Las imágenes ópticas de los experimentos MAGPIE (izquierda) muestran un límite separado, recuerda a la magnetopausa de la Tierra, formado cuando un modelo de viento solar encuentra un obstáculo magnetizado. Se ve una zona de agotamiento del plasma que rodea al cuerpo (derecha) debido al efecto de protección del campo. Crédito:grupo MAGPIE, Colegio Imperial de Londres
Se han obtenido nuevos conocimientos sobre los vientos estelares, corrientes de partículas cargadas de alta velocidad llamadas plasma que soplan a través del espacio interestelar. Estos vientos creado por erupciones de estrellas o explosiones estelares, llevar consigo fuertes campos magnéticos que pueden interactuar con otros campos magnéticos o afectarlos, como los que rodean planetas como la Tierra. Nuestro propio sol produce un viento estelar llamado viento solar que expulsa plasma al sistema solar a velocidades de millones de millas por hora. Este viento solar es responsable de producir "clima espacial", un peligro importante para los satélites y las naves espaciales, así como para las redes eléctricas en la Tierra. Para comprender estos procesos, los investigadores están empleando experimentos de laboratorio para estudiar de cerca los flujos magnéticos. Científicos de dos laboratorios, financiado por el Departamento de Energía, presentará su trabajo en la reunión de la División de Física del Plasma de la Sociedad Estadounidense de Física en Portland, Mineral.
En el laboratorio MAGPIE del Imperial College London, Los experimentos utilizan un intenso pulso de electricidad para explotar cables delgados que forman columnas de partículas cargadas que se mueven más rápido que la velocidad del sonido. Las partículas se dirigen a objetivos que tienen campos magnéticos, que simula la interacción del viento solar con planetas como la Tierra, Júpiter o Saturno (Figura 1).
"La colisión del viento solar con el campo magnético de un planeta puede producir una región del espacio con calor extra, gas cargado extra denso llamado magnetopausa, así como un área de baja presión justo detrás de él, análogo a cómo uno podría estar detrás de una cazadora durante un vendaval intenso, "dijo Lee Suttle, científico del Imperial College de Londres. Más reciente, Los investigadores del laboratorio MAGPIE han podido reproducir algunas de las características importantes de esta colisión en el laboratorio.
Un estudio de laboratorio diferente utiliza láseres de alta potencia para estudiar los vientos estelares producidos por los objetos más energéticos del universo. tales como núcleos galácticos activos y púlsares. Al enfocar un láser en un área pequeña de un metal, los electrones se calientan a energías tan altas que se mueven a velocidades cercanas a la velocidad de la luz (Figura 2).
(arriba) Imagen de rayos X experimental que muestra los puntos calentados por láser y una tercera región brillante en el centro donde tiene lugar la reconexión magnética. (abajo) Una ilustración de la geometría del campo magnético. Crédito:Centro de Ciencia Óptica Ultrarrápida, Universidad de Michigan
"Los electrones se expanden en un disco a lo largo de la superficie de la lámina, generando enormes campos magnéticos, "dijo Louise Willingale, el líder del estudio en la Universidad de Michigan. La energía en este campo magnético es tan extrema que es mayor que la energía almacenada en la masa de todos los electrones combinados (dada por la famosa fórmula E =mc2 donde E es energía, m es la masa del electrón yc es la velocidad de la luz).
Un solo pulso de láser puede crear plasma con campos magnéticos que apuntan en una dirección. Un segundo pulso puede crear plasma con campos que apuntan en la dirección opuesta. Cuando estos dos plasmas se juntan, los campos opuestos crean una tremenda cantidad de tensión. Los plasmas alivian esta tensión al experimentar una reconexión magnética:los campos magnéticos dirigidos de manera opuesta liberan su energía con una gran explosión. La región de reconexión magnética aparece en el experimento como una región brillante de rayos X.
