Взрыв сверхновой сымитировали в лаборатории

Проводимые в лабораторных условиях эксперименты помогут учёным лучше понять процесс смерти звёзд

(фото University of Oxford).

Взрыв сверхновой √ одно из самых ярких событий во Вселенной

(композитное фото, рентген: NASA/CXC/MIT/L. Lopez et al; ИК: Palomar; радио: NSF/NRAO/VLA).

Взрывы сверхновых − одно из самых ярких событий в нашей Вселенной. В прямом смысле. Блеск сверхновой при вспышке увеличивается на десятки звёздных величин в течение нескольких суток, а в максимуме блеска сверхновая сравнима по яркости со всей галактикой, в которой она вспыхнула, и даже может превосходить её. Но теперь учёные могут наблюдать за такими процессами, не используя телескоп: в лаборатории и с помощью лазеров.

Исследователям из Оксфордского университета удалось смоделировать эти необычные звёздные вспышки в уменьшенном виде, чтобы приблизиться к разгадке тайны формы остатков сверхновых.

Теоретически ударные волны взрыва сверхновых должны распространяться равномерно во всех направлениях, формируя сферу практически правильной формы. Во Вселенной можно встретить сферические следы взрывов сверхновых, равномерно распределённые в пространств. Но очень часто встречаются объекты, имеющие неправильную форму и множество завихрений, такие как Кассиопея A.

Чтобы выяснить, почему же эти причудливые формы образуются, британские исследователи и разработали способ воссоздания взрывов сверхновых с помощью лазеров, в 60 тысяч миллиардов раз превышающих по мощности всем хорошо известные лазерные указки.

Благодаря этой технике команда во главе с Джанлукой Грегори (Gianluca Gregori) смогла пронаблюдать за взрывом сверхновой в непосредственной близости от него, а не на расстоянии в тысячи световых лет.

В ходе своих экспериментов исследователи направили лазерные лучи на крошечный угольный стержень (толщиной с прядь волос) и осуществили асимметричный взрыв в ячейке, заполненной газом аргоном.

Проводимые в лабораторных условиях эксперименты помогут учёным лучше понять процесс смерти звёзд
Проводимые в лабораторных условиях эксперименты помогут учёным лучше понять процесс смерти звёзд
(фото University of Oxford).

Лазеры нагрели ячейку до более чем одного миллиона градусов Цельсия. Экстремально высокие температуры заставили угольный стержень взорваться, точно так же как взрывается звезда по типу сверхновой: материал в ходе взрыва начинает интенсивно рассеиваться по окружающему пространству.

Сверхновые могут рождаться двумя способами. В первом случае одна звезда затягивает на себя материал другой соседней звезды. Она становится большой и, как следствие, менее стабильной, в конце концов взрывается.

Второй вариант: окончание жизненного срока звезды. Поскольку ядро звезды постепенно исчерпывает своё топливо, оно начинает впитывать окружающий материал. Ядро становится настолько тяжёлым, что разрушается под воздействием своей собственной силы гравитации и взрывается.

Взрыв сверхновой √ одно из самых ярких событий во Вселенной
Взрыв сверхновой √ одно из самых ярких событий во Вселенной
(композитное фото, рентген: NASA/CXC/MIT/L. Lopez et al; ИК: Palomar; радио: NSF/NRAO/VLA).

Первые версии лабораторной сверхновой не обладали причудливостью остатков Кассиопеи А. Тогда учёные предположили, что распространению ударной волны и газов сверхновой что-то мешает (скорее всего, сгустки межзвёздного газа, расположенные неподалеку от умирающей звезды). В лабораторных условиях они были заменены пластиковой решёткой, которая окружала углеродную "звезду" и блокировала часть тепла от взрыва, создавала турбулентность внутри камеры и мешала звёздным остаткам распространяться по камере, символизировавшей окружающий космос.

"Эксперимент показал: когда ударная волна и поток газов проходили через решётку, они становились крайне неоднородными и турбулентными, как образы остатков Кассиопеи", – комментирует Грегори.

Как оказалось, турбулентность также увеличивает силу магнитных полей, часто встречающихся в остатках сверхновых. Возможно, этот эксперимент также поможет понять, как именно появляются магнитные поля.

Научная статья Грегори и коллег была опубликована в издании Nature Physics.

Также по теме:
Составлена первая трёхмерная модель взрыва сверхновой
Астрономы проследили за ближайшим к Земле взрывом сверхновой
Гравитационная линза в тридцать раз увеличила образ далёкой сверхновой
Взрыв сверхновой в соседней галактике можно будет увидеть в бинокль
Самая далёкая и яркая вспышка сверхновой шокировала астрономов
В остатках сверхновых обнаружены ключевые элементы жизни
Самая далёкая сверхновая поможет в изучении тёмной энергии