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透過小型實驗模擬大質量恆星爆炸﹐釐清電腦模型中的基本假設
當恆星在生命盡頭發生爆炸﹐構成核心的元素會擴散至廣袤的太空。這就產生了由氣體和塵埃組成的驚人畫面﹐也就是所謂的「超新星殘骸」﹐其結構長期困擾著研究人員。但是銀河系中一個世紀只發生一或兩次超新星事件﹐而且通常沒有預兆﹐因此很難研究超新星最初的形成時刻。研究人員已經藉由模擬來建立這些事件的模型﹐受限於計算能力﹐他們需要對更精細的環節提出假設。
美國喬治亞理工學院的研究人員希望透過一項新實驗來改變這一點﹐以研究超新星中的氣體混合方式﹐從而確認並協助修正先前的模擬。他們有個稱為「超新星披薩」的楔形器具﹐頂部約1.2公尺寬﹐大概是兩扇門的厚度﹐裡面裝有兩種分離的惰性氣體﹔此器具的形狀使其可以重建太空中圓柱體或球體切片中可能發生的動力學。
這組團隊在楔形點上引爆商用雷管﹐模擬超新星中心的狀態﹐此時爆炸波會把兩種氣體混合。高速照相機每隔0.1毫秒拍攝一次爆炸過程﹐這些影像呈現出超新星爆炸後一小時內的狀態。這組團隊觀察到﹐兩種氣體混合路徑上的微小擾動﹐經爆炸波的推拉作用而擴散﹐形成了蘑菇狀的擾動並迅速增大。這些蜷曲的氣體會產生紊流﹐最終形成低密度氣泡以及長形的高密度波峰。如果波峰拉長得夠快就會破裂﹐速度像子彈一樣飛快並刺穿好幾層氣體。
從超新星爆炸深處向外散逸的重元素﹐展現出的形態與那些波峰相似﹐研究人員深感困惑。未參與這項研究的加州卡內基天文台超新星理論學者皮羅(Anthony Piro)說﹕「我們看到的這些現象﹐究竟是爆炸所產生的不對稱﹖或是由紊流所導致﹖目前還不清楚。」皮羅評論﹐這項新研究說明了紊流可能的影響強度﹐不過仍需進一步確認以了解模型的局限。
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