Die Supernova-Explosion, die die Geburt des Sonnensystems durch Anregung einer Gas- und Staubwolke auslöste, wurde in einem Labor mit einem Laser und einer Schaumkugel nachgebildet.
Molekülwolken, wie diejenige, die die Bausteine enthielt, die zur Sonne und den Planeten führten, können für immer in einem Zustand friedlichen Gleichgewichts bleiben, wenn sie in Ruhe gelassen werden.
Wenn es durch ein externes Ereignis ausgelöst wird, wie eine Schockwelle, die von einer Supernova-Explosion gesendet wird, kann es Taschen aus dichtem Material erzeugen, die zusammenbrechen und einen Stern bilden.
Das ist laut Forschern des Polytechnischen Instituts von Paris in Frankreich im Fall des Sonnensystems passiert. Diese Ereignisse wurden nie beobachtet, und mathematische Simulationen können die damit verbundene Komplexität nicht messen, also wandte sich das Team profaneren Werkzeugen zu.
Sie verwendeten eine Schaumkugel, um einen dichten Bereich innerhalb einer Molekülwolke darzustellen, und einen Hochleistungslaser, um eine Druckwelle zu senden, die sich durch eine Gaskammer und dann in die Kugel ausbreiten kann – und beobachteten den Prozess mithilfe von Röntgenbildern.
Die Supernova-Explosion, die die Geburt des Sonnensystems durch Anregung einer Gas- und Staubwolke auslöste, wurde in einem Labor mit einem Laser und einer Schaumkugel nachgebildet. Bild einer Bildagentur
Die genauen Ursprünge des Sonnensystems sind seit Jahrzehnten Gegenstand von Debatten, Theorien und Diskussionen, und die neue Studie könnte einen neuen Weg zum Experimentieren eröffnen.
Das französische Team ging von der Idee aus, dass etwas erforderlich gewesen wäre, um die Gas- und Staubwolke anzuregen, die zur Sonne, zur Erde und zu anderen Planeten führte.
Ein nahe gelegener Riesenstern explodierte und schickte Schockwellen hochenergetischer Partikel durch den Weltraum, die in unsere ansonsten friedliche Wolke gestürzt wären.
Der Prozess führte dazu, dass Staub und Gas, die den Protostern umgaben, ein dichtes Gebiet aus Staub und Gas innerhalb der Wolke, sich drehten, wodurch sich Planeten um den Stern herum bilden konnten, anstatt zurück in die Sonne zu kollabieren und einen größeren Stern zu erschaffen.
Astronomische Beobachtungen haben keine ausreichend hohe räumliche Auflösung, um diese Prozesse zu beobachten, und numerische Simulationen können die Komplexität der Wechselwirkung zwischen Wolken und Supernova-Überresten nicht bewältigen.
Daher blieb das Auslösen und Entstehen neuer Sterne auf diese Weise bis zu dieser neuen Arbeit weitgehend im Dunkeln.
Molekülwolken, wie diejenige, die die Bausteine enthielt, die zur Sonne und den Planeten führten, können für immer in einem Zustand friedlichen Gleichgewichts bleiben, wenn sie in Ruhe gelassen werden
Wenn es durch ein externes Ereignis ausgelöst wird, wie eine Schockwelle, die von einer Supernova-Explosion gesendet wird, kann es Taschen aus dichtem Material erzeugen, die zusammenbrechen und einen Stern bilden. Bild einer Bildagentur
Ein Team aus mehreren Institutionen modellierte die Wechselwirkung zwischen Supernova-Überresten und Molekülwolken mit einem Hochleistungslaser und einer Schaumkugel.
Die Schaumkugel stellt einen dichten Bereich innerhalb einer Molekülwolke dar, der dem Pro-Stern entspricht, der eines Tages die Sonne werden würde.
Der Hochleistungslaser erzeugt eine Druckwelle, die die Überreste einer Supernova-Explosion darstellt, die sich durch eine umgebende Gaskammer und in die Kugel ausbreitet.
Das Experiment zeigte, dass sich Sterne aus Druckwellen einer Supernova bilden, die sich durch Gas und Staub ausbreiten – um Taschen aus dichtem Material zu erzeugen.
Der einfache Test wirft neues Licht auf die Entwicklung des Universums und stellt fest, dass die Trümmer an einer bestimmten Grenze zu einem Babystern kollabieren.
