Magnetische Geburtshelfer für Sterne

Dienstag, 12. September 2006, 17:38 • Rubrik Astronomie, Physik.

Sterne und Planeten werden aus wirbelnden Gasmassen geboren. Wie genau das geschieht, haben Potsdamer und Dresdener Forscher erstmals im Labor nachvollziehen können. Magnetfelder helfen demnach, die Bewegung des Gases so weit abzubremsen, dass es überhaupt erst zu einem dichten Gebilde zusammenfallen kann.

Der Versuchsaufbau des Potsdam Rossendorf Magnetic Instability Experiment (PROMISE). Foto: AIP/FZR

Der Grund dafür ist, dass die Magnetfelder Turbulenzen und damit einen Bewegungswiderstand in dem Gas erzeugen. Eben diese theoretisch vorhergesagte Magnetorotationsinstabilität (MRI) konnten die Forscher um Günther Rüdiger vom Astrophysikalischen Institut Potsdam und Gunter Gerbeth vom Forschungszentrum Rossendorf nun im Experiment beobachten. Ihre Resultate stellen sie demnächst im Fachblatt “Astrophysical Journal Letters” vor.

Wenn sich eine kosmische Gaswolke verdichtet, kreist das elektrisch leitende Gas immer schneller um sein Schwerkraftzentrum. Mit der Geschwindigkeit steigt aber auch die Fliehkraft und wirkt einer weiteren Verdichtung entgegen. Die Forscher ahmen diese Bedingungen mit einem verblüffend einfachen Versuchsaufbau nach: Er besteht aus einem schnell rotierenden Drehzylinder im Innern eines langsamer rotierenden Zylinders. Zwischen beiden befindet sich die bei Raumtemperatur flüssige Legierung Gallium-Indium-Zinn.

Mit Hilfe eines Stromleiters in der Zylinderachse und einer äußeren Stromspule erzeugen die Forscher ein Magnetfeld, das sich förmlich um die Zylinderachse windet. In der zunächst gleichförmig rotierenden Legierung treten daraufhin walzenförmige und allmählich driftende Strömungen auf. Deren Geschwindigkeit stimmt gut mit theoretisch hervorgesagten Werten überein.

Mit einem Stromleiter in der Zylinderachse und einer äußeren Stromspule (gelb) wird in der Legierung (rot) ein sich um die Achse windendes Magnetfeld erzeugt. Grafik: AIP/FZR

Forschung: Günther Rüdiger, Astrophysikalisches Institute Potsdam; Rainer Hollerbach, Department of Applied Mathematics, University of Leeds; Frank Stefani, Thomas Gundrum und Gunter Gerbeth, Forschungszentrum Rossendorf, Dresden; Robert Rosner, Department of Astronomy and Astrophysics, University of Chicago; Veröffentlichung in “Astrophysical Journal Letters”; Preprint astro-ph/0607041

WWW:
Astrophysikalisches Institut Potsdam
- Magnetohydrodynamics Group
Forschungszentrum Rossendorf
- Department Magnetohydrodynamics
Evolution of Our Solar System

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