A imagem da câmera rápida mostra o plasma durante a reconexão magnética com as linhas de campo renderizadas em branco. As linhas brancas horizontais representam as linhas de campo magnético convergentes antes da reconexão; linhas brancas verticais de saída representam as linhas do campo magnético após a reconexão. Crédito:Jongsoo Yoo
Muitos dos eventos mais dramáticos do sistema solar - o espetáculo da aurora boreal, a explosividade das explosões solares, e o impacto destrutivo das tempestades geomagnéticas que podem interromper a comunicação e as redes elétricas na Terra - são impulsionadas em parte por um fenômeno comum:a rápida reconexão magnética. Neste processo, as linhas do campo magnético no plasma - o estado gasoso da matéria que consiste em elétrons livres e núcleos atômicos, ou íons - rasgo, voltem juntos e liberem grandes quantidades de energia (Figura 1).
Os astrofísicos há muito se perguntam se esse mecanismo pode ocorrer no frio, regiões relativamente densas do espaço interestelar fora do sistema solar onde as estrelas nascem. Essas regiões são preenchidas com plasma parcialmente ionizado, uma mistura de elétrons e íons carregados livres e o neutro mais familiar, ou inteiro, átomos de gás. Se a reconexão magnética ocorrer nessas regiões, ela pode dissipar os campos magnéticos e estimular a formação de estrelas.
Pesquisadores do Laboratório de Física de Plasma de Princeton (PPPL) do Departamento de Energia dos EUA desenvolveram um modelo e simulação que mostram o potencial de reconexão no espaço interestelar.
"Nossos modelos mostram que a reconexão rápida pode de fato ocorrer em sistemas parcialmente ionizados, "diz o Dr. Jonathan Jara-Almonte, um físico do PPPL.
Dr. Jara-Almonte desenvolveu um modelo matemático que adiciona o comportamento de partículas neutras às simulações anteriores de plasma totalmente ionizado. Computadores poderosos da Universidade de Princeton resolveram as equações, que determinam o movimento de bilhões de partículas de plasma
Essas descobertas podem ajudar a orientar a compreensão de como a reconexão pode diferir entre plasma totalmente ionizado e parcialmente ionizado, e como isso pode afetar a formação de estrelas. Em seguida, os pesquisadores vão comparar essas simulações com a reconexão magnética em experimentos de laboratório de pequena escala no PPPL para validar as aproximações usadas no modelo.
