2012.04.20. - Lézerimpulzusokkal modellezték a galaxisok születését

Oxfordi kutatók lézer által keltett lökéshullámok segítségével vizsgálták, hogyan alakulhattak ki az Univerzum első galaxisainak létrejöttében fontos szerepet betöltő mágneses terek.

Erős mágneses mezők mind a különböző galaxisokban, mind a galaxisok közötti térben megfigyelhetők, de az, hogy milyen módon keletkeztek és váltak ilyen intenzívvé, egyelőre megválaszolatlan kérdés. Egy, a University of Oxford fizikusai által vezetett kutatócsoport a franciaországi Laboratoire pour l'Utilisation de Lasers Intenses lézerrendszere segítségével próbálta meg modellezni a korai Univerzumban uralkodó körülményeket. A kutatók nagyenergiájú lézerimpulzussal lőttek rá egy héliumgázban elhelyezett szénrúdra, úgy megtervezve a kialakuló robbanást, hogy a létrejövő plazma az első galaxisok kialakulásakor jelen lévő, ionizált gázanyagra hasonlítson.

A csoport megfigyelései szerint a robbanás után nagyon rövid idő elteltével erős elektronáramok és mágneses mezők alakultak ki a keletkező lökéshullám körül. A kutatók a laborban létrehozott mágneses tér paramétereit 22 nagyságrenddel átskálázva hasonló struktúrákat figyelhettek meg, mint amilyenek a galaxiskeletkezési modellek által jósolt "mágneses magok" (kis kiterjedésű, gyenge mágneses mezők) esetében várhatóak. A számítások szerint ezek a mezők a turbulens mozgások következtében felerősödhetnek és jelentősen befolyásolhatják a galaxisok anyagának fejlődését, egészen a korai szakasztól kezdve.

A mozaikkép bal oldalán az oxfordi kutatók által lézerrel keltett lökéshullám, a jobb oldalon pedig egy pregalaktikus (azaz a galaxis kialakulása előtti) fázisban lévő gázanyagban létrejött lökéshullám szimulációval előállított modellje látható.
[University of Oxford]

A kutatócsoport vezetője, Gianluca Gregori (University of Oxford) szerint ez a kísérlet képes újrateremteni azokat a körülményeket, melyek a korai Univerzumban hozzájárultak a mágneses mezők kialakulásához. Ez azért jelent nagy előrelépést, mivel így földi, laboratóriumi körülmények között van mód tanulmányozni a Világegyetem térben és időben egyaránt távoli történéseinek fizikáját. A kutatók jövőbeli tervei között szerepel a kozmikus plazmaanyag fejlődésének vizsgálata, melyhez a világ egyik legnagyobb és legerősebb lézerrendszerét, a National Ignation Facility-t (USA, Kalifornia) fogják használni.

Az eredményeket részletező szakcikk a Nature magazin 2012. január 26-i számában jelent meg.

Forrás:

• ScienceDaily 2012.03.24.