พลาสมาทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์

พลาสมาทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์คือพลาสมาที่อยู่นอกระบบสุริยะมันถูกศึกษาในฐานะส่วนหนึ่งของฟิสิกส์ดาราศาสตร์และมักพบเห็นได้ในอวกาศ[ 2 ]นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่ยอมรับว่า สสาร แบริโอนิก ส่วนใหญ่ ในจักรวาลมีอยู่ในสถานะนี้[ 3 ]
เมื่อสสารร้อนและมีพลังงานมากพอ มันจะแตกตัวเป็นไอออนและก่อตัวเป็นพลาสมากระบวนการนี้จะแยกสสารออกเป็นอนุภาคองค์ประกอบ ซึ่งรวมถึงอิเล็กตรอน ที่มีประจุลบ และไอออนที่ มีประจุบวก [ 4 ]อนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเหล่านี้ไวต่ออิทธิพลของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า ในบริเวณ นั้น ซึ่งรวมถึงสนามแรงที่เกิดจากดาวฤกษ์และสนามอ่อนที่มีอยู่ในบริเวณที่เกิดดาวฤกษ์ใน อวกาศ ระหว่างดาวฤกษ์และในอวกาศระหว่างกาแล็กซี[ 5 ]ในทำนองเดียวกันสนามไฟฟ้าก็ถูกสังเกตพบในปรากฏการณ์ทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์ของดาวฤกษ์บางอย่าง
พลาสมาทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์มักถูกแยกออกจากพลาสมาในอวกาศซึ่งโดยทั่วไปหมายถึงพลาสมาของดวงอาทิตย์ลมสุริยะและไอโอโนสเฟียร์และ แมกนี โตสเฟียร์ของโลกและดาวเคราะห์ดวงอื่น[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]
ศัพท์เฉพาะ
แม้ว่าก๊าซและพลาสมาจะเป็นสถานะของสสาร ที่แตกต่างกัน แต่ นักดาราศาสตร์มักใช้คำว่าก๊าซเพื่ออ้างถึงของเหลวทาง ฟิสิกส์ดาราศาสตร์ใดๆ ที่อยู่ในสถานะของสสารที่เป็นก๊าซหรือพลาสมา คำว่าก๊าซไอออนไนซ์โดยเฉพาะหมายถึงพลาสมา[ 13 ]
การสังเกตและศึกษาพลาสมาทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์
พลาสมาในดาวฤกษ์สามารถสร้างและมีปฏิสัมพันธ์กับสนามแม่เหล็ก ได้ ส่งผลให้เกิดปรากฏการณ์ทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์แบบไดนามิกที่หลากหลาย ปรากฏการณ์เหล่านี้บางครั้งสังเกตได้ในสเปกตรัมเนื่องจากผลของซีแมนพลาสมาทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์รูปแบบอื่นอาจได้รับอิทธิพลจากสนามแม่เหล็กอ่อนที่มีอยู่ก่อนแล้ว ซึ่งปฏิสัมพันธ์ของสนามแม่เหล็กเหล่านี้อาจกำหนดได้โดยตรงด้วยการวัดโพลาไรเซชันหรือวิธีการทางอ้อมอื่นๆ[ 5 ]โดยเฉพาะอย่างยิ่งสื่อระหว่างกาแล็กซีสื่อระหว่างดาวฤกษ์สื่อระหว่างดาวเคราะห์และลมสุริยะประกอบด้วยพลาสมาแบบกระจาย
ปรากฏการณ์ที่อาจเกี่ยวข้อง
นักวิทยาศาสตร์สนใจนิวเคลียสกาแล็กซีที่กำลังทำงานอยู่เนื่องจากพลาสมาทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์ดังกล่าวอาจเกี่ยวข้องโดยตรงกับพลาสมาที่ศึกษาในห้องปฏิบัติการ[ 14 ]ปรากฏการณ์เหล่านี้หลายอย่างดูเหมือนจะแสดง พฤติกรรม แม่เหล็กไฟฟ้า ที่ซับซ้อนมากมาย เช่นความปั่นป่วนและความไม่เสถียร[ 2 ]
ในจักรวาลวิทยาบิ๊กแบง จักรวาลทั้งหมดอยู่ในสถานะพลาสมาก่อนการรวมตัวใหม่[ 15 ]
ประวัติศาสตร์ยุคแรก
คริสเตียน เบิร์กแลนด์ นักสำรวจและนักฟิสิกส์ชาวนอร์เวย์ทำนายว่าอวกาศเต็มไปด้วยพลาสมาเขาเขียนไว้ในปี 1913 ว่า:
ดูเหมือนว่าผลลัพธ์ตามธรรมชาติจากมุมมองของเราคือการสมมติว่าอวกาศทั้งหมดเต็มไปด้วยอิเล็กตรอนและไอออน ไฟฟ้าที่เคลื่อนที่ได้ ทุกชนิด เราได้สมมติว่าระบบดาว แต่ละระบบ ในระหว่างการวิวัฒนาการจะปล่อยอนุภาคไฟฟ้าออกสู่อวกาศ
Birkeland สันนิษฐานว่ามวลส่วนใหญ่ในจักรวาลน่าจะอยู่ใน "พื้นที่ว่างเปล่า" [ 16 ]
ในวัฒนธรรมสมัยนิยม
อัลบั้มSpace Songs ปี 1959 มีเพลง Why Does the Sun Shine? [ 17 ]ซึ่งกล่าวถึงดวงอาทิตย์อย่างไม่ถูกต้องว่าเป็น "มวลของก๊าซที่เรืองแสง" ในปี 1993 วงThey Might Be Giantsได้ปล่อยเพลงเวอร์ชั่นคัฟเวอร์ในEPชื่อWhy Does the Sun Shine? (The Sun Is a Mass of Incandescent Gas) [ 18 ] อัลบั้ม Here Comes Scienceออกวางจำหน่ายโดยวง They Might Be Giants ในปี 2009 ซึ่งมีการบันทึกเพลงนี้ไว้ ตามด้วยเพลงWhy Does the Sun Really Shine? (The Sun is a Miasma of Incandescent Plasma)ที่กล่าวถึงดวงอาทิตย์อย่างถูกต้องว่าเป็นพลาสมา[ 19 ]
ลิงก์ภายนอก
- " ความร่วมมือระหว่างสหรัฐอเมริกาและรัสเซียในด้านฟิสิกส์ดาราศาสตร์พลาสมา "