Některé z nejkrásnějších struktur pozorovaných ve vesmíru jsou složité proudy nadzvukových materiálů, které se vzdalují od narůstajících hvězd, jako jsou mladé protohvězdy a černé díry hvězdné hmoty. Padající plyn z disků, obvykle napájející černou díru nebo hladovou mladou hvězdu, je nějakým způsobem přesměrován a fouká do mezihvězdného média (ISM).
Hodně práce se věnuje pochopení toho, jak se materiál akrečních disků mění v rychlý odtok, vytvářející často vázaný, těžkopádný oblak vycházejícího plynu. Obecnou myšlenkou bylo, že hvězdný paprsek je vypuzován v ustáleném proudu (jako požární hadice), pouze proto, aby interagoval s okolním ISM, přičemž se rozpadá. Jedinečná spolupráce mezi fyziky plazmatu, astronomy a výpočetními vědci však mohla odhalit skutečnou povahu za těmito vázanými strukturami. Nezvázali se, narodili se tak…
“Převládající teorie říká, že trysky jsou v podstatě požární hadice, které střílejí hmotu v ustáleném proudu a proud se rozpadá, když se srazí s plynem a prachem v prostoru - ale to se nakonec nezdá být tak, “Řekl Adam Frank, profesor astrofyziky na University of Rochester a spoluautor nedávné publikace. Podle Franka vzrušující výsledky, které odhalila mezinárodní spolupráce, naznačují, že trysky jsou „vystřeleny spíš jako kulky nebo buckshot“, a to zdaleka ne stálý proud plynu, který je vypuzován z oběžného akrečního disku. Není tedy divu, že obrovské hvězdné trysky vypadají zkroucené, svázané a vysoce strukturované.
Člen spolupráce, profesor Sergey Lebedev a jeho tým v Imperial College London, se pokusili replikovat fyziku hvězdy v laboratoři a experiment velmi dobře odpovídal známé fyzice hvězdných trysek. Průkopnickou prací Lebedeva se chválí možná „nejlepší“ astrofyzikální experiment, který byl kdy proveden.
Pomocí hliníkového disku Lebedev na něj aplikoval vysoce výkonný puls energie. Během několika prvních miliardin sekundy se hliník začal odpařovat a vytvářel malý oblak plazmy. Tato plazma se stala analogem akrečních disků, což byl mikroskopický ekvivalent plazmy vtažené do protohvězdy. Ve středu disku hliník úplně erodoval a vytvořil díru. Prostřednictvím této díry by mohlo proniknout magnetické pole, které se aplikuje pod disk.
Zdá se, že dynamika magnetického pole interagujícího s plazmou přesně zobrazuje pozorované charakteristiky prodloužených hvězdných trysek. Zpočátku magnetické pole tlačí plazmu stranou kolem díry disku, ale její struktura se vyvíjí vytvořením bubliny, pak kroucením a deformací a vytvořením uzlu v plazmovém paprsku. Poté dojde k velmi důležité události; počáteční magnetická „bublina“ se stáhne a je vytlačena pryč. Vytváří se další magnetická bublina, která pokračuje v procesu znovu. Tyto dynamické procesy způsobují, že se pakety plazmy uvolňují při prasknutí, a nikoli stabilním, klasickým způsobem „požární hadice“.
“Vidíme tyto krásné trysky ve vesmíru, ale nemůžeme vidět, jak vypadají magnetická pole, “Říká Frank. „Nemůžu jít ven a držet sondy ve hvězdě, ale tady můžeme získat nějaký nápad - a vypadá to, že pole je divný, zamotaný nepořádek.”
Tím, že zmenšili tento kosmický jev na laboratorní experiment, vědci vrhli nějaké světlo na možný mechanismus pohánějící strukturu hvězdných trysek. Zdá se, že magnetické procesy, ne Interakce ISM, tvarují uzlovou strukturu hvězdných trysek, když se narodí, ne poté, co se vyvinuly.
Zdroj: EurekAlert
