Många av de mest dramatiska händelserna i solsystemet - norrskenets skådespel, explosiviteten hos solfacklor, och den destruktiva påverkan av geomagnetiska stormar som kan störa kommunikation och elektriska nät på jorden - drivs delvis av ett vanligt fenomen:snabb magnetisk återanslutning. I denna process är magnetfältlinjerna i plasma-det gasliknande tillståndet av materia som består av fria elektroner och atomkärnor, eller joner - riva, kom tillbaka och släpp ut stora mängder energi (figur 1).

Astrofysiker har länge funderat över om denna mekanism kan uppstå i kylan, relativt täta områden i interstellärt utrymme utanför solsystemet där stjärnor föds. Sådana regioner är fyllda med delvis joniserat plasma, en blandning av fritt laddade elektroner och joner och de mer välkända neutrala, eller hel, gaser. Om magnetisk återanslutning sker i dessa regioner kan det skingra magnetfält och stimulera stjärnbildning.

Forskare vid U.S. Department of Energy's Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) har utvecklat en modell och simulering som visar potentialen för återanslutning att ske i interstellära rymden.

"Våra modeller visar att snabb återanslutning verkligen kan ske i delvis joniserade system, "säger doktor Jonathan Jara-Almonte, en fysiker på PPPL.

Dr Jara-Almonte utvecklade en matematisk modell som tillför beteendet hos neutrala partiklar till tidigare simuleringar av fullt joniserat plasma. Kraftfulla Princeton University -datorer löste sedan ekvationerna, som bestämmer rörelsen av miljarder plasmapartiklar

Dessa fynd kan hjälpa till att förstå förståelsen för hur återanslutning kan skilja sig mellan fullt joniserat och delvis joniserat plasma, och hur det kan påverka bildandet av stjärnor. Forskare kommer därefter att jämföra dessa simuleringar med magnetisk återanslutning i småskaliga laboratorieexperiment vid PPPL för att validera de approximationer som används i modellen.