恒星为什么爆炸(星球爆炸的原因)[通俗易懂]

大家好，我是讯享网，大家多多关注。

恒星死亡后会变成超高密度的白矮星，这些白矮星在吸收了其伴星的某些物质后会发生爆炸，形成IA型超新星，这是宇宙中最壮观的事件之一。

除了壮观之外，这些爆炸对天文学家也非常重要；由于IA型超新星具有相对固定的亮度，科学家可以用IA型超新星作为“标准烛光”来确定宇宙天体之间的距离。

早在20年前，科学家对IA型超新星的观测就揭示了宇宙正在加速膨胀的事实。这一惊人的发现为三名研究人员赢得了2011年诺贝尔物理学奖，并导致了暗能量是一种神秘排斥力的假设。

但这种研究只是以IA型超新星为工具。要深入研究这些深度空爆炸的内在原理是非常困难的。

康涅狄格大学机械工程副教授阿列克谢·波卢德年科(Alexei Poludnenko)说，“具有讽刺意味的是，尽管我们有大量的观测数据，但我们仍然不知道它们是如何工作的。过去几十年，理论家在这方面一直停滞不前。”

他补充说，这种停滞的部分原因是IA型超新星的爆炸过程仍然非常神秘。具体来说，我们仍然不知道到底是什么促使了从“爆燃”(慢燃，火焰以低于音速的速度运动)到“爆轰”(爆燃，由超声波冲击波驱动的更强大的爆炸事件)的转变。

然而，Poludnenko领导的这项新研究可能会在很大程度上帮助科学家们理清头绪。

他和他的同事们使用了一种新设计的模型来模拟从爆燃到爆轰(DDT)的关键转化过程，并在实验室中使用化学火焰来验证这些结果和模型的有效性。

研究人员发现，如果火焰产生的湍流足够高，DDT可以在IA型超新星中自发产生。

中佛罗里达大学空航空航天工程助理教授、该研究的共同作者卡里姆·艾哈迈德(Kareem Ahmed)在一份声明中说:“我们定义了一个关键标准，在这个标准中，我们可以让火焰自行产生湍流，自发加速，然后转变为爆燃。我们利用湍流来加强反应的混合，使其更加激烈，最终演变成超新星。”

研究小组还认为，这一过程并不仅仅发生在超自然的热核爆炸中。(这项新研究不涉及II型超新星，它发生在大质量恒星死亡和坍缩时。)

Poludnenko说:“这与化学系统中发生的机制相同，例如氢气-空气体或甲烷-空气体。所以这一切背后的原理都是一样的。”

该小组还计算了导致白矮星成为超新星的条件。Poludnenko和他的同事在昨天(10月31日)发表在《科学》网络版上的一项新研究中写道，这一切都是由密度决定的:“当密度为每立方厘米10 ^ 7到10 ^ 8克时，白矮星中必然会出现DDT。”

这个密度超出了人们的想象，但也在情理之中。毕竟白矮星把太阳大约一半的质量压缩成了一个只比地球略大的天体。地球的密度是每立方厘米5.5克。)

Poludnenko希望这项新研究将有助于科学家对IA型超新星进行更深入的研究。他表示，下一步将把团队的模型应用于不同的爆炸场景，并开始确定滴滴涕的细节。

这样的研究可能会对宇宙学和天体物理学产生深远的影响。Poludnenko说，例如，尽管IA型超新星具有相似的内在亮度，但超新星亮度之间仍然存在一些差异。这些细微的差异可能会导致天文学家的计算出现偏差。

“这些偏差非常重要，因为它们将影响我们对宇宙距离的测量以及我们测量暗能量属性的方式，”Poludnenko说。

他补充说:“如果我们知道这些天体是如何工作的，我们就可以试图找到这些偏差。”他举例说，古老星系的IA超新星可能与年轻星系的IA超新星亮度不同。

研究小组成员表示，这项新研究在地球上也有一些应用。它可以改进飞机和宇宙飞船的推进系统，提高工作效率。