El plasma celestial suele encontrarse en un estado físico muy complejo. Esto muestra que generalmente hay una estructura no homogénea: la conductividad eléctrica es mucho menor que el valor calculado por la teoría clásica de la colisión de dos cuerpos, e incluso de repente se vuelve cero, invalidando la imagen de "congelación magnética" en la magnetohidrodinámica debido a la inestabilidad y otros; Por estas razones, la configuración del plasma es incierta. La astrofísica del plasma necesita estudiar dos cuestiones: una es la posibilidad de que varios cuerpos celestes formen un estado turbulento de plasma; la otra es las inferencias que se extraerán de las observaciones astronómicas si el plasma de los cuerpos celestes se encuentra en un estado turbulento. Actualmente no existe una respuesta universal a la primera pregunta, pero los estudios de la magnetosfera de la Tierra y el plasma solar indican que al menos es probable que se produzcan inestabilidades en los plasmas cercanos a la Tierra, con estados del plasma que se desvían ligeramente o incluso insignificantemente del equilibrio termodinámico. conducir a una transición a un régimen de flujo turbulento. La desviación mínima del equilibrio térmico necesaria para producir inestabilidad se denomina umbral de inestabilidad. Los estudios del medio interestelar, el viento solar, la corona, las regiones exteriores de los cuásares y las regiones de radiación de los púlsares han demostrado que en estos objetos es posible alcanzar un umbral de inestabilidad y formar un estado de plasma turbulento. En cuanto a la segunda pregunta, el estado turbulento del plasma celeste cambiará inevitablemente en gran medida la interpretación tradicional de las observaciones astrofísicas. Por ejemplo. Las partículas rápidas del turbulento plasma celeste ampliarán las líneas espectrales, cambiarán el grado de ionización del plasma celeste, calentarán el plasma, convertirán su energía cinética turbulenta en energía de radiación electromagnética, etc.
El estado físico de la astrofísica del plasma.
La astrofísica del plasma estudia principalmente diversos procesos físicos inestables en los plasmas celestes. En el plasma celeste, la colisión entre dos objetos no es la principal forma de interacción entre partículas. Lo que es más importante es la interacción colectiva entre partículas cargadas (electrones e iones), que pueden provocar diversas vibraciones y ondas. Varias formas de ondas de plasma pueden considerarse cuasipartículas, llamadas plasmones. Debido a la inestabilidad, el plasma se encuentra en un estado turbulento. En condiciones turbulentas, a menudo se producen fuertes interacciones no lineales entre diversas formas de fluctuaciones en el plasma, lo que conduce a una redistribución de energía en el espectro. Esta acción a menudo se denomina acción de onda-ola. Además, la interacción entre ondas y partículas cargadas puede ser más eficiente, acelerando así las partículas (ver aceleración de la turbulencia del plasma) y cambiando las características del espectro de radiación. Este efecto a menudo se denomina interacción onda-partícula. Por lo tanto, algunas personas han propuesto que el plasma celeste debería estar compuesto principalmente por tres componentes que interactúan: electrones, iones y plasma (en algunos cuerpos celestes se debería añadir un componente, a saber, partículas neutras). La tarea de la astrofísica del plasma moderna es explorar y estudiar las leyes físicas de la interacción de los tres componentes básicos mencionados anteriormente en diversas condiciones astrofísicas posibles.