بعض من أجمل الهياكل التي لوحظت في الكون هي الطائرات المعقدة من المواد الأسرع من الصوت التي تسرع بعيدًا عن النجوم المتراكمة ، مثل النجوم الأولية الفتية والثقوب السوداء النجمية. يتم إعادة توجيه الغاز المتساقط من الأقراص ، الذي يغذي الثقب الأسود أو النجم الشاب الجائع ، بطريقة ما ويتم نفخه في الوسط النجمي (ISM).
يتم عمل الكثير لفهم كيف تتحول مادة القرص التراكمي إلى تدفق سريع للخارج ، لتشكيل سحابة متكتلة ومكتلة من الغاز المتدفق. كانت الفكرة العامة هي أن النفاثة النجمية يتم طردها في تدفق ثابت (مثل خرطوم الحريق) ، فقط للتفاعل مع ISM المحيطة بها ، وتفكك أثناء قيامها بذلك. ومع ذلك ، فإن تعاونًا فريدًا بين فيزيائيي البلازما والفلكيين والعلماء الحسابيين قد يكون قد كشف الطبيعة الحقيقية وراء هذه الهياكل المعقدة. لم يصبحوا معقدين ، لقد ولدوا بهذه الطريقة…
“تقول النظرية السائدة أن الطائرات هي في الأساس خراطيم حريق تطلق المادة في دفق ثابت ، وينفجر الدفق أثناء اصطدامه بالغاز والغبار في الفضاء - ولكن هذا لا يبدو كذلك بعد كل شيءقال آدم فرانك ، أستاذ الفيزياء الفلكية في جامعة روتشستر ، والمؤلف المشارك في إصدار المنشور الأخير. ووفقًا لفرانك ، تشير النتائج المثيرة التي كشف عنها التعاون الدولي إلى أنه بعيدًا عن كونها تيارًا ثابتًا من الغاز الذي يتم إخراجه من قرص التنامي المحيطي ، فإن الطائرات "تطلق بشكل أشبه بالرصاص أو الرصاص." لذلك ليس من المستغرب أن تبدو الطائرات النجمية الضخمة ملتوية ومعقدة ومنظمة للغاية.
قام أحد أعضاء التعاون ، البروفيسور سيرجي ليبيديف وفريقه في إمبريال كوليدج لندن ، بمحاولة لتكرار فيزياء نجم في المختبر ، وكانت التجربة مطابقة للفيزياء المعروفة للطائرات النجمية بشكل جيد للغاية. يحظى العمل الرائد الذي قام به ليبيديف بالإشادة بتجربة ربما تكون "أفضل" تجربة فيزيائية فلكية تم تنفيذها على الإطلاق.
باستخدام قرص من الألمنيوم ، قام Lebedev بتطبيق نبض طاقة عالي الطاقة عليه. في غضون المليارات القليلة الأولى من الثانية ، بدأ الألمنيوم يتبخر ، مما أدى إلى توليد سحابة صغيرة من البلازما. أصبحت هذه البلازما نظير قرص تنامي ، وهو ما يعادل المايكروسكوب من البلازما التي يتم جرها إلى نجمة بروتو. في وسط القرص ، تآكل الألومنيوم تمامًا ، مما خلق ثقبًا. من خلال هذه الفتحة ، يمكن أن يخترق مجال مغناطيسي ، يتم تطبيقه أسفل القرص.
يبدو أن ديناميكيات المجال المغناطيسي المتفاعل مع البلازما تصور بدقة الخصائص الملحوظة للطائرات النجمية الممتدة. في البداية ، يدفع المجال المغناطيسي البلازما جانبًا حول فتحة القرص ، لكن هيكله يتطور من خلال إنشاء فقاعة ، ثم التواءها وتشويهها ، وتشكيل عقدة في طائرة البلازما. ثم يحدث حدث مهم جدا. تنطلق "الفقاعة" المغناطيسية الأولية وتدفع بعيدًا. تتكون فقاعة مغناطيسية أخرى لمواصلة العملية من جديد. تتسبب هذه العمليات الديناميكية في إطلاق حزم من البلازما على شكل رشقات وليس بطريقة "خرطوم الحريق" الكلاسيكية الثابتة.
“يمكننا أن نرى هذه الطائرات النفاثة الجميلة في الفضاء ، ولكن ليس لدينا طريقة لمعرفة كيف تبدو المجالات المغناطيسيةيقول فرانك. "لا يمكنني الخروج ولصق المسابر في نجمة ، ولكن هنا يمكننا الحصول على فكرة - ويبدو أن الحقل عبارة عن فوضى غريبة ومتشابكة.”
من خلال تقليص هذه الظاهرة الكونية في تجربة مختبرية ، ألقى الباحثون بعض الضوء على الآلية المحتملة التي تقود هيكل الطائرات النجمية. يبدو أن العمليات المغناطيسية ، ليس تفاعلات ISM ، تشكل البنية المعقدة للطائرات النجمية عند ولادتها ، وليس بعد تطورها.
المصدر: EurekAlert
