Анализ показал детали взаимодействия плазмы с магнитными полями. Это может пролить свет на формирование огромных плазменных струй, выбрасываемых из центра галактик.
Ученые из Принстонской лаборатории физики плазмы создали подробные изображения магнитного поля под давлением расширяющейся плазмой. Когда плазма давила на магнитное поле, на границах возникали пузыри и вспенивание, известные как магнито-рэлей-тейлоровские неустойчивости, создавая структуры, напоминающие колонны и грибы.
Затем, по мере уменьшения энергии плазмы, линии магнитного поля вернулись в исходное положение. В результате плазма сжалась в структуру, напоминающую струи плазмы, которые выбрасывают черные дыры на расстояния во много раз превышающие размеры галактики. Результаты показывают, что эти струи, формирование которых остается тайной, могли быть образованы этими сжимающими магнитными полями.
Физики усовершенствовали метод измерения, известный как протонная радиография, создав новую вариацию для эксперимента, которая позволит проводить чрезвычайно точный анализ. Чтобы создать плазму, ученые направили мощный лазер на небольшой диск из пластика. Чтобы произвести протоны, они направили 20 лазеров на капсулу, содержащую топливо, сделанное из разновидностей атомов водорода и гелия. По мере нагревания топлива происходили реакции синтеза, которые производили всплеск как протонов, так и интенсивные рентгеновские лучи.
Физики также установила лист сетки с крошечными отверстиями около капсулы. Когда протоны проходили через сетку, излияние разделялось на небольшие отдельные пучки, которые изгибались из-за окружающих магнитных полей. Сравнивая искаженное изображение сетки с неискаженным изображением, полученным с помощью рентгеновских лучей, ученые наблюдали давление плазмы.
Теперь, когда мы очень точно измерили эти нестабильности, у нас есть информация, необходимая для улучшения наших моделей и потенциального моделирования и понимания астрофизических струй на более высоком уровне, чем раньше. Интересно, что люди могут создать в лаборатории что-то, что обычно существует в космосе.
София Малко, соавтор исследования
Читать далее:
Варп-двигатель из «Стартрека» существует, считают ученые: как его найти
Ученые нашли «секрет» Большого взрыва: это путь к новой физике
Ученые назвали последствия самой мощной геомагнитной бури: что ждет Землю
На обложке: иллюстрация плазмы, взаимодействующей с магнитными полями. Изображение: Kyle Palmer / PPPL Communications Department