Вчені створили мініатюрні наднові на Землі

Опубликованно 12.06.2020 05:30

Коли зірки вмирають і вибухають у наднових, вони створюють ударні хвилі, які поширюються через навколишнє плазму. Ці потужні ударні хвилі викидають космічні промені або високоенергетичні частинки у Всесвіт. Хвилі діють майже як прискорювачі частинок, виштовхуючи ці частинки так швидко, що вони наближаються до швидкості світла. Однак вченим ще належить повністю зрозуміти, як саме і чому ударні хвилі прискорюють ці частинки.

"Це захоплюючі системи, але з-за того, що вони так далеко, їх важко вивчати", - йдеться в заяві Фредеріко Фьюзы, старшого наукового співробітника Національної прискорювальної лабораторії SLAC при Міністерстві енергетики, який очолював нове дослідження.

Отже, щоб краще вивчити ці космічні ударні хвилі, вчені привезли їх на Землю. Ну, не буквально, але дослідники створили зменшену версію залишків наднових. "Ми не намагаємося створити залишки наднових в лабораторії, але ми можемо більше дізнатися про фізику астрофізичних потрясінь і перевірити моделі", - сказала Фьюза в заяві.

Фьюза і його колеги працювали над створенням швидкої дифузної ударної хвилі, яка могла б імітувати удари, які слідують за наднової. Вчені працювали в Національному інституті запалювання, в Департаменті енергетики в Ліверморської національної лабораторії ім. Лоуренса в Каліфорнії. На цьому об'єкті дослідники стріляли потужними лазерами у вуглецеві листи, щоб створити два плазмових потоку, спрямованих один на одного. Згідно із заявою, коли плазмові потоки стикалися, вони створювали ударну хвилю "в умовах, подібних до удару залишку наднової". Вчені спостерігали за експериментом, використовуючи як оптичні, так і рентгенівські технології.

Вивчаючи мініатюрний аналог космічного явища тут, на Землі, дослідники підтвердили, що удар здатний прискорювати електрони майже до швидкості світла. Проте залишається загадкою, як саме ці електрони досягли таких швидкостей, що спонукало вчених перейти до комп'ютерного моделювання.

"Ми не можемо бачити деталі того, як частинки отримують свою енергію навіть в експериментах, не кажучи вже про астрофізичних спостереженнях, і саме тут симуляції дійсно вступають в гру", - говорить Ганна Грассі, співавтор нового дослідження в SLAC, говориться в тому ж заяві.

Тепер, поки космічна загадка прискорених частинок ударної хвилі залишається, комп'ютерні моделі, створені Грассі, виявили одне можливе рішення. Згідно з цими моделями, розробленими Грассі, турбулентні електромагнітні поля всередині ударної хвилі можуть прискорювати електрони до спостережуваних швидкостей.

Фиуза, Грассі і їх колеги продовжать дослідити рентгенівські промені, що випускаються прискореними електронами, і відточити комп'ютерне моделювання, йдеться в заяві. Інші майбутні дослідження будуть вивчати позитивно заряджені протони, в додаток до електронам, вивченим у цій роботі, зруйнованих ударною хвилею.

Нагадаємо, раніше повідомлялося, що вчені відтворили вибух наднової у вигляді візуалізації.

Хочете знати важливі та актуальні новини раніше за всіх? Підписуйтесь на Bigmir)net на Facebook і Telegram.

Категория: Технологии