年輕恒星噴發出威力無比的離子束，強磁場效應激發了恒星的大噴發。一支國際科學團隊使用了激光和強磁場技術，在實驗室內模擬了天體物

年輕恒星噴發出威力無比的離子束，強磁場效應激發了恒星的大噴發。一支國際科學團隊使用了激光和強磁場技術，在實驗室內模擬了天體物理的噴流現象，首次驗證了天體噴流的物理機制。天體物理現象的噴流在太空中展示了瑰麗而奇特的景象，從黑洞、類星體和原恒星的中心噴發出晶瑩透亮的輻射物質，好似宇宙的“超級探照燈”，在太空中綿延了數光年的長度。國際科學團隊以德國科學家為主，他們第一次通過實驗模擬的手段成功地再現了天體噴射現象，年輕恒星如何形成了噴流輻射？實驗結果顯示，強磁場在其中發揮了關鍵作用。

德國德累斯頓——羅森多夫·赫爾姆霍茨研究中心（HZDR的科學家將噴流項目的研究成果發表在《科學》雜志，不僅解釋了天體噴射的物理機制，而且相關的研究成果可用于對癌癥病人的放射性治療。天體噴流的發生與在特定空間形成的旋轉性物質碟盤有關，從旋轉碟盤的中心爆發出細薄而緊湊的直線型光束噴流。碟盤中心的輻射型光束噴流和旋轉碟盤的組合體好似“宇宙的陀螺”。天文學家對恒星的形成過程進行了觀測，他們早已發現了星系的圓盤結構，從星系圓盤的中心發出了細薄的光束噴流，一直以來，科學家對其中的機理感到束手無策。

天體噴流的發生機制似乎逃避了科學家的認知范圍，HZDR和歐、美、亞洲國家的科研人員展開了共同合作，國際科學團隊在法國激光應用實驗室（LULI）成功地模擬了天體噴流現象，他們用強激光照射了一塊特制的塑料樣品，在“激光靶子”樣品中運動的電子在高能光子的激發下產生了集聚效應，固體的塑料樣品在激光束的照射下變成了導電的等離子體，HZDR輻射物理研究所的主任托馬斯·考恩教授解釋說，應用激光技術制成了等離子體，這是通過實驗手段解決問題的第一步。

由電子和離子組成的小規模云狀物快速地擴散，好似年輕恒星在形成的過程中集聚了大量熱物質，在實驗室的環境模擬了微型版本的年輕恒星，實驗方法有一個特別之處，等離子體暴露在非常強大的脈沖磁場中，目的是檢驗等離子體在強磁場中的物理效應。研究人員感到了驚訝，處在強大磁場的等離子體各向分散，在集聚的過程中形成了中心空虛的聚合體，最終產生了向外噴發的激波，形成了十分細薄而緊湊的光束噴流。在對實驗條件參數分析的基礎上，他們將實驗結果推廣到對宇宙噴流現象的解釋。

光束噴流持續了短暫的20納秒或十億分之一秒，拿一雙蒼蠅翅膀的拍打節奏進行對比，蒼蠅翅膀一次的拍打時間超過了光束噴流發生時間的10萬倍。在實驗室的環境制成了等離子體結構，模擬了大約6歲恒星發射的噴流。實驗模型的可靠性得到了天文觀測的檢驗。從過去20年太空望遠鏡收集的數據來看，天體噴流現象與實驗模擬的結果相符。通過X—射線望遠鏡對天體噴流進行了觀測，這與在實驗環境形成的等離子體噴射光束有相似性。噴流的實驗模型第一次幫助科學家對天體噴流現象進行了合理解釋。

實驗模型考慮了單一的磁場因素，科研人員在之前的研究中分析了天體結構旋轉的因素，年輕恒星的旋轉影響了噴流的形成。在實驗室制成的等離子聚合體噴流有助于在物理醫學等工程物理領域的應用和創新。受益于強脈沖磁場實驗的成果，科研人員研制了質子束發射的醫療設備，在醫用放射性治療的領域應用了特別細薄的質子束，為癌癥患者帶來了福音，德國HZDR的博士研究生弗洛萊恩·克羅爾主要負責輻射醫學物理的研究。在實驗室制備強大的脈沖磁場，科研人員在德累斯頓高強磁場實驗室設計、開發了特別用途的脈沖發生器。

高強磁場實驗室的負責人托馬斯·赫曼斯多夫解釋說，合作團隊研發了特別類型的脈沖發生器，法國科學家將強大磁場安置在一個小而封閉的實驗室，發生器的尺寸相當于一個衣柜，磁場電流達到了300千安培。一個衣柜大小的實驗設備十分緊湊，在技術上形成了真正的挑戰。電子工程師設計了富有創造力的解決方案，他們研制的脈沖發生器不限于在實驗室的使用，而是廣泛地應用在工業和醫療領域。脈沖發生器安置在巴黎附近的帕萊索激光實驗室。德累斯頓研究所和法國以及其它國家的科研人員在進一步的合作中共同探索天體噴流現象的物理機制。

（編譯：2014-10-22）