Simulation von Supernova-Überresten und Sternentstehung mit einem Hochleistungslaser im erdgebundenen Labor
Hochleistungslaser und Schaumkugel zeigen, wie Druckwellen von Supernova-Überresten die Sternentstehung in einer Molekülwolke auslösen könnten.
Molekülwolken sind Ansammlungen von Gas und Staub im Weltraum. Wenn sie in Ruhe gelassen werden, bleiben die Wolken in ihrem Zustand des friedlichen Gleichgewichts.
Aber wenn sie von einem externen Agens, wie Supernova-Überresten, ausgelöst werden, können sich Schockwellen durch das Gas und den Staub ausbreiten und Taschen aus dichtem Material erzeugen. An einer bestimmten Grenze kollabieren dieses dichte Gas und dieser Staub und beginnen, neue Sterne zu bilden.
Astronomischen Beobachtungen fehlt die räumliche Auflösung, die zur Beobachtung dieser Prozesse erforderlich ist, und numerische Simulationen sind nicht in der Lage, die Komplexität der Wechselwirkung zwischen Wolken und Supernova-Überresten zu bewältigen. Infolgedessen bleibt das Auslösen und Entstehen neuer Sterne auf diese Weise größtenteils im Dunkeln.
In der Fachzeitschrift Materie und Strahlung im Extrem, von AIP Publishing in Zusammenarbeit mit der China Academy of Engineering Physics, Forschern des Polytechnischen Instituts Paris, der Freien Universität Berlin, des Gemeinsamen Instituts für Hochtemperaturen der Russischen Akademie der Wissenschaften, des Moskauer Instituts für Ingenieurphysik und der französischen Alternative Energies und Atomenergiekommission, die 
Illustration der Entwicklung einer massiven Wolke, die auf die Bedeutung der SNR-Ausbreitung bei der Bildung neuer Sterne hinweist. Bildnachweis: Albertazzi et al.
„Wir schauen wirklich auf den Beginn der Interaktion“, sagte Autor Bruno Albertazzi. „Auf diese Weise können Sie sehen, ob die durchschnittliche Dichte des Schaums zunimmt und ob Sie beginnen, leichter Sterne zu bilden.“
Die Mechanismen zur Auslösung der Sternentstehung sind in vielerlei Hinsicht interessant. Sie können die Sternentstehungsrate und Entwicklung einer Galaxie beeinflussen, helfen, die Entstehung der massereichsten Sterne zu erklären, und haben Auswirkungen auf unser eigenes Sonnensystem.
„Unsere primitive Molekülwolke, in der die Sonne entstand, wurde wahrscheinlich durch Supernova-Überreste ausgelöst“, sagte der Autor Albertazzi. „Dieses Experiment eröffnet der Laborastrophysik einen neuen und vielversprechenden Weg, um all diese wichtigen Punkte zu verstehen.“
Während sich ein Teil des Schaums zusammendrückt, dehnt sich ein Teil auch aus. Dies veränderte die durchschnittliche Dichte des Materials, sodass die Autoren in Zukunft die gestreckte Masse berücksichtigen müssen, um das komprimierte Material und die Auswirkungen der Stoßwelle auf die Sternentstehung wirklich zu messen. Sie planen, den Einfluss von Strahlung, Magnetfeld und Turbulenz zu untersuchen.
„Dieses erste Papier sollte wirklich die Möglichkeiten dieser neuen Plattform demonstrieren und ein neues Thema eröffnen, das mit Hochleistungslasern untersucht werden könnte“, sagte Albertazzi.
Referenz: „Triggering Star Formation: Experimental Compression of a Foam Ball Induced by Taylor-Sedov Explosive Waves“ von B. Albertazzi, P. Mabey, Th. Michel, G. Rigon, JR Marquès, S. Pikuz, S. Ryazantsev, E. Falize, L. Van Box Som, J. Meinecke, N. Ozaki, G. Gregori und M. Koenig, 12 April 2022, Materie und Strahlung im Extrem.
DOI: 10.1063 / 5.0068689
