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科学家使用激光和泡沫球成功复制太阳系诞生模型

2022-04-14 16:25:44 来源:新浪网

标题:科学家使用激光和泡沫球成功复制太阳系诞生模型

据国外媒体报道,近日,科学家在实验室进行一项特殊实验,他们使用激光和泡沫球复制了引发太阳系诞生的超新星爆炸过程。

通常情况下超新星爆炸会释放气体和灰尘分子云,它们是形成太阳和行星的“构造成分”,如果不受影响,分子云可以永远保持一种安静的平衡状态。受超新星爆炸产生冲击波等外部事件的触发效应,可以产生大量致密物质,坍塌并形成恒星。

依据法国巴黎理工学院研究人员的研究结果,这就是太阳系诞生的初始过程,这些事件从未被观察到,数学模拟也无法衡量其中的复杂性,因此研究人员开始关注使用较普通的工具揭晓其中的谜团。

分子云是形成太阳和行星的基础元素,如果不受影响,能够保持一种安静的平衡状态

研究人员使用一个泡沫球来代表分子云中的稠密区域,同时使用高功率激光器发射冲击波,该冲击波可以穿透气体进入泡沫球,他们通过X射线图像观察这一过程。

几十年以来,太阳系如何诞生一直是天文学领域理论探讨和辩论的主题之一,而这项最新研究将从实验角度开辟一条新途径。法国研究人员的理论出发点是需要某种物质来激发气体云和尘埃,从而形成太阳、地球和其他行星。

当一颗邻近大型恒星发生爆炸,将释放高能粒子冲击波穿过太空,最终这些高能粒子可能会碰撞在平静的星云。这一过程导致灰尘和气体环绕原恒星旋转,从而使原恒星周围逐渐形成行星,而不是坍缩进入太阳形成更大体积的恒星。

目前天文观测不具备足够高的空间分辨率来观察这些过程,数值模拟也无法处理分子云和超新星残骸之间复杂的相互作用。因此,超新星爆炸产生新恒星的过程此前一直是个谜团,目前这项最新研究提供了新的线索,该研究小组使用高能激光和泡沫球模拟了超新星残骸和分子云之间的相互作用,泡沫球代表分子层中一个稠密区域,与未来演变成为太阳的原恒星相对应。

当遭受外部事件触发时,例如:超新星爆炸产生的冲击波,就可以产生大量致密物质,这些物质会坍塌并形成恒星

高功率激光产生的冲击波,代表着超新星爆炸的残骸,通过周围的气体传播到泡沫球中。实验表明,恒星是由超新星爆炸产生的冲击波形成的,该冲击波通过气体和尘埃传播,形成一些致密物质。

这个简单实验将为宇宙演化提供新的线索,研究人员发现在一定的极限条件下,超新星残骸会坍缩成一颗新恒星。

研究报告合著作者布鲁诺·阿尔伯塔齐说:“我们的原始分子云,也就是太阳诞生的区域,很可能是由超新星残骸触发的,它将为天体物理学家在实验室洞察太阳诞生之谜开辟一条新的、颇有前途的道路。”

依据该研究小组的观点,从远古超新星爆炸喷射出来的残余物质,至今仍然可以在古老陨石样本中找到。据悉,该研究小组成员来自德国柏林自由大学、俄罗斯科学院、英国牛津大学和日本大阪大学。

这项研究结论表明我们的太阳系及其行星都是由超新星爆炸喷射物质形成的,超新星爆炸是大质量恒星生命的最后阶段。

阿尔伯塔齐说:“我们开始研究超新星残骸和分子云之间的相互作用,通过最新方法,可以在实验室观察泡沫球的平均密度是否增加,恒星的形成是否会变得更容易。”

这些机制影响了恒星的形成速率和星系演化进程,有助于解释大质量恒星如何形成,以及对太阳系产生怎样的影响。实验结果显示,高功率激光轰击下,泡沫球的泡沫部分被压缩,部分被拉伸,从而改变了泡沫球的平均密度。

超新星是太空中最大的爆炸事件,一颗大质量恒星的压力下降到极限,最终无法抵抗自身引力,迅速发生引力坍缩,恒星在短短几秒钟就会崩溃坍塌,我们将该过程称为超新星爆炸,其爆炸亮度令人难以置信,威力完全可以产生新的原子核。

下一步研究将需要考虑实验过程中泡沫球的拉伸质量,从而更好地分析压缩物质和冲击波对恒星产生的影响。此外,他们还计划探索辐射、磁场和湍流等影响。目前,这项最新研究报告发表在《物质与极端辐射》杂志上。

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