Πώς οι γαλαξίες αποκτούν τα μαγνητικά τους πεδία

Σε μια σειρά από νέα πειράματα που πραγματοποιήθηκαν στο εργαστήριο, ερευνητές του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης, με επικεφαλής τον φυσικό Gianluca Gregori, μπόρεσαν να αποδείξουν ότι το φαινόμενο ‘στήλης Biermann’ μπορεί να είναι υπεύθυνο για το πώς δημιουργούνται τα μυστηριώδη μαγνητικά πεδία των γαλαξιών.

Η εξήγηση για το πώς σχηματίζονται τα μαγνητικά πεδία γύρω από τους γαλαξίες δεν εύκολος στόχος. Ομοίως, το πώς εμφανίστηκαν αρχικά αυτά τα πεδία είναι ακόμα ένα μυστήριο. Τώρα, οι ειδικοί με τη βοήθεια ενός λέιζερ μπορούν να αναπαραστήσουν τις συνθήκες που υπάρχουν κατά τη διάρκεια των εκρήξων σουπερνόβα έως το να μιμηθούν το πρώιμο Σύμπαν.

Ένα από τα πράγματα που ξέρουν οι ερευνητές με σιγουριά για την ορατή ύλη στο σύμπαν είναι ότι το πιο βασικό συστατικό της είναι το αέριο υδρογόνο. Το αέριο αποτελείται από ηλεκτρόνια με αρνητικό φορτίο, τα οποία περιστρέφονται γύρω από θετικά φορτισμένα πρωτόνια με μεγάλη ταχύτητα.

Το φαινόμενο στήλης Biermann υποθέτει ότι τα ηλεκτρόνια είναι πολύ πιο εύκολο να κινηθούν από ότι τα πρωτόνια, λόγω της μικρότερης μάζας τους. Όπως, επίσης, ότι οι εξωτερικές επιδράσεις μπορούν να οδηγήσουν σε μαζική έξοδο των ηλεκτρονίων, χωρίς να επηρεάζουν τα πρωτόνια.

Καθώς λοιπόν συμβαίνει μια τέτοια κατάσταση, δημιουργείται ένα μικρό μαγνητικό πεδίο όταν τα διαταραγμένα ηλεκτρόνια αρχίσουν να στρέφονται. Ορισμένοι αστροφυσικοί είχαν προτείνει ότι τα μαγνητικά πεδία γύρω από τους γαλαξίες είχαν διαμορφωθεί σε μικρότερες δομές, αλλά δεν είχαν μπορέσει να το αποδείξουν μέχρι τώρα.

Οι μικρές μαγνητικές δίνες που αναπτύσσονται στο εσωτερικό του αέριου υδρογόνου μπορεί στη συνέχεια να συμπληρωθούν από ένα μεγάλο αριθμό άλλων κοσμικών διεργασιών.Τελικά, παράγεται ένα πολύ μεγάλο και ισχυρό μαγνητικό πεδίο.

Στις νέες μελέτες, οι ειδικοί χρησιμοποίησαν μια μικρή ράβδο άνθρακα 500 μικρών ως στόχο για μια ισχυρή πηγή λέιζερ. Η ποσότητα της ενέργειας που ελευθερώνεται στις συγκρούσεις μεταξύ τους είναι περίπου ισοδύναμη με την ενέργεια που λαμβάνει η Γη από τον Ήλιο σε ένα έτος.

Στην πραγματικότητα, η ομάδα αυτή αναδημιούργησε τις συνθήκες που συμβαίνουν κατά τη διάρκεια μιας εκδήλωσης σουπερνόβα. Ο Gianluca Gregori, επικεφαλής της νέας μελέτης, εξηγεί ότι οι συγκρούσεις ασκούν δύναμη πάνω στη ράβδο του άνθρακα και τον λυγίζουν, παράγοντας κύματα κλονισμού τα οποία ταξιδεύουν μέσα στο χώρο γύρω της.

Δεδομένου ότι η ράβδος έχει τοποθετηθεί μέσα σε ένα χαμηλής πίεσης αέριο ήλιο, τα κρουστικά κύματα προκαλούν διαταραχές τα οποία αποδείχθηκαν ικανά να παράγουν μαγνητικά πεδία.

"Ήμασταν σε θέση να αναπαράγουμε, αν και υπό κλίμακα, το πλάσμα στις συνθήκες που βρισκόταν στις απαρχές του σύμπαντος κατευθείαν σε ένα εργαστήριο, “ συμπληρώνει ο Gregori.