由聯邦理工大學科學家領導的一個研究小組,為揭露我們從月球上觀察到的許多超新星遺跡為何是軸對稱(順著一個軸拉長)而不是球狀的謎題鋪平了公路,其研究成果發表在《天體化學學》期刊上。當一顆大質量星體用盡燃料時,才會發生超新星爆發,形成的巨大爆燃,在周圍的介質中形成沖擊波。那些被稱為超新星殘留物的沖擊波可以延綿數千光年,橫越寬廣的距離。
倘若距離月球足夠近,天文學家其實可以對它們進行取樣研究,但遺憾的是,都太遠了。迄今為止最好的模型預測天體物理學期刊排名,這種超新星爆燃殘留物應當是球對稱的,由于能量是向各個方向拋出。但是,望遠鏡拍攝了許多與我們預期不同的圖象。諸如,被命名為G296.5+10.0的超新星遺跡(目前還不夠有名,不足以給它起一個更吸引人的名子)順著它的垂直軸對稱。
天文學家提出了許多假說來解釋這種觀察結果,但到目前為止,很難對其進行檢驗。米蘭理工大學的研究員PaulMabey和來自牛津學院--(HZDR)的國際合作者,以及美國取代能源和原子能委員會(CEA)在實驗室中以較小的規模,再現了超新星爆燃這三天體化學現象,以解釋這一謎題。為了做到這一點,研究使用了坐落理工大學校園內強激光實驗室(LULI)的高功率脈沖激光器。
再現超新星爆燃
研究還使用了一個形成比月球磁場強約20萬倍的強悍磁場來測試不同假定,發覺當施加這個磁場時,沖擊波會順著一個方向拉長。結果支持在G296.5+10.0附近存在大尺度磁場并是當前形狀緣由的觀點。極端磁場的硬度達到10特斯拉,起源于所謂的亥姆霍茲線圈,該線圈由圣彼得堡強磁場實驗室和HZDR幅射化學研究所的科學家共同開發和建造,形成幾乎均勻的磁場。
線圈由高壓脈沖發生器供電,高壓脈沖發生器也是在HZDR開發,并永久放置在LULI。最重要的是,正是這種奇特儀器的技術發展,使這些極端條件成為可能,否則這種極端條件只能在廣袤的宇宙中找到:它使研究人員才能研究超新星爆燃等現象,或則在實驗室天體化學學中的新應用。天體化學學家如今希望借助目前和未來對超新星遺跡的觀測,確定整個宇宙中磁場的強度和方向。
據悉,研究團隊早已開始計劃在LULI進行未來的實驗,便于在實驗室研究這種天體化學系統。許多超新星遺跡(SNR),如G296.5+10.0呈軸對稱或桶狀,而不是預測的球形天體物理學期刊排名,這樣的形態,之前的研究早已與星體磁場的方向聯系在一起,雖然這一點一直不確定。這種碼率在星際介質中形成磁流體動力學沖擊,改變其化學和物理性質。因為所涉及的空間尺度較小,通過觀測來研究是很困難的。
為了回答這種問題,研究進行了一個規模化的實驗室實驗,在這個實驗中,激光形成的沖擊波在均勻磁場影響下膨脹。爆燃波呈現出一個橢圓形,其長軸與磁場對齊,再現了超新星爆燃場景和及其超新星遺跡形狀。
博科園|研究/來自:亥姆霍茲日本研究中心商會
參考刊物《天體化學學》
DOI:10.3847/1538-4357/
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