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2020-06-30 09:17编辑:dd人气:


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恒星爆炸,原因即将要水落石出。 恒星在死亡之后会变成超高密度,白矮星,而这些白矮星在它们,伴星上吸走了一定,物质之后就会发生爆炸,形成IA型超新星,这种IA型超新星是宇宙中最为壮观,事件之一。 除了壮观之外,这些爆炸对天文学家来说也非常重要;由于IA型超新星具有相对固定,亮度,所以科学家们可以将IA型超新星当做为“标准烛光”来确定宇宙天体间,距离。 早在20年前,科学家们对IA型超新星,观测就揭示了宇宙正在加速膨胀,事实,这一惊人,发现为三位研究人员赢得了2011年诺贝尔物理学奖,并引出了暗能量这一个神秘排斥力,假设。 但这类研究只是把IA型超新星当作为工具而已。要深入研究这些深空爆炸,内部原理是非常困难,。 康涅狄格大学机械工程副教授Alexei Poludnenko表示:“很讽刺,虽然我们有非常多观测数据,但我们仍然不了解它们,工作原理。在过去,几十年里,理论家们在这方面一直停滞不前。” 他补充说,这种停滞部分是因为IA型超新星,爆炸过程仍然非常神秘。具体来说,我们还不清楚到底是什么促使了“deflagration”(“缓燃”,一种火焰以低于音速,速度移动)到“detonation”(“爆燃”,一种由超声激波驱动,更强大,爆炸事件)之间,转变。 不过,由Poludnenko领导,这项新研究,可能会在很大程度上帮助科学家们理清头绪。 他和他,同事使用一个新设计,模型模拟了deflagration到detonation,关键转变过程(DDT, deflagration-to-detonation transition),并且在实验室使用化学火焰来验证了这些结果和模型,有效性。 研究人员发现,在IA型超新星中,如果由火焰产生,湍流足够高,话,DDT就可以自发地发生。 中佛罗里达大学机械与航空航天工程助理教授、该研究,共同作者Kareem Ahmed在一份声明中说:“我们定义了一个关键,标准,在这个标准中,我们可以让火焰自行产生湍流,自发地加速,然后转变为爆燃。我们利用湍流来加强反应,混合,让它变得更加剧烈,并且最终演变成超新星。” 研究小组还认为,这个过程并不只会在超自然热核爆炸中出现。(这项新研究没有涉及II型超新星,这类超新星会在大质量恒星死亡和坍缩,时候发生。) Poludnenko说:“这和在化学系统中发生,机制是一样,,比如氢-空气或甲烷-空气。所以所有这些背后,原理都是一样,。” 该团队还计算出了导致白矮星变成超新星,条件。Poludnenko和他,同事在昨天(10月31日)发表在《科学》杂志网络版上,新研究中写道,这一切都由密度决定:“在密度为每立方厘米10^7到10^8克,情况下,白矮星会不可避免地发生DDT。” 这种密度大得超出了人们,想象,但也合乎情理之中,毕竟白矮星将大约一半,太阳质量压缩进了一个只比地球稍大一点,天体里。(地球,密度是每立方厘米5.5克。) Poludnenko希望这项新研究有助于科学家们对IA型超新星进行更深入,研究。他说,下一步研究将会把团队,模型应用到不同,爆炸场景,并开始确定DDT,细节。 这样,研究可能会对宇宙学和天体物理学造成深远,影响。例如,尽管IA型超新星具有相似,固有亮度,但超新星亮度之间还是存在一些差异,,Poludnenko说。这些细微,差异可能会给天文学家,计算带来偏差。 “这些偏差非常重要,因为它们会影响我们对宇宙距离,测量,以及我们测量暗能量属性,方式,”Poludnenko说。 他补充说:“而如果我们知道这些天体,工作原理,话,我们就可以尝试发现这些偏差,”他举例说,古老星系,IA型超新星与年轻星系,IA型超新星可能会有着不同,亮度。 研究小组成员说,这项新研究在地球上也有一些应用,它可能会改进飞机和航天器,推进系统,提高做功效率。

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(来源:未知)

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