Ny insikt har gjorts om stjärnvindar, strömmar av höghastighetsladdade partiklar som kallas plasma som blåser genom interstellärt utrymme. Dessa vindar, skapad av utbrott från stjärnor eller stjärnexplosioner, bära med sig starka magnetfält som kan interagera med eller påverka andra magnetfält, som de som omger planeter som jorden. Vår egen sol producerar en sådan stjärnvind som kallas solvinden som blåser plasma ut i solsystemet med en hastighet på miljoner miles i timmen. Denna solvind är ansvarig för att producera "rymdväder" - en stor fara för satelliter och rymdfarkoster samt för elektriska nät på jorden. För att förstå dessa processer, forskare använder laboratorieexperiment för att studera magnetflöden på nära håll. Forskare från två laboratorier, finansieras av energidepartementet, kommer att presentera sitt arbete vid mötet i American Physical Society Division of Plasma Physics i Portland, Malm.

Vid MAGPIE -laboratoriet vid Imperial College London, experiment använder en intensiv elektricitetspuls för att explodera tunna trådar som bildar plumes av laddade partiklar som rör sig snabbare än ljudets hastighet. Partiklarna riktas mot mål som har magnetfält, som simulerar solvindens interaktion med planeter som jorden, Jupiter eller Saturnus (Figur 1).

"Kollisionen av solvind med en planets magnetfält kan producera en rymdregion med extra heta, extra tät laddad gas kallad magnetopaus, samt ett område med lågt tryck precis bakom det, analogt med hur man kan stå bakom en vindskydd under en intensiv storm, "sa Lee Suttle, en forskare vid Imperial College London. Senast, forskare vid MAGPIE -laboratoriet har kunnat återge några av de viktiga egenskaperna vid denna kollision i laboratoriet.

En annan laboratoriestudie använder lasrar med hög effekt för att studera stjärnvindar som produceras av universums mest energiska objekt, såsom aktiva galaktiska kärnor och pulsarer. Genom att fokusera en laser på ett litet område av en metall, elektroner värms upp till energier så höga att de rör sig med hastigheter nära ljusets hastighet (figur 2).

"Elektronerna expanderar i en skiva längs folieytan, genererar enorma magnetfält, sa Louise Willingale, ledare för studien vid University of Michigan. Energin i detta magnetfält är så extrem att den är större än energin lagrad i massan av alla elektronerna tillsammans (givet med den berömda formeln E =mc2 där E är energi, m är elektronmassan och c är ljusets hastighet).

En enda laserpuls kan skapa plasma med magnetfält som pekar i en riktning. En andra puls kan skapa plasma med fält som pekar i motsatt riktning. När dessa två plasma tvingas samman, de motsatta fälten skapar en enorm spänning. Plasma lindrar denna spänning genom att genomgå magnetisk återanslutning:de motsatt riktade magnetfälten släpper ut sin energi med en stor explosion. Den magnetiska återanslutningsregionen visas i experimentet som en ljus region med röntgenstrålar.