Transporte de campos magnéticos e raios cósmicos no meio interestelar turbulento

Resumo

Turbulência, campos magnéticos e raios cósmicos estão presentes no meio interestelar da Galáxia e estão fortemente conectados através de processos de plasma complexos, como o dínamo turbulento, o espalhamento e a aceleração dos raios cósmicos pela turbulência, a geração de turbulência pelas instabilidades produzidas pelos próprios raios cósmicos. Com efeito, a turbulência pode controlar o transporte dos campos magnéticos e raios cósmicos. O transporte de fluxo magnético em nuvens moleculares é um ingrediente chave para se compreender diferentes processos envolvidos na formação estelar, e o transporte dos raios cósmicos nos entornos dos choques de supernovas é também crítico para se entender como o processo de aceleração dos raios cósmicos galácticos acontece. Mesmo a previsão e a interpretação da radiação produzida pelos raios cósmicos depende da compreensão de como eles são transportados no meio interestelar. Há diversas questões ainda em aberto sobre estes fenômenos astrofísicos. Neste projeto, estudaremos os mecanismos básicos do transporte de fluxos magnéticos em presença de turbulência magnetohidrodinâmica (MHD), e como os raios cósmicos difundindo à frente de um choque podem amplificar os campos magnéticos e influenciar a própria eficiência do confinamento e aceleração destas partículas nesta região. Desenvolveremos experimentos numéricos através de simulações MHD 3D e Particle-in-Cell-MHD 2D para caracterizar quantitativamente os efeitos da turbulência no transporte dos campos magnéticos e partículas.