I ricercatori della Columbia University hanno scoperto che i campi magnetici in tutto l’universo possono derivare dal plasma turbolento. Il loro studio mostra che questi plasmi, presenti in ambienti diversi, possono spontaneamente formare e amplificare campi magnetici, rivelando il processo mediante il quale i campi magnetici possono estendersi su enormi distanze.
La fonte dei campi magnetici è stata a lungo dibattuta. Una nuova ricerca fornisce indizi sulle loro origini.
Non è solo il tuo frigorifero ad avere i magneti. Anche la Terra, le stelle, le galassie e lo spazio tra le galassie sono magnetizzati. Più luoghi gli scienziati hanno cercato campi magnetici nell’universo, più ne hanno scoperti. Ma la questione del perché sia così e da dove provengano questi campi magnetici è rimasta un mistero e oggetto di continue ricerche scientifiche.
Il campo magnetico nella galassia vortice (M51) è stato catturato dal Flying Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA) della NASA sovrapposto a un’immagine della galassia del telescopio Hubble. L’immagine mostra immagini a infrarossi di granelli di polvere nella galassia M51. Il loro orientamento magnetico segue in gran parte la forma a spirale della galassia, ma è anche tirato nella direzione della galassia vicina a destra dell’inquadratura. Credito: NASA, Sophia Science Team, a. Burlow; NASA, ESA e S. Beckwith (STScI) e Hubble Heritage Team (STScI/AURA)
Approfondimenti sulle origini del campo magnetico
Un nuovo documento degli scienziati della Columbia fornisce informazioni sulla provenienza di questi domini. Il team di ricerca ha utilizzato modelli per dimostrare che i campi magnetici possono sorgere spontaneamente in caso di disturbi plasma.
Il plasma è un tipo di materia che si trova principalmente in ambienti estremamente caldi come quelli vicino alla superficie del Sole, ma il plasma è anche sparso in tutto l’universo in ambienti a bassa densità, come la distesa dello spazio intergalattico; La ricerca del team si è concentrata su quegli ambienti a bassa densità.
Le loro simulazioni hanno mostrato che, oltre a generare nuovi campi magnetici, la perturbazione di questi plasmi può anche amplificare i campi magnetici una volta generati. Questo aiuta a spiegare come i campi magnetici che sorgono su piccole scale possano alla fine raggiungere l’estensione di grandi distanze.
Immagine composita che mostra la nascita e la crescita dei campi magnetici nei plasmi turbolenti, da campi deboli su piccola scala (in alto a sinistra) a campi forti su larga scala (in basso a destra). Credito: Columbia University
“Questa nuova ricerca ci permette di immaginare i tipi di vuoti che generano campi magnetici: anche negli spazi più incontaminati, vasti e remoti del nostro universo, le particelle di plasma impantanate in un movimento turbolento possono generare spontaneamente nuovi campi magnetici”, ha detto Cerrone.
“La ricerca di un ‘seme’ che possa seminare un nuovo campo magnetico richiede molto tempo e siamo entusiasti di fornire nuove prove per questa fonte originale, nonché dati su come cresce il campo magnetico, una volta nato .”
Riferimento: “Generation of Quasi-equivalent Magnetic Fields in Turbulent, Non-colliding Plasmas” di Lorenzo Cerrone, Luca Comiso e Ryan Gollant, 31 luglio 2023, disponibile qui. Lettere di revisione fisica.
DOI: 10.1103/PhysRevLett.131.055201
Il documento è stato scritto dal professore di astronomia Lorenzo Cerrone, dal ricercatore di astronomia Luca Comiso e dal dottorando in astronomia Ryan Gollant.
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