Ve vesmíru je spousta objektů, u kterých se objevují dramaticky rotující disky hmoty. A u těchto rozverných disků bývají k vidění úžasné protilehlé výtrysky hmoty, které tryskají od středu rotujícího disku. Mohou to být černé díry hvězdných velikostí, supermasivní černé díry v aktivních galaktických jádrech anebo také hvězdná mláďata, čerstvé, bouřlivě se rodící hvězdy. Jak ale tolik divácky vděčné výtrysky hmoty protohvězd vlastně vznikají?
Atraktivních hvězdných mláďat už známe celou řadu, některá i v docela blízkém vesmíru. Na detailní výzkum jsou ale stále ještě hodně vzdálená. Co kdybychom si takové hvězdné mládě stvořili v laboratoři a pak se podívali kde se u něho vezmou výtrysky hmoty? Zní to bláznivě, ale přesně takhle postupovali při výzkumu ve francouzské laboratoři Laboratoire d’Utilisation des Lasers Intenses (LULI), ve drážďanské výzkumné laboratoři Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf a celé řadě dalších spolupracujících institucí, včetně našeho domácího projektu Extreme Light Infrastructure (ELI)-Beamlines na Institutu fyziky České akademie věd.
Julien Fuchs z LULI a jeho početní kolegové vystřelili do kousku plastu laserový paprsek, který ho proměnil ve vodivou plazmu, rychle se rozpínající horký oblak elektronů a iontů. Podle vědců takový oblak plazmy představuje hmotu hvězdného mláděte. Vytvořenou plazmu poté vystavili velmi silnému pulznímu magnetickému poli. Plazma se soustředila uprostřed a vytvořila rázovou vlnu, která vyvolala velmi tenký výtrysk plazmy. Nebylo to nadlouho, Fuchsovu týmu se povedlo napodobit výtrysky hmoty protohvězd asi na 20 nanosekund. I tak je ale mohli porovnat s pozorováním astronomů, kteří studují hvězdná mláďata ve vesmíru. A podle všeho jsou v pěkném souladu.
Laboratorní hvězdné mládě Fuchse a spol. ukazuje, že by výtrysky hmoty rodících se hvězd mohly vznikat čistě působením dramatických magnetických polí, která zrození hvězd doprovázejí. Do teď se mělo za to, že by při vzniku výtrysků hmotu mohla hrát významnou roli i rotující hmota v disku kolem hvězdného mláděte, což neznělo nijak zvlášť fantasticky. Podle Fuchse a spol. by ale takovou roli hrát nemusela.
Zajímavý astrofyzikální model hvězdného mláděte ale nebyl vše, co tenhle výzkum přinesl. Velkou hodnotu má i technologické řešení silných pulzních magnetických polí se zařízením, které se vejde do relativně malého prostoru. Jeho klíčovou součástí je nově vyvinutý pulzní generátor z laboratoře Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf o velikosti skříně. Technologii, která dovede simulovat výtrysky hmoty v protohvězdě, prý mohou velice dobře využít v průmyslových aplikacích a také v medicíně. Například, v léčbě ozařováním by jistě ocenili velmi úzký paprsek protonů, který by s takovým zařízení bylo možné vytvořit v podmínkách nemocnice.
Video: Magnetized jet from massive protostar (artist conception). Kredit: Francis WorldInsideOut.
Literatura
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf News 16. 10. 2014, Science 346: 325-328, Wikipedia (Protostar).