Certaines des plus belles structures observées dans l'Univers sont les jets complexes de matériaux supersoniques s'éloignant des étoiles qui s'accumulent, tels que les jeunes proto-étoiles et les trous noirs de masse stellaire. Le gaz entrant dans les disques, alimentant généralement le trou noir ou la jeune étoile affamée, est en quelque sorte redirigé et soufflé dans le milieu interstellaire (ISM).
Beaucoup de travail est en cours pour comprendre comment le matériau du disque d'accrétion est transformé en un écoulement rapide, formant un nuage de gaz sortant souvent agglutiné. L'idée générale était que le jet stellaire est éjecté dans un flux régulier (comme un tuyau d'incendie), uniquement pour qu'il interagisse avec l'ISM environnant, se brisant en même temps. Cependant, une collaboration unique entre les physiciens des plasmas, les astronomes et les chercheurs en informatique a peut-être découvert la vraie nature derrière ces structures nouées. Ils ne sont pas noués, ils sont nés comme ça…
“La théorie prédominante dit que les jets sont essentiellement des tuyaux d'incendie qui projettent de la matière dans un flux constant, et le flux se brise en entrant en collision avec le gaz et la poussière dans l'espace - mais cela ne semble pas être le cas après tout», A déclaré Adam Frank, professeur d'astrophysique à l'Université de Rochester et co-auteur de la récente publication. Selon Frank, les résultats passionnants découverts par la collaboration internationale suggèrent que loin d'être un flux constant de gaz éjecté du disque d'accrétion circumstellaire, les jets sont «tirés plus comme des balles ou des coups de poing». Il n'est donc pas étonnant que les vastes jets stellaires apparaissent tordus, noués et très structurés.
Un membre de la collaboration, le professeur Sergey Lebedev et son équipe de l'Imperial College de Londres, ont tenté de reproduire la physique d'une étoile en laboratoire, et l'expérience correspondait très bien à la physique connue des jets stellaires. Le travail de pionnier de Lebedev est salué comme probablement la «meilleure» expérience astrophysique jamais réalisée.
À l'aide d'un disque en aluminium, Lebedev lui a appliqué une impulsion d'énergie de grande puissance. Dans les premiers milliardièmes de seconde, l'aluminium a commencé à s'évaporer, générant un petit nuage de plasma. Ce plasma est devenu un analogue de disque d'accrétion, un équivalent microscopique du plasma traîné dans une proto-étoile. Au centre du disque, l'aluminium s'était complètement érodé, créant un trou. À travers ce trou, un champ magnétique, appliqué sous le disque, pourrait pénétrer à travers.
Il semblerait que la dynamique du champ magnétique interagissant avec le plasma représente avec précision les caractéristiques observées des jets stellaires étendus. Au début, le champ magnétique repousse le plasma autour du trou du disque, mais sa structure évolue en créant une bulle, puis en se tordant et en se déformant, formant un nœud dans le jet de plasma. Ensuite, un événement très important se produit; la «bulle» magnétique initiale se détache et est repoussée. Une autre bulle magnétique se forme pour continuer le processus. Ces processus dynamiques provoquent la libération de paquets de plasma en rafales et non de la manière habituelle classique de «tuyau d'incendie».
“Nous pouvons voir ces beaux jets dans l'espace, mais nous n'avons aucun moyen de voir à quoi ressemblent les champs magnétiques», Explique Frank. "Je ne peux pas sortir et coller des sondes dans une étoile, mais ici nous pouvons avoir une idée - et il semble que le champ soit un gâchis étrange et emmêlé.”
En réduisant ce phénomène cosmique à une expérience de laboratoire, les enquêteurs ont mis en lumière le mécanisme possible de la structure des jets stellaires. Il semble que les processus magnétiques, ne pas Les interactions ISM façonnent la structure nouée des jets stellaires à leur naissance, et non après leur évolution.
Source: EurekAlert
