¿Cómo se han desarrollado las estrellas y los planetas a partir de las nubes de polvo y gas que alguna vez llenaron el cosmos? Un nuevo experimento en el Laboratorio de Física de Plasma de Princeton PPPL del Departamento de Energía de los Estados Unidos DOE ha demostrado la validez de una teoría generalizada conocida como"inestabilidad magnetorracional" o IRM, que busca explicar la formación de cuerpos celestes.
La teoría sostiene que la resonancia magnética permite que los discos de acreción, nubes de polvo, gas y plasma que se arremolinan alrededor de estrellas y planetas en crecimiento, así como agujeros negros, colapsen en ellos. Según la teoría, este colapso ocurre porque el turbulento remolino de plasma,Conocido técnicamente como "flujos de Kepleria", gradualmente se vuelve inestable dentro de un disco. La inestabilidad hace que el momento angular, el proceso que evita que los planetas en órbita sean atraídos hacia el sol, disminuya en las secciones internas del disco, que luego caen en el cielo.cuerpos.
A diferencia de los planetas en órbita, la materia en los discos de acreción densos y abarrotados puede experimentar fuerzas como la fricción que hacen que los discos pierdan impulso angular y se vean atraídos hacia los objetos por los que giran. Sin embargo, tales fuerzas no pueden explicar completamente qué tan rápido debe caer la materiaen objetos más grandes para que se formen planetas y estrellas en una escala de tiempo razonable.
experimento de resonancia magnética
En PPPL, los físicos han simulado el proceso hipotético más amplio en el experimento de resonancia magnética del laboratorio. El dispositivo único consiste en dos cilindros concéntricos que giran a diferentes velocidades. En este experimento, los investigadores llenaron los cilindros con agua y colocaron una bola de plástico llena de agua.atado por un resorte a un poste en el centro del dispositivo; el resorte de estiramiento y flexión imitaba las fuerzas magnéticas en el plasma en los discos de acreción. Luego, los investigadores rotaron los cilindros y grabaron en video el comportamiento de la pelota como se ve desde arriba hacia abajo.
Los resultados, reportados en Física de las comunicaciones , comparó los movimientos de la bola con resorte al girar a diferentes velocidades. "Sin estiramiento, no pasa nada con el momento angular", dijo Hantao Ji, profesor de ciencias astrofísicas en la Universidad de Princeton e investigador principal en la IRM yun coautor del artículo "No pasa nada si la primavera es demasiado fuerte"
Sin embargo, la medición directa de los resultados encontró que cuando el anclaje de resorte era débil, análogo al estado de los campos magnéticos en los discos de acreción, el comportamiento del momento angular de la pelota era consistente con las predicciones de MRI de los desarrollos en undisco de acreción real. Los resultados mostraron que la bola giratoria débilmente atada ganó impulso angular y se movió hacia afuera durante el experimento. Dado que el impulso angular de un cuerpo giratorio debe conservarse, cualquier ganancia en el impulso debe coincidir con una pérdida de impulso en el interiorsección, permitiendo que la gravedad atraiga el disco hacia el objeto que ha estado orbitando.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Princeton Plasma Physics Laboratory . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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