Domo­wa symu­la­cja powsta­wa­nia dże­tu radiowego

Oko ludz­kie widzi nie­wiel­ką część tego, co docie­ra do nas z prze­strze­ni kosmicz­nej. Na falach radio­wych moż­na zaob­ser­wo­wać ogrom­ne struk­tu­ry galak­tyk, któ­re nie moż­na zoba­czyć przez optycz­ny tele­skop. Naj­czę­ściej są to spek­ta­ku­lar­ne wypły­wy mate­rii, nazy­wa­ne dże­ta­mi. Aktyw­ne radio­ga­lak­ty­ki, tzw. AGNy, potra­fią wystrze­lić w dwóch prze­ciw­nych do sie­bie kie­run­kach, mate­rię nawet na odle­głość kil­ku mega­par­se­ków. Czę­sto przy tym zja­wi­sku powsta­je widocz­na fala ude­rze­nio­wa. Jest ona efek­tem prze­dzie­ra­nia się mate­rii przez ośro­dek mię­dzy­ga­lak­tycz­ny. Duże zna­cze­nie odgry­wa tu pole magne­tycz­ne. Dzię­ki nie­mu stru­ga mate­rii jest przez więk­szość swo­jej dłu­go­ści, bar­dzo cien­ka. Na koń­cach strug, czę­sto powsta­je gorą­ca pla­ma, od któ­rej roz­cią­ga­ją się spek­ta­ku­lar­ne loby. Co cie­ka­we, ten wypływ mate­rii moż­na obser­wo­wać. Jed­nak potrze­ba wie­lu obser­wa­cji roz­ło­żo­nych w cza­sie, by wyko­nać film z prze­miesz­cza­ją­cą się mate­rią. Łatwiej­szą for­mą, jest ana­li­za poje­dyn­czych obser­wa­cji radio­ga­lak­tyk. Łącząc je z prze­wi­dy­wa­nia­mi teo­re­tycz­ny­mi, pró­bu­je się two­rzyć symu­la­cję kom­pu­te­ro­we tego zja­wi­ska. Jed­nak potrze­ba na to wie­le pra­cy, by osią­gnąć podob­ny efekt jak w obser­wo­wa­nych AGNach. My spró­bu­je­my zro­bić to dużo łatwiej, bada­jąc wpływ dwóch róż­nych cie­czy na sie­bie. Efekt jest bajecz­ny i pouczający.

 

 

Obraz przed­sta­wia Galak­ty­kę Her­ku­les A uzy­ska­ny przez zło­że­nie zdję­cia optycz­ne­go (Kosmicz­ny Tele­skop Hubble’a) i radio­we­go (VLA). Jasne punk­ty i małe galak­ty­ki są w świe­tle widzial­nym. Nato­miast dwa roz­cią­głe dże­ty uzy­ska­ne z sygna­łu radiowego.

Źró­dło: http://web.ct.astro.it/cosmoct/web_group/research3/research3_jet.html
Symu­la­cja kom­pu­te­ro­wa powsta­wa­nia dże­tu radiowego,
wyko­na­na przez J. Silk (Oxford), V. Anto­nuc­cio-Delo­gu, U. Bec­cia­ni (Kata­nia)

 

Co potrze­bu­je­my:

• litro­wy sło­ik z wodą w tem­pe­ra­tu­rze pokojowej
• nie­wiel­ką szklan­kę z mlekiem
• atra­ment (wystar­czy jeden nabój do pióra)
• szczy­paw­kę
• dużą kart­kę ciem­ne­go papie­ru do tła
• apa­rat do robie­nia zdjęć lub filmów.

 

.

 

Co robi­my:

Usta­wia­my sta­no­wi­sko pra­cy. Litro­wy sło­ik sta­wia­my na sto­le. Za nim kła­dzie­my pio­no­wo kart­kę papie­ru. Dzię­ki niej obraz będzie wyraźniejszy.

Do litro­we­go sło­ika wle­wa­my wodę. Cze­ka­my, by się odsta­ła. Musi nabrać tem­pe­ra­tu­ry poko­jo­wej oraz nie moż­na jej ruszać.

Następ­nie do nie­wiel­kiej szklan­ki wle­wa­my mle­ko. Kolej­no dole­wa­my kil­ka kro­pel atra­men­tu. Tą cie­czą, napeł­nia­my szczy­paw­kę do pełna.

Usta­wia­my apa­rat, by wyko­nać zdję­cia lub film zjawiska.

Włą­cza­my apa­rat i zanu­rza­my napeł­nio­ną szczy­paw­ką do wody. Powo­li wpusz­cza­my mle­ko do wody. Naj­pierw poje­dyn­cze kro­ple i obser­wu­je­my efekt. Następ­nie jed­no­staj­nym ruchem wle­wa­my szczy­paw­ką mle­ko z atramentem.

 

Moż­na tę czyn­ność wyko­nać kil­ka­krot­nie. W razie potrze­by war­to wymie­nić wodę do kolej­nej symulacji.

Oglą­da­my zdję­cia lub fil­my, któ­re nagra­li­śmy. Cze­ka­my na naj­cie­kaw­sze zdję­cia wyko­na­ne przez Was.

 

To, co uzy­ska­li­śmy, to bar­dzo podob­ny obraz tego, co mogą zna­leźć na nie­bie radioastronomowie.
Prze­pięk­ne stru­gi mate­rii wypły­wa­ją­ce z aktyw­nych galak­tyk. Jed­nak astro­no­mo­wie raczej obser­wu­ją poje­dyn­cze uję­cia dże­tów w róż­nej ska­li ewo­lu­cji. A tu dosta­li­śmy peł­ny przy­bli­żo­ny efekt powsta­wia­nia dże­tów, w tym efek­tow­ną falę uderzeniową.

 

 

Justy­na Put