Co-Autor Bruno Albertazzi sagte: „Unsere primitive Molekülwolke, in der die Sonne entstand, wurde wahrscheinlich durch Supernova-Überreste ausgelöst.
“Es eröffnet der Laborastrophysik einen neuen und vielversprechenden Weg, um all diese wichtigen Punkte zu verstehen.”
Überreste von Materie, die von der alten Explosion ausgestoßen wurde, können laut dem Team noch heute in Proben primitiver Meteoriten gefunden werden.
An der Arbeit waren Experten der Freien Universität Berlin, der Russischen Akademie der Wissenschaften, der Universität Oxford und der Universität Osaka beteiligt
Es bedeutet, dass die gesamte Materie, aus der unser Sonnensystem und unsere Planeten bestehen, einst von einer Supernova ausgestoßen wurde – was das letzte Lebensstadium massereicher Sterne ist.
Albertazzi sagte: „Wir schauen wirklich auf den Beginn der Interaktion. Auf diese Weise können Sie sehen, ob die durchschnittliche Dichte des Schaums zunimmt und ob Sie beginnen, leichter Sterne zu bilden.’
Die Mechanismen wirken sich auf die Sternentstehungsrate und die Galaxienentwicklung aus, erklären die Existenz der massereichsten Sterne – und haben Konsequenzen in unserem eigenen Sonnensystem.
Ein Teil des Schaums komprimiert – während ein Teil sich ausdehnt. Dadurch veränderte sich die durchschnittliche Dichte des Materials.
Supernovae sind die größten Explosionen im Weltraum. Der Druck eines massiven Sterns fällt so stark ab, dass die Schwerkraft plötzlich die Oberhand gewinnt – und er kollabiert in nur wenigen Sekunden.
Die Explosion ist unglaublich hell – und stark genug, um neue Atomkerne zu erzeugen.
In Zukunft müssen die Forscher die gestreckte Masse berücksichtigen, um das komprimierte Material und den Einfluss der Stoßwelle auf die Sternentstehung wirklich zu messen.
Sie planen, den Einfluss von Strahlung, Magnetfeld und Turbulenz zu untersuchen.
Albertazzi fügte hinzu: “Dieses erste Papier sollte wirklich die Möglichkeiten dieser neuen Plattform demonstrieren und ein neues Thema eröffnen, das mit Hochleistungslasern untersucht werden könnte.”
Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Matter and Radiation at Extremes veröffentlicht.
SUPERNOVAE ENTSTEHEN, WENN EIN RIESIGER STERN EXPLODIERT
Eine Supernova tritt auf, wenn ein Stern explodiert und Trümmer und Partikel in den Weltraum schießt.
Eine Supernova brennt nur für kurze Zeit, aber sie kann Wissenschaftlern viel über die Anfänge des Universums verraten.
Eine Art von Supernova hat Wissenschaftlern gezeigt, dass wir in einem sich ausdehnenden Universum leben, das immer schneller wächst.
Wissenschaftler haben auch festgestellt, dass Supernovae eine Schlüsselrolle bei der Verteilung von Elementen im gesamten Universum spielen.
1987 entdeckten Astronomen eine „titanische Supernova“ in einer nahe gelegenen Galaxie, die mit der Kraft von über 100 Millionen Sonnen strahlte (Bild).
Es gibt zwei bekannte Arten von Supernova.
Der erste Typ tritt in Doppelsternsystemen auf, wenn einer der beiden Sterne, ein Kohlenstoff-Sauerstoff-Weißer Zwerg, Materie von seinem Begleitstern stiehlt.
Schließlich sammelt der Weiße Zwerg zu viel Materie an, wodurch der Stern explodiert und eine Supernova entsteht.
Die zweite Art von Supernova tritt am Ende der Lebenszeit eines einzelnen Sterns auf.
Wenn dem Stern der Kernbrennstoff ausgeht, fließt ein Teil seiner Masse in seinen Kern.
Schließlich ist der Kern so schwer, dass er seiner eigenen Gravitationskraft nicht standhalten kann und der Kern zusammenbricht, was zu einer weiteren riesigen Explosion führt.
Viele Elemente, die auf der Erde zu finden sind, werden im Kern von Sternen hergestellt und diese Elemente reisen weiter, um neue Sterne, Planeten und alles andere im Universum zu bilden.