Turbulentes Plasma kann spontane Magnetfelder erzeugen

Magnetfelder in der Whirlpool-Galaxie M51, basierend auf Daten des Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA) auf einem optischen Bild des Hubble-Teleskops. (Credit: NASA, SOFIA, HAWC+, Alejandro S. Borlaff; JPL-Caltech, ESA, Hubble))
Magnetfelder in der Whirlpool-Galaxie M51, basierend auf Daten des Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA) auf einem optischen Bild des Hubble-Teleskops. (Credit: NASA, SOFIA, HAWC+, Alejandro S. Borlaff; JPL-Caltech, ESA, Hubble))

Nicht nur der Kühlschrank ist magnetisch. Die Erde, die Sterne, die Galaxien und der Raum zwischen den Galaxien sind ebenfalls magnetisiert. Je mehr Orte mit Magnetfeldern im Universum sie suchten, desto mehr Orte haben Wissenschaftler gefunden. Aber die Fragen, warum das der Fall ist und wo diese Magnetfelder ihren Ursprung haben, blieb ein Rätsel und ist Gegenstand aktueller wissenschaftlicher Untersuchungen.

Eine neue Studie von Wissenschaftlern der Columbia University in New York bietet Einblicke in die Quelle dieser Magnetfelder. Das Team nutzte Modelle, um zu zeigen, dass Magnetfelder spontan in turbulentem Plasma entstehen können. Plasma ist ein Materiezustand, der oft in ultraheißen Umgebungen wie in der Nähe der Sonnenoberfläche vorkommt, aber Plasma ist im Universum auch in Umgebungen mit niedrigen Dichten zu finden.

Die Simulationen des Teams zeigen, dass die Turbulenzen dieser Plasmamaterie nicht nur neue Magnetfelder erzeugen, sondern auch Magnetfelder verstärken können, nachdem sie erst einmal erzeugt wurden. Das hilft zu erklären, wie Magnetfelder, die einen kleinräumigen Ursprung haben, sich manchmal über riesige Entfernungen erstrecken können.

Die Studie wurde von dem Astronomieprofessor Lorenzo Sironi, dem Astronom Luca Comisso und dem Doktoranden Ryan Golant verfasst.

“Diese neue Studie erlaubt es uns, dass wir uns die Arten von Umgebungen vorstellen, wo Magnetfelder entstehen: Sogar in den abgelegensten und fernsten Orten unseres Universums können tosende Plasmateilchen in turbulenter Bewegung spontan neue Magnetfelder erschaffen”, sagte Sironi. “Die Suche nach dem ‘Samen’, der ein neues Magnetfeld erschaffen kann, dauerte lange und wir sind erfreut, neue Belege für diese ursprüngliche Quelle und neue Daten über das Wachstum von bereits entstandenen Magnetfeldern zu liefern.”

Quelle

(THK)

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