Erupzioni stellari in laboratorio: la prima prova sperimentale della loro soppressione in forti campi magnetici

Un team internazionale di astrofisici e fisici del plasma ha ottenuto la prima conferma sperimentale che i forti campi magnetici possono sopprimere completamente le espulsioni di massa coronale (CME), offrendo nuove intuizioni sul perché tali eruzioni sono rare su stelle oltre il Sole.

Applicando vari livelli di campi magnetici, il team ha osservato come questi campi influenzassero il comportamento del plasma. Sotto campi magnetici più deboli, il plasma si espanse e si spostò verso l'esterno come previsto. Ma con campi magnetici più forti, il flusso divenne instabile, frammentato e alla fine si fermò. Ciò ha dimostrato che campi magnetici intensi potevano agire come una barriera, impedendo alle CME di fuggire nello spazio.

Ha spiegato che la combinazione di modelli teorici, dati sperimentali e simulazioni numeriche ha permesso al team di convalidare un'ipotesi di lunga data, secondo cui i campi magnetici sulle stelle attive potrebbero impedire che le CME si verifichino o sfuggano. Julien Fuchs, che ha guidato il lavoro sperimentale, ha osservato che i risultati erano inaspettati ma cruciali. "Quando abbiamo aumentato la forza del campo magnetico e visto il cambiamento nel comportamento del plasma in propagazione, era un chiaro segno che stava accadendo qualcosa di fondamentale", ha detto.

Gli esperimenti hanno rivelato che l'interazione tra il plasma in espansione e il campo magnetico potrebbe portare a un fenomeno noto come instabilità di kink, in cui il flusso si piega e inverte la direzione. L'instabilità di kink si verifica quando il campo magnetico esterno diventa abbastanza forte da esercitare una forza dominante sul plasma. Questo fa sì che il flusso perda il suo movimento in avanti e crolli di nuovo su se stesso o rimanga confinato all'interno della struttura magnetica. La scoperta suggerisce che molte CME su stelle attive potrebbero non raggiungere affatto lo spazio, essendo invece intrappolate dal campo magnetico circostante. Questo spiegherebbe perché tali eruzioni sono raramente osservate su stelle diverse dal Sole.

Le implicazioni si estendono oltre la comprensione dell'attività stellare. Lo studio evidenzia il potenziale impatto della soppressione magnetica sugli esopianeti. Le CME sono tra i fenomeni più energetici nello spazio, capaci di spogliare le atmosfere planetarie o alterarne la composizione chimica. Se molte CME sono impedite di fuggire a causa di forti campi magnetici, alcuni esopianeti potrebbero sperimentare un ambiente spaziale più stabile e meno ostile. Ciò potrebbe migliorare le loro possibilità di mantenere l'atmosfera su scale temporali geologiche, potenzialmente migliorando la loro abitabilità. La ricerca segna un passo significativo nel collegare la fisica di laboratorio con le osservazioni astrofisiche.

Riplicando i processi stellari in un ambiente controllato, gli scienziati hanno acquisito preziose informazioni sui meccanismi che modellano il comportamento delle stelle e dei loro sistemi planetari.