Onderzoekers hebben in het laboratorium een miniatuurversie van supernova-schokgolven gemaakt om een eeuwenoud mysterie van de kosmos op te lossen.
Wanneer sterren sterven en supernova worden, creëren ze schokgolven die hoogenergetische deeltjes het universum in werpen. De golven werken bijna als versnellers en duwen deeltjes zo hard dat hun snelheid de snelheid van het licht benadert. Wetenschappers moeten echter nog precies begrijpen hoe en waarom schokgolven deeltjes versnellen.
"Dit zijn fascinerende systemen, maar ze zijn moeilijk te bestuderen vanwege hun afgelegen ligging", zegt Frederico Feuse, een senior wetenschapper bij het SLAC National Accelerator Laboratory van het Department of Energy die de studie leidde.
Om kosmische schokgolven beter te kunnen bestuderen, hebben wetenschappers ze op aarde nagebootst.
Fuze en zijn collega's werkten aan het creëren van een snelle diffusieve schokgolf die een supernovagolf zou kunnen nabootsen. De onderzoekers "schoten" krachtige lasers op de koolstofplaten om twee op elkaar gerichte plasmastromen te creëren. Toen de plasmastromen met elkaar in botsing kwamen, creëerden ze volgens de verklaring een "supernova-achtige" schokgolf. Tijdens het experiment werden waarnemingen gedaan met behulp van optische en röntgentechnologieën.
- Orbital Science zal een bewoonbare module voor het maanstation ontwerpen
- Een ultraheldere pulsar wordt wakker naast de Melkweg na een slaap van 26 jaar
Wetenschappers hebben bevestigd dat de inslag elektronen kan versnellen tot bijna de snelheid van het licht. Het blijft echter een raadsel hoe dit precies gebeurt, wat onderzoekers ertoe bracht zich tot computersimulaties te wenden. "We kunnen de details niet zien van hoe deeltjes energie winnen, zelfs niet bij experimenten, laat staan bij astrofysische waarnemingen. Nu is het simulatietijd", zegt Anna Grassi, co-auteur van de nieuwe studie.
Computermodellen gemaakt door Grassi onthulden een mogelijke verklaring: turbulente elektromagnetische velden in de schokgolf kunnen elektronen versnellen tot de aangegeven snelheden.