為了研究恆星的死亡機制,這群科學家在地球上模擬出微型超新星

姿勢分子knowledge 發佈 2020-06-15T11:48:07+00:00

如果聽說科學家在地球上利用大型粒子對撞機模擬黑洞,請不要意外。他們不僅在模擬黑洞,還試圖在地球上造出「超新星」,而且還成功了…

如果聽說科學家在地球上利用大型粒子對撞機模擬黑洞,請不要意外。他們不僅在模擬黑洞,還試圖在地球上造出「超新星」,而且還成功了……

超新星爆發是宇宙中最劇烈的天體活動之一,當黃矮星或者更大的恆星進入演化末期後,就會通過這種方式結束自己的生命。

對於天文學家來說,超新星爆發是進行天文觀測的好機會。但是,這種事又是可遇而不可求,沒有人能夠預知哪顆恆星會爆發,有些超新星在爆發之前,我們根本看不見。在它們爆發的時候,我們也很難第一時間就發現並觀測,因此很多重要的信息都會被我們錯過。

我們已經知道,超新星的殘骸是一個宇宙級別的粒子加速器。超新星在爆發之後,內核開始探索,外殼則向外膨脹,同時釋放出海量的等離子體,形成強大的衝擊波。本質上來講,這種衝擊波和超音速飛機產生的音爆比較類似。包括電子在內的大量亞原子粒子形成可怕的宇宙射線,以接近光速的速度釋放到宇宙中。科學家告訴我們:如果能夠親眼看到這樣恐怖的畫面,那就會發現太空中有一塊形成了一個明亮的氣泡,十分詭異。

雖然理論上說得言之鑿鑿,但我們從沒有真正看見過。這些超新星實在是太遠了,動輒幾十萬光年,甚至數億光年以外,我們只能通過先進的望遠鏡進行觀測。但是,即便是這樣先進的望遠鏡,仍然不可能對其中的亞原子粒子進行成像。因此,超新星爆發的過程中,仍然有許多問題懸而未決。

不過最近,來自史丹福大學SLAC國家加速器實驗室的科學家們,就在地球上模擬出了超新星的衝擊波。當然,你完全不用擔心自己會被炸死,因為這種模擬的衝擊波能量遠遠不足以造成破壞,就像科學家們製造的微小黑洞也不足為據一樣。不過,儘管威力非常小,科學家們仍然可以從中獲得大量的信息,破解超新星的謎題。

「在宇宙中許多的衝擊過程中,其衝擊結構的細節都難以被直接破解,這給我們研究其噴射機制提出了巨大的挑戰。」SLAC的高級職員科學家Frederico Fiuza說。所以,他和他的團隊將「戰場」轉移到地球,在極小的程度上仿造出超新星的爆發,那就是利用粒子加速器釋放電子,模擬超新星爆發時噴射電子的過程,藉此了解超新星的亞原子粒子衝擊波。

但是,同樣來自SLAC的聯合作者安娜·格拉西Anna Grassi指出:「即使是通過實驗,我們也無法觀察到粒子獲

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