Kosmische stralen zijn geladen subnucleaire deeltjes die dicht bij de lichtsnelheid bewegen, voortdurend op de aarde regent. Deze deeltjes zijn relativistisch, zoals gedefinieerd door de speciale relativiteitstheorie van Albert Einstein, en erin slagen om een ​​magnetisch veld te genereren dat de manier waarop ze in de melkweg bewegen bepaalt.

Gas in het interstellaire medium bestaat uit atomen, meestal waterstof en meestal geïoniseerd, wat betekent dat de protonen en elektronen zijn gescheiden. Terwijl je in dit gas rondloopt, kosmische straling zet de protonen op de achtergrond op gang, die een collectieve plasmagolfbeweging veroorzaakt, vergelijkbaar met de rimpelingen op een meer wanneer je een steen ingooit.

De grote vraag is hoe kosmische stralen hun momentum afzetten in het achtergrondplasma dat het interstellaire medium vormt. In Fysica van plasma's , plasma-astrofysici in Frankrijk beoordelen recente ontwikkelingen op het gebied van het bestuderen van de streaming-instabiliteit veroorzaakt door kosmische straling in astrofysisch en ruimteplasma.

"Kosmische straling kan aspecten van onze melkweg helpen verklaren vanaf de kleinste schalen, zoals protoplanetaire schijven en planeten, op zijn grootste schaal, zoals galactische winden, " zei Alexandre Marcowith, van de Universiteit van Montpellier.

Tot nu, kosmische stralen werden gezien als een beetje uit elkaar binnen de "ecologie" van sterrenstelsels. Maar omdat instabiliteit goed werkt en sterker is dan verwacht rond kosmische stralingsbronnen, zoals supernovaresten en pulsars, deze deeltjes hebben waarschijnlijk veel meer invloed op de galactische dynamiek en de stervormingscyclus dan eerder bekend was.

"Dit is niet echt een verrassing, maar meer een paradigmaverschuiving, " zei Marcowith. "In wetenschap en astrofysica, alles is verbonden."

Van supernova-schokgolven die het interstellaire/intergalactische medium uitzetten, is bekend dat ze kosmische straling versnellen, en omdat kosmische stralen wegstromen, ze kunnen hebben bijgedragen aan het genereren van de magnetische veldzaden die nodig zijn om de werkelijke magnetische veldsterkten die we om ons heen waarnemen te verklaren, ' zei Marcowith.

Nadat de amplitude van een plasmagolf in de loop van de tijd is verminderd of gedempt, zoals die voortkomen uit een steen die in een meer wordt gegooid, het verwarmt het gas van het plasma. In de tussentijd, het helpt kosmische straling te verstrooien.

Om dit te laten gebeuren, de golven hebben golflengten nodig van dezelfde orde als de gyrostraal van de kosmische straling. Kosmische stralen hebben een spiraalvormige (spiraalvormige) beweging rond het magnetische veld, en de straal wordt de Larmor-straal genoemd.

"Stel dat je met een auto op een bochtige weg rijdt. Als de golflengte van dezelfde orde is als je wielmaat, het zal moeilijk zijn om te rijden, ' zei Marcowith.

Kosmische straling wordt sterk verstrooid door deze golven, en de belangrijkste instabiliteit die aan de oorsprong ligt van deze verstoringen (golven) is de stromende instabiliteit die verband houdt met de collectieve stromende beweging van kosmische straling.

"Er zijn verschillende onderzoeksgebieden in de astrofysica die vergelijkbare numerieke technieken gebruiken om de impact van deze streaming-instabiliteit te onderzoeken binnen verschillende astrofysische contexten zoals supernovaresten en jets, "zei Marcowith. "Deze instabiliteit en turbulentie die het creëert, kan de bron zijn van vele astrofysische verschijnselen, en het laat zien hoe kosmische straling een rol speelt in het grote circus van onze Melkweg."