden çok daha soğuktu. Bütün bu radyasyon, gözlerimizle görebildiğimiz ışıktan yaklaşık 2.500 kat daha enerjiktir.

Demir, XRISM’in tespit edebileceği elementlerden yalnızca biridir. Teleskop ayrıca kaynağa bağlı olarak kükürt, kalsiyum, argon ve diğerlerini de tespit edebilir. Her biri astrofizikçilere, X-ışını gökyüzüne dağılmış kozmik olaylar hakkında farklı şeyler anlatıyor.

XRISM, ESA’nın katılımıyla JAXA ve NASA arasında ortak bir görevdir. NASA’nın katkısı CSA’nın (Kanada Uzay Ajansı) bilime katılımını içermektedir.