物理学家在密封容器内模拟超新星爆炸

2010-12-07 11:04 来源: 新浪
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  一个垂直的管子,里面含有稳定的反应物,用于发生碘化亚砷酸反应。一种指示剂用于将这种溶液显示为红色。反应在底部的一个小管底端触发,产生不断扩大的羽状物,顶部带有加速涡环。整个过程并未注入任何液体,所有浮力均由反应本身产生。这一过程与促使Ia型超新星发生爆炸的核爆燃类似。

  北京时间12月7日消息,加拿大多伦多大学和美国罗格斯大学的一支物理学家小组成功模拟了微型超新星。所谓的超新星是指恒星爆炸。在确定类型的超新星爆炸中,爆炸开始于白矮星内部深处的一个火球,火球的重量远低于周围物质,因此可以快速上升,形成一个顶部带有加速烟雾环的羽状结构。

  多伦多大学物理学教授史蒂芬·莫里斯表示:“我们在一个密封容器内触发特殊的化学反应,能够产生类似的羽状结构和涡环,从而创造这一过程的微型版。”自身催化的化学反应能够释放热量并改变溶液构成。这种化学反应产生的浮力可以搅动液体,促使发生更多反应并形成不受控制的爆炸过程。

  此项试验在莫里斯的监督下进行,同时也是迈克尔·罗杰斯为获得博士学位所进行研究的一部分。身为实验负责人的罗杰斯说:“超新星是自维持爆炸的一个生动实例,引力和浮力在整个过程中产生重要影响。我们希望看到这种液体运动会在自搅动化学反应中发生什么变化。”他解释说:“观察距地球数光年的一颗爆炸恒星的内部难度极高。类似这样的实验为了解伴随超新星爆炸出现的复杂液体运动打开了一个重要窗口。此项针对恒星爆炸进行的研究对了解宇宙的体积和进化至关重要。”

  研究发现将刊登在《物理学评论E》(Physics Review E)杂志上。除了莫里斯和罗杰斯外,研究小组成员还包括罗格斯大学的阿布德尔法塔赫·泽比布。此项研究由加拿大自然科学与工程研究理事会资助。