Simulation von Supernova-Überresten, Sternentstehung im erdgebundenen Labor

Molekülwolken sind Ansammlungen von Gas und Staub im Weltraum. Wenn sie in Ruhe gelassen werden, bleiben die Wolken in ihrem Zustand des friedlichen Gleichgewichts.

Aber wenn sie von einem externen Agens, wie Supernova-Überresten, ausgelöst werden, können sich Schockwellen durch das Gas und den Staub ausbreiten und Taschen aus dichtem Material erzeugen. An einer bestimmten Grenze kollabieren dieses dichte Gas und dieser Staub und beginnen, neue Sterne zu bilden.

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 bleibt die Auslösung und Bildung neuer Sterne auf diese Weise weitgehend im Dunkeln.

In Materie und Strahlung im ExtremForscher des Polytechnischen Instituts Paris, der Freien Universität Berlin, des Joint Institute for High Temperatures der Russischen Akademie der Wissenschaften, des Moscow Engineering Physics Institute, der French Alternative Energies and Atomic Energy Commission, der University of Oxford und Osaka Die Universität modellierte die Wechselwirkung zwischen Supernova-Überresten und Molekülwolken mit einem Hochleistungslaser und einer Schaumkugel.

Die Schaumkugel repräsentiert einen dichten Bereich innerhalb einer Molekülwolke. Der Hochleistungslaser erzeugt eine Druckwelle, die sich durch eine umgebende Gaskammer in den Ball ausbreitet, wo das Team die Kompression mithilfe von Röntgenbildern beobachtete.

„Wir schauen wirklich auf den Beginn der Interaktion“, sagte Autor Bruno Albertazzi. „Auf diese Weise können Sie sehen, ob die durchschnittliche Dichte des Schaums zunimmt und ob Sie beginnen, leichter Sterne zu bilden.“

Die Mechanismen zur Auslösung der Sternentstehung sind in vielerlei Hinsicht interessant. Sie können die Sternentstehungsrate und Entwicklung einer Galaxie beeinflussen, helfen, die Entstehung der massereichsten Sterne zu erklären, und haben Auswirkungen auf unser eigenes Sonnensystem.

„Unsere primitive Molekülwolke, in der die Sonne entstand, wurde wahrscheinlich durch Supernova-Überreste ausgelöst“, sagte der Autor Albertazzi. „Dieses Experiment eröffnet der Laborastrophysik einen neuen und vielversprechenden Weg, um all diese wichtigen Punkte zu verstehen.“

Während sich ein Teil des Schaums zusammendrückt, dehnt sich ein Teil auch aus. Dies veränderte die durchschnittliche Dichte des Materials, sodass die Autoren in Zukunft die gestreckte Masse berücksichtigen müssen, um das komprimierte Material und die Auswirkungen der Stoßwelle auf die Sternentstehung wirklich zu messen. Sie planen, den Einfluss von Strahlung, Magnetfeld und Turbulenz zu untersuchen.

„Dieses erste Papier sollte wirklich die Möglichkeiten dieser neuen Plattform demonstrieren, die ein neues Thema eröffnet, das mit Hochleistungslasern untersucht werden könnte“, sagte Albertazzi.