Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Các kỹ sư đã mô phỏng áp suất nghiền tạo ra khi các ngôi sao lùn trắng ngừng sản xuất nhiên liệu của riêng mình, chỉ để lại một lõi cực kỳ dày đặc. Kết quả bổ sung thêm bằng chứng ngày càng tăng về sự tiến hóa của các vật thể vật lý thiên văn – và các phương pháp tiếp cận khả thi để tạo ra các vật liệu mới trong các phòng thí nghiệm trên Trái đất.
Lần đầu tiên, các nhà nghiên cứu đã tìm ra cách mô tả điều kiện nằm sâu trong vùng đối lưu của các ngôi sao “sao lùn trắng”, nơi có một số tập hợp vật chất dày đặc nhất trong Vũ trụ.
Trong một dự án được thực hiện tại Cơ sở Đánh lửa Quốc gia tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Livermore, nhóm nghiên cứu bao gồm cả giáo sư kỹ thuật Gilbert (Rip) Collins của Đại học Rochester đã mô phỏng áp suất nghiền tạo ra khi các ngôi sao ngừng sản xuất nhiên liệu của riêng mình, chỉ để lại một cốt lõi.
“Đây là lần đầu tiên chúng tôi có thể khóa một phương trình trạng thái, mô tả hành vi của vật chất là bản chất của các ngôi sao lùn trắng, đặc biệt là chế độ của một phần sao lùn trắng nơi xảy ra các dao động đặc biệt khó” – Collins, người từng là đồng tác giả cho bài báo đăng trên tạp chí Nature của nhóm chia sẻ.
Collins là giám đốc khoa học, công nghệ và học thuật tại Phòng thí nghiệm Công suất Laser và là Giáo sư Cơ khí Tracy Hyde Harris và là giáo sư Khoa Vật lý và Thiên văn học.
Các kết quả này rất quan trọng vì chúng bổ sung vào cơ thể ngày càng tăng bằng chứng được các nhà nghiên cứu mật độ năng lượng cao thu thập về sự hình thành và tiến hóa của các hành tinh, ngôi sao và các thiên thể vật lý khác, từ đó có thể gợi ý các phương pháp tiếp cận khả thi để tạo ra các vật liệu mới trong phòng thí nghiệm trên trái đất.
Collins cho biết: “Nhiều thập kỷ trước, các cuộc thử nghiệm hạt nhân dưới lòng đất đã thực hiện một vài phép đo trong một chế độ tương tự, nhưng giờ đây chúng tôi có thể thực hiện điều này với mức độ chính xác và độ chính xác cao hơn nhiều”.
Sóng xung kích hội tụ bên trong
Các ngôi sao lùn trắng đôi khi được gọi là “xác sao” trong văn học phổ thông, là những ngôi sao giống như mặt trời của chúng ta trở thành sau khi chúng cạn kiệt nhiên liệu hạt nhân và trục xuất hầu hết vật chất bên ngoài của chúng. Theo thông tin từ Trung tâm Chuyến bay Vũ trụ Goddard của NASA, quá trình này để lại một lõi nóng lạnh đi trong vòng một tỷ năm tới. Một ngôi sao lùn trắng có kích thước bằng Trái đất, dày gấp 200.000 lần.
Mật độ đạt được khi ngôi sao không còn có thể tạo ra áp suất bên trong, hướng ra bên ngoài, bởi vì quá trình tổng hợp đã ngừng. Khi điều đó xảy ra, lực hấp dẫn nén chặt vật chất của ngôi sao vào trong cho đến khi các electron cấu tạo nên các nguyên tử của ngôi sao lùn bị đập vào nhau. Một phân tích gần đây đã gợi ý rằng các ngôi sao lùn trắng là một nguồn carbon quan trọng được tìm thấy trong các thiên hà.
Để nghiên cứu quá trình này, các nhà nghiên cứu đã bắn tia laze nanomet vào một hohlraum – một hình trụ nhỏ bằng vàng – tắm một mẫu hình cầu 1 mm của hợp chất gốc cacbon được gọi là CH (metylidyne) trong bức xạ tia X được làm nóng đến gần 3,5 triệu độ , ở áp suất từ 100 đến 450 triệu atm.
Các thí nghiệm được mô tả trong bài báo mô phỏng những gì xảy ra trong các ngôi sao lùn trắng DQ nóng, được phát hiện lần đầu tiên vào năm 2007, chứa lõi carbon và oxy được bao quanh bởi một lớp bao, hoặc bầu khí quyển, chủ yếu là carbon. Các nhà nghiên cứu tập trung đặc biệt vào việc tái tạo các chế độ áp suất cao xảy ra trong một khu vực dao động xung mà những nỗ lực trước đây để mô hình hóa hành vi của vật chất đã tạo ra kết quả không nhất quán.
Bài báo mô tả cách bồn tắm bức xạ tia X trong hohlraum bị hấp thụ bởi một vùng bên ngoài (phần mài mòn) của mẫu nhiên liệu hình cầu, vùng này nóng lên và nở ra, phóng ra các sóng xung kích hội tụ từ bên trong về phía tâm hình cầu. Các cú sốc tập hợp lại thành một cú sốc mạnh duy nhất, di chuyển với tốc độ từ 150 đến 220 km / giây và xuyên qua mẫu trong khoảng 9 nano giây.
Nguồn truyện:
Tài liệu do Đại học Rochester cung cấp . Bản gốc do Bob Marcotte viết. Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa về kiểu dáng và độ dài.
Tham khảo Tạp chí :