当恒星爆炸成为超新星时，它们在周围的等离子体中产生冲击波。这些冲击波非常强大，它们可以充当粒子加速器， 杏耀手机挂机软件介绍 ，以接近光速的速度将粒子流(即宇宙射线)喷射到宇宙中。然而，它们究竟是如何做到这一点的仍然是个谜。
现在,科学家们发明了一种新的方法来研究天体物理学的内部运作冲击波通过创建一个缩小版的冲击实验室。他们发现天体物理冲击发展湍流在非常小的尺度上,天平无法看到的天文观测,缓兵之计电子向激波前他们提升到决赛,令人难以置信的速度。
“这些是令人着迷的系统，但因为它们距离太远，很难对它们进行研究，杏耀流水”弗雷德里科·菲乌扎(Frederico Fiuza)说，他是能源部SLAC国家加速器实验室的资深科学家，领导了这项新研究。“我们并不打算在实验室中制造超新星残骸，但我们可以在那里了解更多关于天体物理冲击的物理知识，并验证模型。”
注入的问题
超新星周围的天体物理冲击波与超音速喷气机前形成的冲击波和音爆没有什么不同。不同之处在于，当恒星爆炸时，它会在周围的离子和自由电子(等离子体)气体中形成物理学家所说的无碰撞冲击。不同于空气分子的相互碰撞，单个电子和离子被等离子体中的强电磁场强迫这样或那样。在这个过程中，研究人员发现，超新星遗迹产生了强大的电磁场，使带电粒子在冲击波中多次反弹，并将它们加速到极速。
然而，这里有一个问题。粒子必须移动得非常快才能首先穿过激波，没有人确定是什么使粒子加速。要解决这个问题，最明显的方法就是研究超新星，看看它们周围的等离子体在做什么。但是，即使是离我们最近的超新星也有几千光年远，简单地用望远镜对准它们并获得足够的细节来了解发生了什么是不可能的。
幸运的是，Fiuza，他的博士后同事Anna Grassi和同事们有了另一个想法:他们试图在实验室中模拟超新星残骸的激波条件，Grassi的计算机模型表明这是可行的。
最重要的是，该团队需要创造一种快速的、扩散的冲击波，以模仿超新星的残余冲击。他们还需要证明等离子体的密度和温度以与那些冲击模型一致的方式增加——当然，他们想知道激波是否会以非常高的速度发射电子。
引发冲击波
为了达到这个目的，研究小组去了国家点火设施，一个位于劳伦斯利弗莫尔国家实验室的能源部用户设施。在那里，研究人员将世界上最强大的激光射向一对碳薄片，产生一对直接相互撞击的等离子体流。当两股气流相遇时，光学和x射线观测揭示了该团队所寻找的所有特征，这意味着他们在实验室中产生了一种类似超新星遗迹冲击波的冲击波。
最重要的是，他们发现当激波形成时，它确实能够将电子加速到接近光速。他们观察到的最大电子速度与他们根据测量的激波特性所期望的加速度一致。然而，这些电子如何达到这些高速的微观细节仍然不清楚。
幸运的是，这些模型可以帮助揭示一些细微之处，首先以实验数据为基准。“即使在实验中，我们也无法看到粒子如何获得能量的细节，更不用说天体物理观测了，而这正是模拟真正发挥作用的地方，”Grassi说。
事实上，计算机模型揭示了电子注入问题的解决方案。激波内部的紊流电磁场似乎能够将电子的速度提高到粒子能够逃离激波并再次穿越回来以获得更快的速度，Fiuza说。事实上，让粒子以足够快的速度穿过冲击波的机制，似乎与冲击波让粒子以天文速度穿过冲击波的机制非常相似，只是在更小的范围内。
向未来
然而，问题仍然存在，在未来的实验中，研究人员将对电子被加速时发出的x射线进行详细的测量，以研究电子能量如何随着离激波的距离而变化。Fiuza说，这将进一步限制他们的计算机模拟，并帮助他们开发更好的模型。也许最重要的是，他们还将研究质子，而不仅仅是激波发射的电子，杏耀游戏研究小组希望这些数据能揭示更多关于这些天体物理粒子加速器内部工作的信息。
更普遍地说，这些发现可以帮助研究人员超越天文观测或基于太空飞船观测太阳系中更温和的激波的局限。“这项工作为在实验室中研究超新星遗迹的物理现象开辟了一条新的途径，”Fiuza说。
