"إن أقراص ما قبل الامتزاز الكوكبية مستقرة جدًا من وجهة نظر هيدروديناميكية، وفقًا لقوانين كيبلر لحركة الكواكب، فإن الزخم الزاوي يزداد من المركز إلى الحواف." هكذا يقول الدكتور فرانك ستيفاني من HZDR. "لتفسير معدلات نمو النجوم والثقوب السوداء، لا بد من وجود آلية تكسر هذا الاستقرار للقرص الدوار، وفي الوقت نفسه تضمن وصول الكتلة إلى المركز والزخم الزاوي يصل إلى الحواف".
كيف تشكلت النجوم والثقوب السوداء في الكون من مادة تدور حول نفسها؟ هذا أحد الأسئلة العظيمة في الفيزياء الفلكية. ما نعرفه هو أن المجالات المغناطيسية تلعب دورًا. ومع ذلك، وفقًا لمعرفتنا الحالية، فإن المجال المغناطيسي يعمل فقط إذا كانت المادة موصلة للكهرباء بشكل جيد. ومع ذلك، في أقراص الغزل، هذا ليس هو الحال دائمًا.
الآن يحاول منشور مركز هيلمهولتز في دريسدن روسيندورف (HZDR) للفيزياء في مجلة "Physical Review Letters" حل اللغز - كيف تتشكل الأجسام المدمجة في الكون.
عندما اقترح يوهانس كيبلر لأول مرة قوانينه لحركة الكواكب في أوائل القرن السابع عشر، لم يكن بإمكانه التنبؤ بالدور المركزي الذي ستلعبه المجالات المغناطيسية الكونية في تكوين الأنظمة الشمسية. ونحن نعلم اليوم أنه بدون وجود مجال مغناطيسي، لا يمكن أن تتركز الكتلة في الأجسام الصغيرة مثل النجوم والثقوب السوداء. وخير مثال على ذلك هو نظامنا الشمسي الذي تشكل قبل 17 مليار سنة من خلال انهيار سحابة غازية عملاقة، أدت دفعتها الجاذبية إلى تركيز الجزيئات في المركز، وبلغت ذروتها في تكوين قرص كبير.
"إن أقراص الامتزاز هذه مستقرة جدًا من وجهة نظر هيدروديناميكية، وفقًا لقوانين كبلر لحركة الكواكب، يزداد الزخم الزاوي من المركز إلى الحواف." هكذا يقول الدكتور فرانك ستيفاني من HZDR. "لتفسير معدلات نمو النجوم والثقوب السوداء، لا بد من وجود آلية تكسر هذا الاستقرار للقرص الدوار، وفي الوقت نفسه تضمن وصول الكتلة إلى المركز والزخم الزاوي يصل إلى الحواف".
في عام 1959، اقترح يفغيني فوليخوف أن المجالات المغناطيسية يمكن أن تساعد في تطور الدوامات في السائل في حالة التدفق الدوامي، ولكن فقط في عام 1991
نجح ستيفن بالبوس وجون هاولي في إحراز تقدم كبير في دراسة عدم الاستقرار الدوراني المغناطيسي (MRI) في إنشاء الهياكل الكونية. سيحصل الاثنان على جائزة شو لعلم الفلك هذا العام في حفل سيقام في سبتمبر 2013. ومع ذلك، للتأكد من أن التصوير بالرنين المغناطيسي يعمل بالفعل، يجب أن يتمتع القرص بالحد الأدنى من التوصيل الكهربائي. في المناطق التي تكون فيها الموصلية منخفضة، كما هو الحال في تلك "المناطق الميتة" على حافة قرص الكوكب أو في المناطق النائية من القرص المادي المحيط بالثقوب السوداء، من الصعب حساب تأثير التصوير بالرنين المغناطيسي رقميًا وبالتالي حساب تأثير التصوير بالرنين المغناطيسي. وكانت القضية محل نقاش. علماء HZDR الذين يجرون تجارب التصوير بالرنين المغناطيسي في السوائل الدوامة اقترحوا الآن تفسيرًا نظريًا جديدًا لهذه الظاهرة.
المجالات المغناطيسية والتدفق الدوامي يعززان بعضهما البعض
أظهرت حسابات الدكتور أوليغ كيريلوف والدكتور فرانك ستيفاني أن الدوامات الحلزونية لا تنتج فقط من الخارج إلى الداخل، ولكن جزئيًا أيضًا داخل قرص الامتزاز. يعمل المجال المغناطيسي الدائري على زعزعة استقرار القرص ونتيجة لذلك يتم إنشاء دوامات تشكل مكونات المجالات المغناطيسية الأفقية. وهم بدورهم يعيدون إنشاء المجال المغناطيسي الدوار بسبب الشكل الخاص لحركة القرص الدوار.
