9 de febrero de 2009

Modelo de eyecciones estelares explica misteriosos nudos

Imagen: U. Rochester

Algunos de los objetos más impresionantes del cosmos son las eyecciones de materia que fluyen de las estrellas, pero los astrofísicos no han podido explicar, durante mucho tiempo, cómo estos chorros adquieren sus variadas formas. Ahora, una investigación de laboratorio que se detalla en la última edición del Astrophysical Journal Letters muestra cómo estas fuerzas magnéticas dan forma a esos chorros estelares.

"La teoría predominante dice que las eyecciones son, esencialmente, mangueras que disparan un flujo constante de materia, y que la corriente se rompe, a medida que choca con el gas y el polvo en el espacio, aunque no parece ser así, después de todo", dice Adam Frank, profesor de astrofísica en la Universidad de Rochester y coautor del artículo científico. "Estos experimentos forman parte de una inusual colaboración internacional entre físicos de plasma, astrónomos y científicos de computación. Es una forma totalmente nueva de hacer la astrofísica. Los experimentos sugieren concretamente que las eyecciones se disparan como balas o perdigones. No se rompen en pedazos, se forman como pedazos".

Frank dice que el experimento, realizado por el equipo del profesor Sergey Lebedev del Departamento de Física del Imperial College de Londres (www.imperial.ac.uk), puede ser el mejor experimento astrofísico del que ya se haya hecho. Reproducir la física de una estrella en un laboratorio es excepcionalmente difícil, dice, pero el experimento del Imperial coincide con lo que sabemos de la física de las eyecciones estelares sorprendentemente bien. "El grupo de Lebedev del Imperial ha sido el pionero absoluto en el uso de estos experimentos para el estudio de los fenómenos astrofísicos. La colaboración entre el Imperial y Rochester viene realizándose desde hace casi 5 años y ahora está dando algunos frutos extraordinarios".

En el Imperial, Lebedev envió un pulso de energía de alta potencia hacia un disco de aluminio. En menos de unos pocos milmillonésimos de segundo, el aluminio comenzó a evaporarse, creando una nube de plasma muy similar a la nube de plasma que rodea a una joven estrella. Donde la energía fluía en el centro del disco, el aluminio se evaporó por completo, creándose un agujero a través del cual puede penetrar un campo magnético desde abajo del disco".

Inicialmente, el campo empujó al plasma, formando una burbuja en su interior, dice Frank, quien realizó el análisis astrofísico del experimento. A medida que el campo penetra más y la burbuja crece, sin embargo, los campos magnéticos comienzan a girar y torcerse, creando un nudo en la eyección. Casi de inmediato, una nueva burbuja magnética se forma en el interior de la base de la primera, a medida que la primera es expulsada, y el proceso así se repite.

Frank compara cómo afecta el campo magnético al chorro con una goma elástica fuertemente apretada alrededor de un tubo de pasta de dientes: el campo mantiene unido al chorro, pero también aprieta al chorro en abultamientos conforme lo va haciendo.

"Podemos ver estos hermosos chorros en el espacio, pero no tenemos manera de ver cómo lucen los campos magnéticos ", dice Frank. "No puedo salir y colocar sondas en una estrella, pero aquí podemos hacernos una idea y parece que el campo es una maraña enredada y extraña".

Frank dice que otros aspectos del experimento, tales como la forma en que las eyecciones enfrían radiativamente al plasma de la misma manera en que los chorros enfrían radiativamente a sus estrellas madre, hacen de la serie de experimentos una herramienta importante para el estudio de las eyecciones estelares. Con este nuevo modelo, dice, los astrofísicos no tienen que suponer que los chorros anudados que ven en la naturaleza signifiquen fenómenos desconocidos interrumpiendo el flujo de material en ellos.

Ahora, dice Frank, algunos experimentos que alguna vez estuvieron muy fuera del alcance de los astrofísicos han sido, literalmente, traídos a la Tierra.

(jg) (mg)

Más información en:
http://www.rochester.edu/