北京時間 4 月 14 日消息，據(jù)國外媒體報道，近日，科學(xué)家在實驗室進行一項特殊實驗，他們使用激光和泡沫球復(fù)制了引發(fā)太陽系誕生的超新星爆炸過程。
▲ 新星爆炸通過激發(fā)氣體和灰塵云形成，從而促進太陽系誕生，目前，科學(xué)家在實驗室通過激光和泡沫球重現(xiàn)這一過程
通常情況下超新星爆炸會釋放氣體和灰塵分子云，它們是形成太陽和行星的“構(gòu)造成分”，如果不受影響，分子云可以永遠保持一種安靜的平衡狀態(tài)。受超新星爆炸產(chǎn)生沖擊波等外部事件的觸發(fā)效應(yīng)，可以產(chǎn)生大量致密物質(zhì)，坍塌并形成恒星。
依據(jù)法國巴黎理工學(xué)院研究人員的研究結(jié)果，這就是太陽系誕生的初始過程，這些事件從未被觀察到，數(shù)學(xué)模擬也無法衡量其中的復(fù)雜性，因此研究人員開始關(guān)注使用較普通的工具揭曉其中的謎團。
▲ 分子云是形成太陽和行星的基礎(chǔ)元素，如果不受影響，能夠保持一種安靜的平衡狀態(tài)
研究人員使用一個泡沫球來代表分子云中的稠密區(qū)域，同時使用高功率激光器發(fā)射沖擊波，該沖擊波可以穿透氣體進入泡沫球，他們通過 X 射線圖像觀察這一過程。
幾十年以來，太陽系如何誕生一直是天文學(xué)領(lǐng)域理論探討和辯論的主題之一，而這項最新研究將從實驗角度開辟一條新途徑。法國研究人員的理論出發(fā)點是需要某種物質(zhì)來激發(fā)氣體云和塵埃，從而形成太陽、地球和其他行星。
當(dāng)一顆鄰近大型恒星發(fā)生爆炸，將釋放高能粒子沖擊波穿過太空，最終這些高能粒子可能會碰撞在平靜的星云。這一過程導(dǎo)致灰塵和氣體環(huán)繞原恒星（分子層中灰塵和氣體密集區(qū)域）旋轉(zhuǎn)，從而使原恒星周圍逐漸形成行星，而不是坍縮進入太陽形成更大體積的恒星。
目前天文觀測不具備足夠高的空間分辨率來觀察這些過程，數(shù)值模擬也無法處理分子云和超新星殘骸之間復(fù)雜的相互作用。因此，超新星爆炸產(chǎn)生新恒星的過程此前一直是個謎團，目前這項最新研究提供了新的線索，該研究小組使用高能激光和泡沫球模擬了超新星殘骸和分子云之間的相互作用，泡沫球代表分子層中一個稠密區(qū)域，與未來演變成為太陽的原恒星相對應(yīng)。
▲ 當(dāng)遭受外部事件觸發(fā)時，例如：超新星爆炸產(chǎn)生的沖擊波，就可以產(chǎn)生大量致密物質(zhì)，這些物質(zhì)會坍塌并形成恒星
高功率激光產(chǎn)生的沖擊波，代表著超新星爆炸的殘骸，通過周圍的氣體傳播到泡沫球中。實驗表明，恒星是由超新星爆炸產(chǎn)生的沖擊波形成的，該沖擊波通過氣體和塵埃傳播，形成一些致密物質(zhì)。
這個簡單實驗將為宇宙演化提供新的線索，研究人員發(fā)現(xiàn)在一定的極限條件下，超新星殘骸會坍縮成一顆新恒星。
研究報告合著作者布魯諾?阿爾伯塔齊（Bruno Albertazzi）說：“我們的原始分子云，也就是太陽誕生的區(qū)域，很可能是由超新星殘骸觸發(fā)的，它將為天體物理學(xué)家在實驗室洞察太陽誕生之謎開辟一條新的、頗有前途的道路?！?/p>
依據(jù)該研究小組的觀點，從遠古超新星爆炸噴射出來的殘余物質(zhì)，至今仍然可以在古老隕石樣本中找到。據(jù)悉，該研究小組成員來自德國柏林自由大學(xué)、俄羅斯科學(xué)院、英國牛津大學(xué)和日本大阪大學(xué)。
這項研究結(jié)論表明我們的太陽系及其行星都是由超新星爆炸噴射物質(zhì)形成的，超新星爆炸是大質(zhì)量恒星生命的最后階段。
阿爾伯塔齊說：“我們開始研究超新星殘骸和分子云之間的相互作用，通過最新方法，可以在實驗室觀察泡沫球的平均密度是否增加，恒星的形成是否會變得更容易?！?/p>
這些機制影響了恒星的形成速率和星系演化進程，有助于解釋大質(zhì)量恒星如何形成，以及對太陽系產(chǎn)生怎樣的影響。實驗結(jié)果顯示，高功率激光轟擊下，泡沫球的泡沫部分被壓縮，部分被拉伸，從而改變了泡沫球的平均密度。
超新星是太空中最大的爆炸事件，一顆大質(zhì)量恒星的壓力下降到極限，最終無法抵抗自身引力，迅速發(fā)生引力坍縮，恒星在短短幾秒鐘就會崩潰坍塌，我們將該過程稱為超新星爆炸，其爆炸亮度令人難以置信，威力完全可以產(chǎn)生新的原子核。
下一步研究將需要考慮實驗過程中泡沫球的拉伸質(zhì)量，從而更好地分析壓縮物質(zhì)和沖擊波對恒星產(chǎn)生的影響。此外，他們還計劃探索輻射、磁場和湍流等影響。目前，這項最新研究報告發(fā)表在《物質(zhì)與極端輻射》雜志上。
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