O supernovă în laborator: ce au aflat oamenii de ştiinţă în urma acestui experiment excepţional?

Experimentul a produs o explozie echivalentă colosalelor explozii stelare numite supernove şi o undă de  de particule încărcate electric, aşa cum sunt emise în cazul acestor evenimente cosmice.

Cercetătorii au vrut să afle de ce câmpurile magnetice din regiunea spaţială Cassiopeia A, unde se găsesc rămăşiţele unei stele care a explodat, sunt atât de intense şi neregulate pe alocuri. De asemenea, experimentul ar putea explica de ce câmpurile magnetice din spaţiul interstelar sunt de miliarde de ori mai intense decât prezic teoriile astrofizicienilor.

• Trucul foarte simplu prin care oamenii pot să comunice cu pisicile
• Cât de compatibil este adevărul cu democrația?

Teoriile actuale spun că, în spaţiul interstelar, câmpul magnetic ar trebui să aibă o intensitate de aproximativ 10^-21 Gauss, fiind foarte slab şi uniform, însemnând că spaţiul interstelar nu produce încărcături electrice prea mari.

Dar valoarea reală, măsurată, a acestui câmp magnetic interstelar este de un milion de miliarde de ori mai mare decât cea prevăzută de teorii – un mister care îi derutează pe astrofizicieni.

În încercarea de a lămuri misterul, cercetătorii au aşezat un cilindru de carbon de numai 500 microni într-o cameră umplută cu argon, un gaz inert la presiune joasă. În apropierea cilindrului de carbon, au aşezat o grilă de plastic, o barieră ce simuleaza spaţiul interstelar.

Apoi, au ţintit cilindrul de carbon cu un fascicul laser puternic, vaporizându-l; procesul a produs o undă de plasmă (particule încărcate), cu energie atât de mare încât imita o supernovă, cu excepţia faptului că totul era la scară foarte mică şi s-a petrecut într-o fracţiune de secundă.

În lipsa grilei de plastic, unda de şoc s-a răspândit mai egal, producând un câmp magnetic slab şi uniform. În schimb, în prezenţa grilei, unda de plasmă nu s-a răspândit uniform, ci, atunci când a întâlnit grila, a devenit o formaţiune turbulentă, cu neregularităţi, creând un câmp magnetic neuniform ce amintea de cel din  Cassiopeia A.

Mediul interstelar, deşi pare vid, conţine, în realiate, un foarte mic număr de particule, densitatea acestor fiind în general foarte scăzută, dar nu aceeaşi peste tot. 

Când o stea explodează într-o supernovă, unda de plasmă emisă se răspândeşte în spaţiu; când întâlneşte asemenea regiuni cu densităţi diferite ale mediului interstelar, creează, în zonele cu densităţi mai mari, câmpuri magnetice mai puternice. Câmpul magnetic pare să fie intensificat de vârtejurile din zonele cu turbulenţe create la întâlnirea undei de plasmă cu zonele mai dense. Aşa s-ar putea explica de ce câmpul magnetic din spaţiul interstelar nu este uniform. 

Deşi cercetătorii recunosc că unele aspecte ale câmpului magnetic din imensitatea spaţiului interstelar nu pot fi simulate prin experimente de laborator la scară mică, acest experiment arată totuşi că modelul ştiinţific actual, ce presupune că acest câmp e uniform, este probabil greşit şi că intensitatea mai mare decât ar fi de aşteptat a acestui câmp magnetic se datorează probabil naturii sale neuniforme.

Sursa: Live Science