Дослідники створили мініатюрну версію ударних хвиль наднових в лабораторних умовах, щоб розгадати давню таємницю космосу.
Коли зірки вмирають і стають надновими, вони створюють ударні хвилі, які викидають високоенергетичні частинки у Всесвіт. Хвилі діють майже як прискорювачі, виштовхуючи частки так сильно, що їх швидкість наближається до швидкості світла. Однак вченим ще тільки належить зрозуміти, як саме і чому ударні хвилі прискорюють частинки.
«Це захоплюючі системи, але через віддаленість їх важко вивчати», – каже старший науковий співробітник Національної прискорювальної лабораторії SLAC (SLAC National Accelerator Laboratory) при Міністерстві енергетики Фредеріко Фьюз, який очолював дослідження.
Щоб краще вивчити космічні ударні хвилі, вчені відтворили їх на Землі.
Фьюз і його колеги працювали над створенням швидкої дифузійної ударної хвилі, яка могла б імітувати хвилю наднової. Дослідники «стріляли» потужними лазерами в вуглецеві листи, щоб створити два плазмових потоки, спрямованих один на одного. Згідно із заявою, коли плазмові потоки стикалися, вони створювали ударну хвилю «подібну до наднової». Під час експеріменту спостереження проводилися за допомогою оптичних і рентгенівських технологій.
- Orbital Science спроектує житловий модуль для навколомісячної станції
- Ультра-яскравий пульсар прокидається поруч з Чумацьким шляхом після 26-річного сну
Вчені підтвердили, що удар здатний прискорювати електрони майже до швидкості світла. Однак залишається загадкою, як саме це відбувається, що спонукало дослідників перейти до комп’ютерного моделювання. «Ми не можемо бачити деталі того, як частинки отримують енергію навіть в експериментах, не кажучи вже про астрофізичнi спостереження. Тепер прийшов час симуляції», – сказала співавтор нового дослідження Анна Грассі.
Комп’ютерні моделі, створені Грассі, виявили можливе пояснення: прискорювати електрони до зазначених швидкостей можуть турбулентні електромагнітні поля всередині ударної хвилі.