Den här bilden tagen med rymdteleskopet Hubble visar hur en ljus, klumpig jet som kastas ut från en ung stjärna har förändrats över tiden. Kredit:NASA
Utflöden av materia är allmänna egenskaper som härrör från system som drivs av kompakta föremål som svarta hål, aktiva galaktiska kärnor, pulsarvindnebulosor, anhopande objekt som Young Stellar Objects (YSO) och mogna stjärnor som vår sol.
Men formen på dessa utflöden, eller astrofysiska jetstrålar, variera beroende på magnetfältet runt dem.
I nya experiment, en forskare från Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) och internationella samarbetspartners fann att utflöde/feljustering av magnetfält är en rimlig nyckelprocess som reglerar jetbildning. Forskningen dyker upp i Naturkommunikation .
Med hjälp av en kraftfull laser vid École Polytechnique, teamet skapade snabba materialutflöden i ett starkt applicerat magnetfält som ett surrogat för potentiella astrofysiska förhållanden. Teamet tittade specifikt på effekten på jetbildningen av en felinriktning mellan där strålen först bildas och sedan magnetfältet.
För små snedställningar, ett magnetiskt munstycke bildas och omdirigerar utflödet i en parallell stråle. För större snedställningar, detta munstycke blir allt mer asymmetriskt, stör jetbildningen.
"Vi fann att felinställning av utflöde/magnetfält är en rimlig nyckelprocess som reglerar jetkollimation i en mängd olika objekt från vår sols utflöden till extragalatiska jetstrålar, " sa LLNL plasmafysiker Drew Higginson, en medförfattare till tidningen. "De kan också ge en möjlig tolkning för den observerade struktureringen av astrofysiska jetstrålar."
Astrofysiska jetstrålar har varierande morfologier från mycket högt bildförhållande, kollimerade jetplan, till korta som antingen är tydligt fragmenterade eller bara observeras och inte kan upprätthålla en hög densitet över en lång räckvidd.
Elektrondensitetskartor över 3D-plasmautflödessimuleringar med ett något (10 grader) och kraftigt (45 grader) felinriktat magnetfält. Detta arbete visade att jetbildning är möjlig med ett något felinriktat fält, men inte med stor felställning. Kredit:Lawrence Livermore National Laboratory
Men mekanismerna bakom dessa olika morfologier har varit oklara. I ljuset av observationer gjorda på en mängd olika astrofysiska objekt, teamet utarbetade ett möjligt scenario där den relativa orienteringen mellan utflödet och det storskaliga omgivande magnetiska fältet som omger objektet kan spela en viktig roll för att orientera dynamiken i utflödet från ett kollimerat till ett hämmat, fragmenterad en.
