Kosmiska strålar är laddade subnukleära partiklar som rör sig nära ljusets hastighet, regnar hela tiden på jorden. Dessa partiklar är relativistiska, enligt definitionen av Albert Einsteins speciella relativitet, och lyckas generera ett magnetfält som styr hur de rör sig inom galaxen.

Gas i det interstellära mediet består av atomer, mestadels väte och mestadels joniserat, vilket betyder att dess protoner och elektroner är åtskilda. Medan jag rör mig inom denna gas, kosmiska strålar kickstartar bakgrundsprotonerna, som orsakar en kollektiv plasmavågrörelse som liknar krusningarna på en sjö när du kastar i en sten.

Den stora frågan är hur kosmiska strålar avsätter sin fart i bakgrundsplasma som komponerar det interstellära mediet. I Plasmas fysik , Plasmastrofysiker i Frankrike granskar den senaste utvecklingen inom området för att studera den instabila strömningen som utlöses av kosmiska strålar inom astrofysisk och rymdplasma.

"Kosmiska strålar kan hjälpa till att förklara aspekter av vår galax från dess minsta skala, såsom protoplanetära skivor och planeter, till dess största skala, som galaktiska vindar, "sa Alexandre Marcowith, från universitetet i Montpellier.

Tills nu, kosmiska strålar ansågs vara lite isär inom galaxens "ekologi". Men eftersom instabilitet fungerar bra och är starkare än förväntat kring kosmiska strålkällor, såsom supernovarester och pulsarer, dessa partiklar har sannolikt mycket större inverkan på galaktisk dynamik och stjärnbildningscykeln än tidigare känt.

"Det här är egentligen ingen överraskning, men mer ett paradigmskifte, "Sa Marcowith." Inom vetenskap och astrofysik, allt hänger ihop."

Supernova chockvågor som expanderar det interstellära/intergalaktiska mediet "är kända för att accelerera kosmiska strålar, och eftersom kosmiska strålar strömmar bort, de kan ha bidragit till att generera de magnetfältfrön som är nödvändiga för att förklara de faktiska magnetfältstyrkor vi observerar runt omkring oss, sa Marcowith.

Efter att amplituden för en plasmavåg har minskat eller dämpats med tiden, ungefär som de som genereras av en sten som kastas i en sjö, det värmer gasen i plasma. Under tiden, det hjälper till att sprida kosmiska strålar.

För att detta ska ske vågorna behöver våglängder av samma ordning som den kosmiska strålens gyroradie. Kosmiska strålar har en spiralformad (spiral) rörelse runt magnetfältet, och dess radie kallas Larmor -radien.

"Säg att du kör bil på en slingrande väg. Om våglängden är av samma ordning som din hjulstorlek, det blir svårt att köra, sa Marcowith.

Kosmiska strålar sprids starkt av dessa vågor, och den huvudsakliga instabiliteten vid ursprunget till dessa störningar (vågor) är strömningsinstabiliteten associerad med den kosmiska strålningens kollektiva strömningsrörelse.

"Det finns flera forskningsområden inom astrofysik som använder liknande numeriska tekniker för att undersöka effekten av denna strömningsinstabilitet inom olika astrofysiska sammanhang som supernovarester och jets, "sa Marcowith." Denna instabilitet och turbulens som den skapar kan vara källan till många astrofysiska fenomen, och det visar hur kosmiska strålar spelar en roll i den stora cirkusen i vårt Vintergatan. "