Algunas de las estructuras más bellas observadas en el Universo son los intrincados chorros de material supersónico que se alejan de las estrellas que se acumulan, como las protoestrellas jóvenes y los agujeros negros de masa estelar. El gas que cae de los discos, que generalmente alimenta el agujero negro o la joven estrella hambrienta, de alguna manera se redirige y sopla hacia el medio interestelar (ISM).
Se está trabajando mucho para comprender cómo el material del disco de acreción se convierte en un flujo de salida rápido, formando una nube de gas de salida a menudo anudada y aglomerada. La idea general era que el chorro estelar se expulsa en un flujo constante (como una manguera contra incendios), solo para que interactúe con el ISM circundante, rompiéndose al hacerlo. Sin embargo, una colaboración única entre físicos de plasma, astrónomos y científicos computacionales puede haber descubierto la verdadera naturaleza detrás de estas estructuras anudadas. No se anudaron, nacieron así…
“La teoría predominante dice que los chorros son esencialmente mangueras de incendios que disparan materia en una corriente constante, y la corriente se rompe cuando choca con gas y polvo en el espacio, pero eso no parece ser así después de todo", Dijo Adam Frank, profesor de astrofísica de la Universidad de Rochester y coautor de la publicación reciente. Según Frank, los emocionantes resultados descubiertos por la colaboración internacional sugieren que, lejos de ser un flujo constante de gas expulsado del disco de acumulación circunestelar, los chorros se "disparan más como balas o perdigones". Por lo tanto, no es de extrañar que los vastos chorros estelares aparezcan retorcidos, anudados y altamente estructurados.
Un miembro de la colaboración, el profesor Sergey Lebedev y su equipo en el Imperial College de Londres, intentaron replicar la física de una estrella en el laboratorio, y el experimento coincidió muy bien con la física conocida de los aviones estelares. El trabajo pionero de Lebedev está siendo elogiado como posiblemente el "mejor" experimento astrofísico que se haya llevado a cabo.
Usando un disco de aluminio, Lebedev le aplicó un pulso de energía de alta potencia. En las primeras billonésimas de segundo, el aluminio comenzó a evaporarse, generando una pequeña nube de plasma. Este plasma se convirtió en un análogo de disco de acreción, un equivalente microscópico del plasma arrastrado a una protoestrella. En el centro del disco, el aluminio se había erosionado por completo, creando un agujero. A través de este agujero, un campo magnético, aplicado debajo del disco, podría penetrar.
Parece que la dinámica del campo magnético que interactúa con el plasma representa con precisión las características observadas de los chorros estelares extendidos. Al principio, el campo magnético empuja el plasma hacia un lado alrededor del orificio del disco, pero su estructura evoluciona creando una burbuja, luego torciéndose y retorciéndose, formando un nudo en el chorro de plasma. Entonces, ocurre un evento muy importante; la "burbuja" magnética inicial se pellizca y es expulsada. Se forma otra burbuja magnética para continuar el proceso nuevamente. Estos procesos dinámicos provocan que los paquetes de plasma se liberen en ráfagas y no en la forma constante y clásica de "manguera contra incendios".
“Podemos ver estos hermosos chorros en el espacio, pero no tenemos forma de ver cómo se ven los campos magnéticos.", Dice Frank. "No puedo salir y meter sondas en una estrella, pero aquí podemos tener una idea, y parece que el campo es un desastre extraño y enredado.”
Al reducir este fenómeno cósmico en un experimento de laboratorio, los investigadores han arrojado algo de luz sobre el posible mecanismo que impulsa la estructura de los chorros estelares. Parece que los procesos magnéticos, no Las interacciones ISM dan forma a la estructura anudada de los chorros estelares cuando nacen, no después de que hayan evolucionado.
Fuente: EurekAlert
