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Láser de billones de vatios recrea los chorros estelares

29/11/2009 06:27 0 Comentarios Lectura: ( palabras)

Los astrofísicos ya no pueden sentarse ociosamente y preguntarse que es lo que sucede cuando un poderoso chorro estelar de una estrella joven colisiona con las nubes gigantes de gas y polvo. Ahora, primero observan lo que sucede a cientos de años luz de distancia, y después recrean el evento cósmico mediante un láser de billones de vatios, capaz de desarrollar una energía mayor de la que suma de la red eléctrica total de los Estados Unidos.

Un reciente experimento hizo precisamente eso mediante el láser Omega de la Universidad de Rochester en Nueva York en Estados Unidos y después comparó los resultados de laboratorio como modelos de computadora y observaciones telescópicas del chorro estelar de la vida real. El estudio ha sido la primera vez que astrofísicos recogieron nuevos datos astronómicos a partir de una simulaciones de Laboratorio.

En esta representación artística vemos la proto estrella HH 211, mientras a creta material del disco circundante ser tan. Parte del material del disco es eyectada de la estrella mediante un flujo bipolar. La materia en el chorro rota alrededor del eje, transportando momento angular para que la estrella pueda crecer. Crédito: Change Tsai (ASIAA)

"Este es el primer estudio que investiga lo que sucede cuando los chorros viajan sin obstáculos, y el primero en tener un láser lo suficientemente potente para modelar a una escala apropiada a las ondas de choque en un chorro de naturaleza astrofísica", explicó Pat Hartigan, astrofísico de la Universidad de Rice en Houston Texas, y autor líder de este nuevo trabajo de investigación.

Los ensayos experimentales funcionaron así: el láser Omega del tamaño de un campo de fútbol, es disparado mediante millonésimas de segundo en un pequeño cilindro en forma de lata llamado Hohlraum. La lata vaporizada envía radiación que impacta en una pieza de titanio del tamaño de una canica, el titanio se calienta casi instantáneamente hasta formar plasma similar al que existe en los chorros o jets estelares. El plasma después golpea a una diminuta esfera de plástico envuelta en espuma, que representa nubes de gas interestelar.

" los objetivos tenían literalmente el tamaño de una moneda de de centavos", explicó Adam Frank, astrofísico de la Universidad de Rochester. Pero los impactos del poderoso láser no derritieron todo, y ésta es la razón por la que el diseño que el objetivo es realmente brillante."

Imagen telescópica del jet estelar HH 110, que es bastante parecido a las simulaciones. Crédito: NASA

Estos experimentos dirigidos por láser han permitido a los astrofísicos simular fenómenos como un las ondas de las explosiones supernova en los laboratorios. El láser Omega del Laboratorio para Lásers Energéticos de la Universidad de Rochester es uno de los tres mejores lásers.

Los lásers más poderosos han sido desarrollados recientemente en la National Ignition Facility en California. Ahí los físicos esperan desarrollar "el experimento de laboratorios definitivo", en palabras de Frank, provocando una reacción de fusión termonuclear similar a la que tiene lugar en el interior del Sol.

Pero los científicos que buscan desarrollar experimentos a menor escala más de una vez al día todavía pueden utilizar en láser Omega y sus parientes.

"Lo que tiene Gomera es que es increíblemente flexible", explicó Frank. " puede disparar aproximadamente uno vez cada hora."

Incluso los experimentos con los lásers más potentes todavía se quedan cortos con relación a los jets estelares que erupcionan desde los polos de las estrellas al recién nacidas a cientos de miles de kilómetros por segundo. Pero Hartigan y Frank sabían que podían compararse a los experimentos con el láser Omega debido a que las relaciones son matemáticamente equivalentes entre las densidades de la materia.

En otras palabras, la matemática de los chorros estelares no depende realmente que la gran diferencia en tamaño físico entre un jet estelar y un plasma supercalentado de laboratorio, o entre una nube interestelar gigante y una pequeña esfera de plástico, explicó Frank. El comportamiento en el ambos sistemas será el mismo siempre que las relaciones de densidad sean las mismas.

El experimento trata de simular un chorro estelar a cientos de años luz de distancia, llamado Herbig Haro 110. Hartigan recopiló observaciones recientes sobre un chorro estelar utilizando el telescopio del Observatorio Nacional de Kitt Peak, en Tucson, Arizona.

Gran parte del experimento a se parece mucho o a la forma en que las nubes interestelares y las acumulaciones de gas pueden deflectar parcialmente los chorros estelares, pero existen algunas diferencias. Los investigadores descubrieron que para su sorpresa en que el chorro experimental en el laboratorio penetraba en la esfera plástica y la rompía en pedazos, en lugar de vaporizarla. El laboratorio encontró observaciones explicativas en cómo los chorros estelares reales podían a destruir fácilmente el nubes de hidrógeno molecular las nubes.

"En las nuevas imágenes infrarrojas de Kitt Peak, cuando se compararon con las existentes del Telescopio Espacial Hubble mostraron este fenómeno bastante bien", añadió Hartigan. "En nuestros datos el rojo es H2 (hydrogeno) está claramente a un lado del flujo en deflectado, exactamente lo que vemos en el laboratorio."

Este reciente experimento láser que replicaba lo que podría suceder si un chorro estelar impactase contra una nube interestelar gigante. Los científicos que realizaron el experimento láser más reciente replicando los efectos del impacto de un chorro estelar en una nube gigante interestelar, también querían saber acerca de los casos más comunes cuando los chorros atraviesan acumulaciones gaseosas menores.

Frank dije que las colisiones a menor escala pueden explicar por qué los chorros estelares no parecen tan finos como en una manguera de jardín, sino que aparecen en cambio o más fragmentados. Los chorros estelares podrían sencillamente aparecer en ese estado fragmentado desde estrellas jóvenes, pero este planteamiento no abordaría el misterio de por que las estrellas jóvenes que crean de forma consistente estos chorros.

Los chorros estelares podrían funcionar e incluso o como termostatos en los lugares de formación estelar regulando el nacimiento de las estrellas.

Las nubes que forman las estrellas son realmente bastante ineficientes en lo que respecta a añadir masa a las estrellas", señaló Frank." quizá una especie de retroalimentación de los muchos chorros que están moviéndose los unos contra los otros o su ambiente en evitar que la nube se colapse en si misma y [forme más estrellas]."

Por ahora, los investigadores han agendado la fecha del 26 de febrero de 2010 como su próxima cita con el láser Omega.

"Tenemos un proyecto en desarrollo para estudiar cómo se comportan las ondas de choque de los chorros estelares cuando pasan a través de ambientes con una acumulaciones de gas, tal y como sucede en situaciones astrofísica ser reales", concluyó Hartigan.

Fuente original

Publicado en Odisea cósmica


Sobre esta noticia

Autor:
Carlos Perla Hernández (1246 noticias)
Fuente:
odiseacosmica.com
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Tipo:
Reportaje
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