Hvězdy, vesmírná tělesa o vysoké energii, která jsou tvořena plyny, fungují na principu neustálého balancování. Obrovská gravitace se totiž snaží jejich hmotu vtáhnout do centra hvězdy, ale nukleární fúze, probíhající v jádru, ji zase neustále tlačí ven. Po čase dojde hvězdě energie potřebná k jaderné fúzi a těleso se díky gravitaci zhroutí dovnitř. Rázová vlna následně materiál vymrští obrovskou rychlostí ven. Tento vesmírný výbuch se nazývá supernova. Směs létajícího prachu a hmoty se označuje jako mlhovina. Uvnitř vzniká objekt o velmi vysoké hustotě, a to buď černá díra nebo neutronová hvězda.

Vědci z Georgia Tech nyní mají jedinečnou možnost celý tento proces sledovat pomocí tzv. Supernova Machine, jak zařízení sami vědci pojmenovali. Simulátor měří na výšku 1,8m a má tvar trojúhelníku otočeného nejužší částí dolů, může tedy trochu připomínat tvar pizzy. Nejdůležitější částí zařízení je okénko umístěné v jeho středu, které je naplněno plyny různé hustoty. Těžší z nich se drží uprostřed okénka a lehčí u okraje, tím pádem se chovají stejně jako vrstvy plynů ve skutečné hvězdě.

Simulátor, zdroj: New Atlas

K simulaci výbuchu slouží látky pentaerythritol tetranitrate (PETN) a hexogen (RDX) umístěné v dolní části v přístroje. Exploze vyvolá rázové vlny a dojde tak k promíchání použitých plynů. Aby bylo možné pozorovat důsledky výbuchu jsou plyny osvětleny laserem. Těžké plyny jsou nejdříve vytlačeny nahoru, celkový pokles tlaku poté způsobí jejich ještě větší promíchání.

Chování plynů po simulovaném výbuchu, zdroj: New Atlas

„Jednou z nejzajímavějších věcí, kterou jsme měli možnost pozorovat bylo, že supernovy střílí plyny o vysoké hustotě ven, což by mohlo pomoci tvořit nové hvězdy,“ říká Ben Musci, hlavní autor studie.

V praxi by simulátor mohl pomoci astronomům určit rychlost, se kterou se plyny v mlhovinách pohybují a také lépe určit jejich stáří. Podle vědeckého týmu je možné pustit simulátor také obráceně a přispět tak k rozvoji vývoje reaktorů, pracujících na principu nukleární fúze.

Originální Publikace: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ab8f8f

Zdroj: New Atlas, zdroj titulní fotografie: Shlomo Shalev, Unsplash