Ведомая Принстоном команда исследователей обнаружила революционный способ произвести высокоэнергетические ударные волны в лаборатории. Равноправный информационный обмен глубоко в ядро Туманности Краба, это изображение Хаббла показывает бьющееся сердце одного из большинства исторических и интенсивно изученных остатков сверхновой звезды, взрывающейся звезды. Нейтронная звезда в самом центре туманности имеет о той же самой массе как Солнце, но сжатый в невероятно плотную сферу, которая является только несколькими милями через. Вращаясь 30 раз в секунду, нейтронная звезда высовывает обнаружимые лучи энергии, которые заставляют его быть похожим, это пульсирует.
Снимок Хаббла сосредоточен на регионе вокруг нейтронной звезды (самые правые из двух ярких звезд около центра этого изображения) и расширение, изодранные, волокнистые обломки, окружающие его. Острое представление Хаббла захватывает запутанные детали пылающего газа, отображенного красным, который формирует циркулирующую смесь впадин и нитей. В этой раковине призрачный синий жар, который является радиацией, испущенной электронами, растущими с почти скоростью света в сильном магнитном поле вокруг сокрушенного звездного ядра. Эта нейтронная звезда – витрина для чрезвычайных физических процессов и невообразимого космического насилия.
Яркие пучки перемещаются внешний от нейтронной звезды с половиной скорости света, чтобы сформировать расширяющееся кольцо. Считается, что эти пучки происходят из ударной волны, которая поворачивает быстродействующий ветер из нейтронной звезды в чрезвычайно энергичные частицы. Кредит изображения: НАСА / ЕКА / Дж.
Хестер, ASU / M. Weisskopf, NASA & MSFC.Всюду по Вселенной сверхзвуковые ударные волны продвигают космические лучи и частицы сверхновой звезды к скоростям около скорости света.
Самые высокоэнергетические из этих астрофизических шоков появляются слишком далеко вне нашей Солнечной системы, которая будет изучена подробно, и долго озадачивали ученых.Шоки ближе для Земли могут диагностироваться космическим кораблем, но они летят слишком быстро, чтобы исследовать формирование волны.Теперь исследователь Принстонского университета доктор Дерек Шэеффер и соавторы произвели первые высокоэнергетические ударные волны в лабораторном урегулировании, открыв дверь в новое понимание этих таинственных процессов.“Мы впервые развивали платформу для изучения очень энергичных шоков с большей гибкостью и контролем, чем возможно с космическим кораблем”, сказал доктор Шэеффер.
“Это позволяет Вам понять эволюцию физических процессов, продолжающихся в ударных волнах”, добавил соавтор доктор Уилл Фокс Лаборатории Физики Плазмы Принстона американского Министерства энергетики (DOE).Чтобы произвести волну, команда использовала лазер, чтобы создать высокоэнергетическую плазму — форма вопроса, состоявшего из атомов, и зарядила атомные частицы — это расширилось в существующую ранее намагниченную плазму.
Взаимодействие создало, в течение нескольких миллиардных частей секунды, намагниченная ударная волна, которая расширилась по ставке больше чем 1 миллиона миль в час, подходящего шоками вне Солнечной системы.Быстрая скорость представляла высокое ‘магнитозвуковое Число Маха’, и волна была ‘collisionless’, подражая шокам, которые появляются в космосе, где частицы должны слишком далеко друг от друга часто сталкиваться.“В дальнейшем лабораторная платформа позволит новые исследования отношений между шоками collisionless и ускорением астрофизических частиц”, сказали авторы.“Дополнения платформы представляют дистанционное зондирование и относящиеся к космическому кораблю наблюдения, и открывает путь к лабораторным исследованиям, которыми управляют, шоков высокого Числа Маха”.
Исследование было издано в выпуске 14 июля 2017 журнала Physical Review Letters.