科学家在实验室里用高功率激光模拟超新星遗迹和星体形成

根据一项新研究，科学家们近日在实验室里用高功率激光模拟超新星遗迹和星体形成。高功率激光和泡沫球显示了超新星遗迹的爆炸波如何在分子云中触发恒星的形成。

分子云是空间中气体和尘埃的集合。当单独存在时，分子云保持其“和平”的平衡状态。但是，当被一些外部因素（如超新星遗迹）触发时，冲击波可以在气体和尘埃中传播，形成致密物质。到了一定的限度，这些密集的气体和尘埃就会坍塌，开始形成新的恒星。

天文观测缺乏观察这些过程所需的空间分辨率，而数值模拟也无法处理云层和超新星遗迹之间复杂的互动关系。因此，以这种方式触发和形成新的恒星仍然大多笼罩在神秘之中。

在AIP出版社与中国工程物理研究院合作出版的《极端条件下的物质与辐射》杂志上，来自巴黎综合理工学院、柏林自由大学、俄罗斯科学院高温联合研究所、莫斯科工程物理学院、法国原子能和替代能源委员会、牛津大学和大阪大学的研究人员使用高功率激光和一个泡沫球模拟了超新星遗迹和分子云之间的互动。

泡沫球代表了分子云中的一个密集区域。高功率激光器产生了一个爆炸波，这个爆炸波通过周围的气室传播到球里，研究小组在那里用X射线图像观察到压缩。

研究作者 Bruno Albertazzi说：“我们真正在看互动的开始。通过这种方式，你可以看到泡沫的平均密度是否增加，以及你是否会更容易开始形成恒星。”

触发恒星形成的机制在许多尺度上都是有趣的。它们可以影响星系的恒星形成率和演化，有助于解释最大质量恒星的形成，并对我们自己的太阳系产生影响。

“我们的原始分子云，即太阳形成的地方，可能是由超新星遗迹引发的，”作者Albertazzi说。“这个实验为实验室天体物理学开辟了一条新的、有希望的道路，以了解所有这些要点。”

在一些泡沫压缩的同时，一些泡沫也被拉长了。这改变了材料的平均密度，因此在未来，作者将需要考虑拉伸的质量，以真正测量压缩的材料和冲击波对恒星形成的影响。他们计划探索辐射、磁场和湍流的影响。

Albertazzi说：“这第一篇论文实际上是为了证明这个新平台的可能性，开辟了一个可以使用高功率激光器研究的新课题。”

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