物理学家将超新星爆炸比作销毁气体

物理学家将超新星爆炸比作销毁气体

科学家建立了爆炸过程中从销毁到爆炸的过渡理论,并进行了实验以证实这一想法。在新概念中的关键作用是湍流,湍流与超音速冲击波的销毁开始有关。这些结果适用于地球和太空中的各种过程,甚至可以阐明超新星爆炸的细节。

从物理学的角度来看,称为爆炸的过程在细节上可能有很大不同。关键差异之一与反应前沿通过系统的传播速度有关。如果相变的边界移动速度慢于Medium中的声速,则在爆燃模式下会发生销毁。例如,该机制负责使汽油蒸气与空气或烟花的混合物快速销毁。

根本不同的是爆轰,爆轰的转变前沿以超音速移动。与爆燃相反,在爆燃中,能量的传递主要是由于传递过程(即对流,扩散和对流)引起的,爆破由爆炸波本身对物质的压缩所导致的能量释放来支持,因为爆炸的通过会产生合适的条件和引发反应。

超新星爆炸是研究最多的天文学爆炸。大多数天体物理学家认为,当物质增加白矮星的吸收或两个白矮星合并时,它们就会发生。在任何情况下,物体的质量都应超过Chandrasekhar极限,这会触发恒星币残骸芯中碳和氧的快速热核销毁。但是,此过程的细节仍不清楚。

这种现象的数值建模中的困难与范围广泛的参数(例如距离和温度)相关,并且缺少通常有助于在计算机上重建过程的刚性边界。在描述超新星的绝大多数模型中,都假定出现了超音速爆炸波。然而,这种扰动本身的形成不能从第一原理中再现出来,因此,假定爆炸是发生的,并且其发生的地点和时间实际上是自由参数。

由德克萨斯农工大学的Alexei Poludnenko领导的美国物理学家提出了一种描述从爆燃到爆炸的过渡的新理论。作者进行的分析表明,超新星爆炸类似于地球上众所周知的爆炸,但是该过程支持分子核聚变的热核能,而不是分子中键的化学能。

结果,研究人员制定了由湍流引起的爆轰的分析理论,该理论对于白矮星的深度和地面爆炸系统都是有效的。在此基础上,科学家们创建了一个计算机模型,可以用数字方式求解所产生的方程式。

然后物理学家进行了实验室实验,实验数据与理论相符。在实验中,他们观察到氢气和空气的混合气体在一侧长1.5米的管道中发生反应,并记录了锋面传播的压力和速度。结果,有可能显示出初始销毁引起了湍流,进而加速了反应进程。当波速开始超过Chapman-Jouguet速度时(定义为反应产物区域中的声速)乘以波前前后的对比密度,销毁变得不稳定并变成爆炸。

根据参数对白矮星的缩放结果,作者得出结论,在正常地下下约10个残渣,恒星币密度从7到10克每立方厘米从爆燃到爆炸的自发转变实际上是不可避免的。

资讯来源:由0x资讯编译自REVYUH。版权归作者所有,未经许可,不得转载
提示:投资有风险,入市需谨慎,本资讯不作为投资理财建议。请理性投资,切实提高风险防范意识;如有发现的违法犯罪线索,可积极向有关部门举报反映。
你可能还喜欢