Quando você olha para o céu noturno, muito do que você vê é plasma, um amálgama como uma sopa de partículas atômicas ultraquentes. O estudo do plasma nas estrelas e várias formas no espaço sideral requer um telescópio, mas os cientistas podem recriá-lo em laboratório para examiná-lo mais de perto.

Agora, uma equipe de cientistas liderada pelos físicos Lan Gao do Laboratório de Física de Plasma (PPPL) do Departamento de Energia dos EUA (DOE) e Edison Liang da Universidade Rice, criou pela primeira vez uma forma particular de jato de plasma coerente e magnetizado que poderia aprofundar a compreensão do funcionamento de jatos muito maiores que fluem de estrelas recém-nascidas e possivelmente de buracos negros - objetos estelares tão massivos que prendem luz e distorcem o espaço e Tempo.

"Agora estamos criando estáveis, supersônico, e jatos de plasma fortemente magnetizados em um laboratório que pode nos permitir estudar objetos astrofísicos a anos-luz de distância, "disse o astrofísico Liang, co-autor do artigo relatando os resultados no Cartas de jornal astrofísico .

A equipe criou os jatos usando o OMEGA Laser Facility no Laboratório de Energia Laser da Universidade de Rochester (LLE). Os pesquisadores apontaram 20 feixes de laser individuais da OMEGA em uma área em forma de anel em um alvo de plástico. Cada laser criava uma pequena nuvem de plasma; conforme as baforadas se expandiram, eles colocam pressão na região interna do anel. Essa pressão então espremeu um jato de plasma atingindo mais de quatro milímetros de comprimento e criou um campo magnético com uma força de mais de 100 tesla.

“Este é o primeiro passo para estudar os jatos de plasma em um laboratório, "disse Gao, quem foi o autor principal do artigo. "Estou animado porque não apenas criamos um jato. Também usamos diagnósticos avançados com sucesso no OMEGA para confirmar a formação do jato e caracterizar suas propriedades."

As ferramentas de diagnóstico, desenvolvido com equipes do LLE e do Massachusetts Institute of Technology (MIT), mediu a densidade do jato, temperatura, comprimento, como ficava bem junto à medida que crescia no espaço, e a forma do campo magnético ao seu redor. As medições ajudam os cientistas a determinar como os fenômenos de laboratório se comparam aos jatos no espaço sideral. Eles também fornecem uma linha de base que os cientistas podem mexer para observar como o plasma se comporta em diferentes condições.

"Esta é uma pesquisa inovadora porque nenhuma outra equipe lançou com sucesso um supersônico, jato de feixe estreito que carrega um campo magnético tão forte, estendendo-se a distâncias significativas, "disse Liang." Esta é a primeira vez que os cientistas demonstraram que o campo magnético não envolve apenas o jato, mas também se estende paralelamente ao eixo do jato, " ele disse.

Os pesquisadores esperam expandir suas pesquisas com instalações de laser maiores e investigar outros tipos de fenômenos. "A próxima etapa envolve ver se um campo magnético externo poderia tornar o jato mais longo e mais colimado, "Disse Gao.

"Também gostaríamos de replicar o experimento usando a National Ignition Facility do Lawrence Livermore National Laboratory, que tem 192 feixes de laser, metade disso poderia ser usado para criar nosso anel de plasma. Teria um raio maior e, portanto, produziria um jato mais longo do que o produzido com OMEGA. Esse processo nos ajudaria a descobrir em quais condições o jato de plasma é mais forte. "