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Stelle, i campi magnetici frenano le eruzioni: perché il Sole no?
Un gruppo internazionale di ricercatori, con S. N. Chen come prima firma, ha ottenuto prove sperimentali che campi magnetici intensi possono arrestare flussi di materia simili a quelli delle eruzioni stellari. Il lavoro, pubblicato su Physical Review Letters, offre una possibile spiegazione della scarsità di eruzioni osservate sulle altre stelle rispetto a quelle registrate sul Sole.
Il fenomeno studiato riguarda precisamente le espulsioni di massa coronale, indicate con la sigla CME: grandi quantità di gas ionizzato e campo magnetico proiettate dall’atmosfera stellare nello spazio. Sul Sole vengono osservate regolarmente. Attorno ad altre stelle, invece, le identificazioni convincenti sono poche, anche quando l’attività magnetica farebbe attendere fenomeni eruttivi marcati.
Per verificare l’ipotesi di un freno magnetico, il gruppo ha utilizzato il laboratorio francese LULI. Impulsi laser diretti contro un bersaglio di Teflon hanno generato un flusso di plasma, mentre due bobine producevano un campo magnetico trasversale. I ricercatori hanno scelto rapporti tra grandezze fisiche confrontabili con quelli delle eruzioni stellari, così da studiarne il comportamento su scala ridotta.
Con un campo di 10 tesla, il flusso continuava a propagarsi durante l’esperimento. Portando il campo a 30 tesla, il comportamento cambiava: il plasma si piegava, si divideva e finiva per arrestarsi dopo un percorso di circa un centimetro. L’aumento del campo produceva quindi un cambiamento osservabile nella propagazione della materia.
Il confronto con le condizioni astrofisiche passa attraverso relazioni di scala: i valori applicati in laboratorio corrispondono approssimativamente a campi stellari di 30 e 100 gauss. Nelle simulazioni, il secondo valore consente di confinare le espulsioni considerate quando la pressione magnetica domina su quella termica del plasma.
Calcoli e modelli tridimensionali suggeriscono che l’arresto sia associato a un’instabilità kink, una deformazione che piega il flusso e ne compromette la propagazione. L’esperimento non riproduce però completamente la complessa struttura magnetica intrecciata delle vere CME, perciò l’applicazione alle stelle resta un’interpretazione sostenuta dal confronto con le simulazioni.
Le conseguenze riguardano anche gli esopianeti: le espulsioni stellari possono investire i mondi circostanti e contribuire all’erosione delle loro atmosfere. Stabilire in quali condizioni il materiale riesca a sfuggire alla stella aiuterebbe quindi a ricostruire l’ambiente spaziale a cui quei pianeti sono esposti, includendo il ruolo del confinamento magnetico nelle valutazioni della loro abitabilità.
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