El plasma astrofísico es plasma fuera del Sistema Solar . Se estudia como parte de la astrofísica y se observa comúnmente en el espacio. [2] La opinión aceptada de los científicos es que gran parte de la materia bariónica del universo existe en este estado. [3]
Cuando la materia se vuelve lo suficientemente caliente y energética, se ioniza y forma un plasma. Este proceso rompe la materia en sus partículas constituyentes, que incluyen electrones cargados negativamente e iones cargados positivamente . [4] Estas partículas cargadas eléctricamente son susceptibles a las influencias de los campos electromagnéticos locales . Esto incluye campos fuertes generados por estrellas y campos débiles que existen en las regiones de formación de estrellas , en el espacio interestelar y en el espacio intergaláctico . [5] Del mismo modo, los campos eléctricos se observan en algunos fenómenos astrofísicos estelares, pero son intrascendentes en medios gaseosos de muy baja densidad.
El plasma astrofísico a menudo se diferencia del plasma espacial , que normalmente se refiere al plasma del Sol , el viento solar y las ionosferas y magnetosferas de la Tierra y otros planetas. [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12]
Observación y estudio del plasma astrofísico.
Los plasmas en las estrellas pueden generar e interactuar con campos magnéticos , lo que resulta en una variedad de fenómenos astrofísicos dinámicos. Estos fenómenos a veces se observan en espectros debido al efecto Zeeman . Otras formas de plasmas astrofísicos pueden verse influenciadas por campos magnéticos débiles preexistentes, cuyas interacciones solo pueden determinarse directamente por polarimetría u otros métodos indirectos. [5] En particular, el medio intergaláctico , el medio interestelar , el medio interplanetario y los vientos solares consisten en plasmas difusos.
El plasma astrofísico también se puede estudiar de diversas formas, ya que emite radiación electromagnética en una amplia gama del espectro electromagnético . Debido a que los plasmas astrofísicos generalmente están calientes, los electrones en los plasmas emiten continuamente rayos X a través del proceso llamado bremsstrahlung . Esta radiación puede detectarse con telescopios de rayos X ubicados en la atmósfera superior o en el espacio. Los plasmas astrofísicos también emiten ondas de radio y rayos gamma. [ cita requerida ]
Los científicos están interesados en los núcleos galácticos activos porque tales plasmas astrofísicos podrían estar directamente relacionados con los plasmas estudiados en los laboratorios. [13] Muchos de estos fenómenos exhiben aparentemente una serie de comportamientos magnetohidrodinámicos complejos , como turbulencias e inestabilidades . [2] Aunque estos fenómenos pueden ocurrir a escalas astronómicas tan grandes como el núcleo galáctico, muchos astrofísicos sugieren que no involucran significativamente efectos de plasma sino que son causados por materia consumida por agujeros negros supermasivos. [ cita requerida ]
En la cosmología del Big Bang , el universo entero estaba en un estado de plasma antes de la recombinación . [ cita requerida ] Posteriormente, gran parte del universo se reionizó después de que se formaran los primeros cuásares . [ cita requerida ]
Estudiar plasmas astrofísicos es parte de la astrofísica académica convencional. Aunque los procesos de plasma son parte del modelo cosmológico estándar, las teorías actuales indican que podrían tener solo un papel menor que desempeñar en la formación de las estructuras más grandes, como vacíos , cúmulos de galaxias y supercúmulos . [ cita requerida ]
Historia temprana
El explorador y físico noruego Kristian Birkeland predijo que el espacio está lleno de plasma . Escribió en 1913:
Parece ser una consecuencia natural de nuestros puntos de vista suponer que todo el espacio está lleno de electrones e iones eléctricos voladores de todo tipo. Hemos asumido que cada sistema estelar a través de su evolución arroja corpúsculos eléctricos al espacio.
Birkeland asumió que la mayor parte de la masa del universo debería encontrarse en el espacio "vacío". [14]
En 1937, el físico de plasma Hannes Alfvén argumentó que si el plasma impregnara el universo, entonces podría generar un campo magnético galáctico. Durante las décadas de 1940 y 1950, Alfvén desarrolló la magnetohidrodinámica que permite modelar plasmas como ondas en un fluido. Alfvén recibió el Premio Nobel de Física de 1970 por este desarrollo. Alfvén posteriormente propuso esto como la posible base de la cosmología del plasma , aunque esta teoría ha sido objeto de escrutinio. [ cita requerida ]
Ver también
- Lista de artículos de física del plasma
Referencias
- ^ "Vista previa del tesoro del telescopio de encuesta" . Comunicado de prensa de ESO . Consultado el 23 de enero de 2014 .
- ^ a b "Estudio arroja luz sobre la turbulencia en plasmas astrofísicos: el análisis teórico descubre nuevos mecanismos en la turbulencia del plasma" . Noticias del MIT . Consultado el 20 de febrero de 2018 .
- ^ Chiuderi, C .; Velli, M. (2015). Conceptos básicos de la astrofísica del plasma . Conceptos básicos de la astrofísica del plasma . pag. 17. bibcode : 2015bps..book ..... C . ISBN 978-88-470-5280-2.
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enlaces externos
- " Colaboración entre Estados Unidos y Rusia en astrofísica de plasma "