Astrophysikalische Magnetfelder im Labor nachgebaut

Die Erde, die Sonne und viele andere Himmelskörper sind von Magnetfeldern umgeben. Zum ersten Mal haben Forscher jetzt den Prozess, der vermutlich für die Erzeugung und Aufrechterhaltung dieser astrophysikalischen Magnetfelder verantwortlich ist, im Labor nachstellen können.

Planeten, Sterne und sogar Galaxien haben ein Magnetfeld. Dies ist höchstwahrscheinlich das Ergebnis der Bewegung von Metallen oder Plasmen in ihrem Kern. Eine Art „Dynamo“-Effekt. Forschern der Universität Rochester (USA) ist es nun gelungen, die Bedingungen, unter denen der Mechanismus des „turbulenten Dynamos“ ausgelöst wird, im Labor nachzustellen. Dieser Mechanismus wird zu Recht als das Herzstück der Entstehung und Aufrechterhaltung astrophysikalischer Magnetfelder angesehen.

Theorie und Simulationen sagen eine „turbulente Dynamo“-Verstärkung auf sehr kleinen Skalen voraus. Um aber zu verstehen, wie schnell Magnetfelder auf makroskopischen Skalen wirklich verstärkt werden, ist es wesentlich, den Ursprung astrophysikalischer Magnetfelder zu erklären.

Der Ursprung von großräumigen Magnetfeldern

Durch die Mobilisierung von Laserstrahlen mit einer Gesamtleistung, die an die von 10.000 Kernreaktoren heranreicht, konnten die Forscher ein Plasma bei noch nie dagewesenen Energieniveaus untersuchen und gleichzeitig seine Entwicklung verfolgen. Das Ziel: Seine tatsächliche Wachstumsrate experimentell zu messen. Dies ist etwas, was Wissenschaftler bisher nur durch Theorie oder numerische Simulationen erreichen konnten.

„Die von uns beobachtete Verstärkung übertrifft die theoretischen Vorhersagen. Es könnte helfen, den Ursprung von großräumigen Magnetfeldern zu erklären, wie man sie in Galaxienhaufen findet“, erklärt Petros Tzeferacos, Physiker an der University of Rochester, in einer Stellungnahme.

Urhebender Autor: Nathalie Mayer