Astrofizyczna magnetohydrodynamika jest dziedziną badań dotyczących dynamiki zjonizowanego ośrodka gazowego oddziałującego z polami magnetycznymi w różnorodnych obiektach astrofizycznych. Pola magnetyczne odgrywają kluczową rolę w ewolucji planet, gwiazd, dysków galaktycznych oraz akrecyjnych, w których są przyczyną niestabilności magnetohydrodynamicznych i w konsekwencji stanowią źródło turbulencji. W warunkach kosmicznych znacząca część materii znajduje się w stanie zjonizowanym. Prądy płynące w ośrodku zjonizowanym są źródłem pól magnetycznych (prawo Ampere’a), a te z kolei są źródłem siły Lorentza mającej wpływ na dynamikę ośrodka.
Badania prowadzone w Instytucie Astronomii UMK dotyczą procesów generacji kosmicznych pól magnetycznych, badania ich roli w kosmologicznej ewolucji galaktyk oraz badania wczesnych etapów powstawania planet.
Celem tych badań jest między innymi zrozumienie mechanizmów:
- generacji galaktycznych pól magnetycznych z udziałem promieniowania kosmicznego oraz w powiązaniu z dynamiką ośrodka międzygwiazdowego, procesami formowania obłoków międzygwiazdowych oraz procesami powstawania gwiazd.
- oddziaływania promieniowania kosmicznego z ośrodkiem międzygwiazdowym.
- powstawania wiatrów galaktycznych oraz ich wpływu na ewolucję galaktyk.
- powstawania planet w gazowo-pyłowych dyskach protoplanetarnych.
Badania realizowane są metodą symulacji magnetohydrodynamicznych. Ciągły rozwój komputerów oraz technik obliczeniowych sprawia, że rozwój tej dziedziny jest niezwykle szybki. Do rozwiązania pozostają ciągle jeszcze tak fundamentalne problemy jak konstrukcja całościowego modelu galaktyki uwzględniającego złożone procesy oddziaływania gwiazd, gazu międzygwiazdowego, pola magnetycznego, promieniowania kosmicznego oraz elektromagnetycznego i ciemnej materii. Badania te są niezwykle atrakcyjne z naukowego punktu widzenia, ale również stanowią część procesu dydaktycznego, w którym biorą udział studenci i doktoranci.
Najważniejsze publikacje:
- Girichidis P., Naab T., Walch S., Hanasz M. i in. (2016), Launching Cosmic-Ray-driven Outflows from the Magnetized Interstellar Medium, ApJ, 816, L19
- Kulpa-Dybeł K., Nowak N., Otmianowska-Mazur K., Hanasz M. i in. (2015) The effect of supernova rate on the magnetic field evolution in barred galaxies, A&A 575, A93
- Siejkowski H., Otmianowska-Mazur K., Soida M., Bomans D. J., Hanasz M. (2014) 3D global simulations of a cosmic-ray-driven dynamo in dwarf galaxies, A&A 562, 136
- Hanasz M., Lesch H., Naab T., Gawryszczak A., Kowalik K., Wóltański D. (2013) Cosmic Rays Can Drive Strong Outflows from Gas-rich High-redshift Disk Galaxies, ApJ 777, L38
- Kowalik K., Hanasz M., Wóltański D., Gawryszczak G. (2013) Streaming instability in the quasi-global protoplanetary discs, MNRAS 434, 1460
- Hanasz M., Wóltański D., Kowalik K. (2009): Global galactic dynamo driven by cosmic-rays and exploding magnetized stars, ApJ Letters 706, 155
- Hanasz M., Otmianowska-Mazur K., Kowal G., Lesch H. (2009): Cosmic ray driven dynamo in galactic disks. A parameter study, A&A 498, 335
Grupa:
- prof. dr hab. Michał Hanasz
- dr Dominik Wóltański
- mgr Mateusz Ogrodnik