Gravità stellare ricreata all'interno di una minuscola sfera di vetro

I fisici dell'UCLA hanno utilizzato le onde sonore per creare

campo gravitazionale sferico e modellazione della convezione del plasma che lo influenza. Ciò aiuterà a studiare meglio la meteorologia spaziale e a ricreare la complessa fisica delle stelle negli esperimenti sulla Terra.

Convezione durante il movimento di gas caldo sotto l'influenza di una forza acustica simile alla gravità in un recipiente di vetro sferico. Immagine: J. P. Koulakis et al., Phys. Rev. Lett.

Si trova il plasma caldo che forma una stellain costante movimento. Quando si avvicina alla superficie, si raffredda e inizia a muoversi più in profondità nel nucleo per riscaldarsi di nuovo. Di conseguenza si formano correnti di convezione che a loro volta generano un campo magnetico.

Per creare il tuo modello fisico, compilaun guscio sferico di vetro largo 3 cm con zolfo gassoso e ha riscaldato il gas al centro a 4.000 °C usando la radiazione a microonde. Le onde sonore all'interno della palla agivano come la gravità, limitando il movimento del gas caldo. Allo stesso tempo, la forza acustica generata all'interno di un tale modello è mille volte maggiore della forza di gravità sulla superficie terrestre. Ciò significa che in tutti gli esperimenti è la gravità acustica a controllare il comportamento del modello.

Correnti convettive di gravità acustica all'interno del modello. Video: J. P. Koulakis et al., Phys. Rev. Lett.

Registrazioni video della sfera durante gli esperimentimostra il complesso movimento del gas dopo l'attivazione della forza acustica. I ricercatori hanno identificato questo movimento come un flusso convettivo guidato dal riscaldamento del gas vicino al centro. Sono identici a ciò che accade su un pianeta o una stella gigante gassoso. Grumi caldi di gas nel modello “salgono in superficie”, formando pennacchi luminosi. 

La capacità di controllare e manipolareplasma in un modo che simula la convezione aiuterà gli scienziati a capire e prevedere in che modo il clima solare influisce sui veicoli spaziali e sui sistemi di comunicazione satellitare, affermano gli scienziati.

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