Naukowcy wreszcie to wyjaśnili! Oto dlaczego potężne gwiazdy „duszą” własne erupcje!
Międzynarodowy zespół astrofizyków i fizyków plazmy dostarczył pierwszych dowodów eksperymentalnych na to, że silne pola magnetyczne otaczające aktywne gwiazdy mogą całkowicie tłumić koronalne wyrzuty masy (CME). Odkrycie pomaga wyjaśnić jedną z długo nierozwiązanych zagadek astronomii gwiazdowej: dlaczego CME są rzadko obserwowane na gwiazdach innych niż Słońce.
Koronalne wyrzuty masy to gigantyczne erupcje namagnesowanej plazmy, które odgrywają istotną rolę w kształtowaniu ewolucji gwiazd, powodując utratę masy i momentu pędu oraz wpływając na warunki pogody kosmicznej wokół krążących planet. Choć są rutynowo obserwowane na Słońcu, przekonujące wykrycia wokół innych gwiazd pozostawały zaskakująco nieliczne.
Aby zbadać przyczyny tego zjawiska, naukowcy połączyli symulacje astrofizyczne, eksperymenty z wysokoenergetyczną plazmą laserową oraz zaawansowane trójwymiarowe modelowanie magnetohydrodynamiczne. Zespół odtworzył w laboratorium kluczowe warunki gwiazdowych CME i obserwował, jak zachowują się strumienie plazmy pod wpływem coraz silniejszych pól magnetycznych.
Od swobodnego przepływu do zaniku erupcji
Eksperymenty ujawniły wyraźne przejście: przy słabszych polach magnetycznych strumienie plazmy rozprzestrzeniały się swobodnie, natomiast przy silniejszych polach przepływy stawały się niestabilne, fragmentowały się i ostatecznie całkowicie zatrzymywały. Symulacje numeryczne wskazały niestabilności typu „kink” (skrętne niestabilności magnetyczne) jako mechanizm odpowiedzialny za zakłócanie plazmy i uniemożliwianie jej ucieczki. Wyniki laboratoryjne ściśle odpowiadały symulacjom astrofizycznym, wykazując, że pole magnetyczne gwiazdy o natężeniu około 100 gaussów może skutecznie ograniczać erupcje przypominające CME.
Badanie było prowadzone przez międzynarodowy zespół, w którego skład weszli naukowcy z Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam (AIP) w Niemczech oraz prof. Julien Fuchs z École Polytechnique i Technionu – Izraelskiego Instytutu Technologicznego. Badania sfinansowano ze środków euroopejskiej Rady ds. Badań Naukowych (ERC) w ramach projektu GENESIS, ELI-NP, rumuńskiego Ministerstwa Badań i Innowacji, amerykańskiej National Science Foundation (NSF) oraz dużej francuskiej i euroopejskiej infrastruktury obliczeniowej dużej mocy.
Wyniki badania opublikowano w czasopiśmie Physical Review Letters.
Źródło: Technion – Israel Institute of Technology
Czytaj też: Wielki sukces polskiego sektora kosmicznego! Nasza firma odegra kluczową rolę w misji ESA!
Grafika tytułowa: Patrick Boucher / Unsplash
