Sono state acquisite nuove intuizioni sui venti stellari, flussi di particelle cariche ad alta velocità chiamate plasma che attraversano lo spazio interstellare. questi venti, creati da eruzioni di stelle o esplosioni stellari, portano con sé forti campi magnetici che possono interagire o influenzare altri campi magnetici, come quelli che circondano pianeti come la Terra. Il nostro sole produce un tale vento stellare chiamato vento solare che espelle plasma nel sistema solare a velocità di milioni di miglia all'ora. Questo vento solare è responsabile della produzione di "meteo spaziale", un grave pericolo per i satelliti e le navicelle spaziali, nonché per le reti elettriche sulla Terra. Per comprendere questi processi, i ricercatori stanno impiegando esperimenti di laboratorio per studiare da vicino i flussi magnetici. Scienziati di due laboratori, finanziato dal Dipartimento dell'Energia, presenteranno il loro lavoro alla riunione dell'American Physical Society Division of Plasma Physics a Portland, Minerale.

Presso il laboratorio MAGPIE dell'Imperial College di Londra, gli esperimenti utilizzano un intenso impulso di elettricità per far esplodere fili sottili che formano pennacchi di particelle cariche che si muovono più velocemente della velocità del suono. Le particelle sono dirette su bersagli che hanno campi magnetici, che simula l'interazione del vento solare con pianeti come la Terra, Giove o Saturno (Figura 1).

"La collisione del vento solare con il campo magnetico di un pianeta può produrre una regione dello spazio molto calda, gas carico extra denso chiamato magnetopausa, così come un'area di bassa pressione appena dietro di esso, analogo a come si potrebbe stare dietro una giacca a vento durante un'intensa burrasca, " ha detto Lee Suttle, uno scienziato all'Imperial College di Londra. Più recentemente, i ricercatori del laboratorio MAGPIE sono stati in grado di riprodurre in laboratorio alcune delle caratteristiche importanti di questa collisione.

Un diverso studio di laboratorio utilizza laser ad alta potenza per studiare i venti stellari prodotti dagli oggetti più energetici dell'universo, come nuclei galattici attivi e pulsar. Mettendo a fuoco un laser su una piccola area di un metallo, gli elettroni vengono riscaldati a energie così elevate che si muovono a velocità prossime a quella della luce (Figura 2).

"Gli elettroni si espandono in un disco lungo la superficie della lamina, generando enormi campi magnetici, " disse Louise Willingale, il leader dello studio presso l'Università del Michigan. L'energia in questo campo magnetico è così estrema che è maggiore dell'energia immagazzinata nella massa di tutti gli elettroni combinati (data dalla famosa formula E=mc2 dove E è energia, m è la massa dell'elettrone e c è la velocità della luce).

Un singolo impulso laser può creare plasma con campi magnetici che puntano in una direzione. Un secondo impulso può creare plasma con campi che puntano nella direzione opposta. Quando questi due plasmi sono forzati insieme, i campi opposti creano un'enorme quantità di tensione. I plasmi alleviano questa tensione subendo la riconnessione magnetica:i campi magnetici diretti in modo opposto rilasciano la loro energia con una grande esplosione. La regione di riconnessione magnetica appare nell'esperimento come una regione luminosa di raggi X.