Некоторые из самых красивых структур, наблюдаемых во Вселенной, представляют собой сложные струи сверхзвукового материала, удаляющиеся от аккрецирующих звезд, такие как молодые протозвезды и черные дыры звездной массы. Падающий газ из дисков, обычно питающий черную дыру или голодную молодую звезду, каким-то образом перенаправляется и уносится в межзвездную среду (ISM).
Проделана большая работа, чтобы понять, как материал аккреционного диска превращается в быстрый отток, образуя часто сгустившееся комковатое облако вытекающего газа. Общая идея состояла в том, что звездная струя выбрасывается в постоянном потоке (как пожарный шланг), только для того, чтобы он взаимодействовал с окружающим ISM, распадаясь при этом. Однако уникальное сотрудничество между физиками плазмы, астрономами и учеными в области вычислительной техники, возможно, раскрыло истинную природу этих запутанных структур. Они не завязались, они родились такими…
“Преобладающая теория гласит, что струи - это, по сути, пожарные рукава, которые выбрасывают вещество в устойчивом потоке, и поток распадается, когда он сталкивается с газом и пылью в космосе, но в конце концов это не так.», - сказал Адам Франк, профессор астрофизики в Рочестерском университете и соавтор недавней публикации. По словам Фрэнка, захватывающие результаты, обнаруженные международным сотрудничеством, позволяют предположить, что эти струи не являются постоянным потоком газа, выбрасываемого из околозвездного аккреционного диска, а «стреляют больше как пули или дробовик». Поэтому неудивительно, что огромные звездные струи выглядят изогнутыми, завязанными и сильно структурированными.
Член коллаборации профессор Сергей Лебедев и его команда в Имперском колледже Лондона сделали попытку воспроизвести физику звезды в лаборатории, и эксперимент очень хорошо соответствовал известной физике звездных струй. Новаторскую работу Лебедева оценивают, возможно, как «лучший» астрофизический эксперимент, который когда-либо проводился.
Используя алюминиевый диск, Лебедев приложил к нему мощный импульс энергии. В течение первых нескольких миллиардных долей алюминий начал испаряться, образуя небольшое облако плазмы. Эта плазма стала аналогом аккреционного диска, микроскопическим эквивалентом перетаскивания плазмы в протозвезду. В центре диска алюминий полностью разрушился, образовав дыру. Через это отверстие магнитное поле, приложенное под диском, может проникнуть сквозь него.
Казалось бы, динамика магнитного поля, взаимодействующего с плазмой, точно отображает наблюдаемые характеристики протяженных звездных струй. Сначала магнитное поле отталкивает плазму вокруг отверстия диска, но его структура развивается, создавая пузырь, затем скручиваясь и искривляясь, образуя узел в плазменной струе. Затем происходит очень важное событие; начальный магнитный «пузырь» сжимается и отталкивается. Создается еще один магнитный пузырь, чтобы продолжить процесс снова и снова. Эти динамические процессы вызывают выбросы пакетов плазмы, а не устойчивым, классическим «пожарным шлангом».
“Мы можем видеть эти красивые струи в космосе, но у нас нет возможности увидеть, как выглядят магнитные поля», - говорит Фрэнк. «Я не могу выйти и засунуть зонды в звезду, но здесь мы можем получить некоторую идею - и похоже, что поле - странный, запутанный беспорядок.”
Сузив это космическое явление до лабораторного эксперимента, исследователи пролили свет на возможный механизм, управляющий структурой звездных струй. Похоже, что магнитные процессы, не Взаимодействия ISM формируют запутанную структуру звездных струй, когда они рождаются, а не после их развития.
Источник: EurekAlert
