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Astrophysics of Magnetically Collimated Jets Generated from Laser-Produced Plasmas

Authors :
Tommaso Vinci
H. Pépin
Olivier Portugall
Julien Fuchs
Andrea Ciardi
B. Albertazzi
Caterina Riconda
Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA)
École normale supérieure - Paris (ENS Paris)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP)
Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
DAM Île-de-France (DAM/DIF)
Direction des Applications Militaires (DAM)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Laboratoire pour l'utilisation des lasers intenses (LULI)
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire national des champs magnétiques intenses - Toulouse (LNCMI-T)
Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])
École normale supérieure - Paris (ENS-PSL)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])
Source :
Physical Review Letters, Physical Review Letters, American Physical Society, 2013, 110, pp.025002. ⟨10.1103/PhysRevLett.110.025002⟩, Physical Review Letters, 2013, 110, pp.025002. ⟨10.1103/PhysRevLett.110.025002⟩
Publication Year :
2013
Publisher :
HAL CCSD, 2013.

Abstract

The generation of astrophysically relevant jets, from magnetically collimated, laser-produced plasmas, is investigated through three-dimensional, magneto-hydrodynamic simulations. We show that for laser intensities I ~ 10^12 - 10^14 W/cm^2, a magnetic field in excess of ~ 0.1 MG, can collimate the plasma plume into a prolate cavity bounded by a shock envelope with a standing conical shock at its tip, which re-collimates the flow into a super magneto-sonic jet beam. This mechanism is equivalent to astrophysical models of hydrodynamic inertial collimation, where an isotropic wind is focused into a jet by a confining circumstellar torus-like envelope. The results suggest an alternative mechanism for a large-scale magnetic field to produce jets from wide-angle winds. (abridged version)<br />Comment: Accepted for publication in Physical Review Letters. 5 pages, 4 figures

Details

Language :
English
ISSN :
00319007 and 10797114
Database :
OpenAIRE
Journal :
Physical Review Letters, Physical Review Letters, American Physical Society, 2013, 110, pp.025002. ⟨10.1103/PhysRevLett.110.025002⟩, Physical Review Letters, 2013, 110, pp.025002. ⟨10.1103/PhysRevLett.110.025002⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....3861829a9d6316675efd867df8107b90