約100億年という高齢になると、太陽のような星の星核内の水素が徐々に不足していきます。圧力が上昇し、ヘリウムが炭素に融合し始めます。その間、水素は核の周りで融合を続けてヘリウムを形成します。星は膨張して赤色巨星になり、最終的には崩壊します。白色矮星は、星が超新星を起こさずに崩壊するとき、このような燃焼サイクルの終わりに残る高密度で小さな星の核です。白色矮星は、最大 5 億バールの圧力で 1 立方センチメートルあたり最大 1 トンの密度に達します。このような極端な物質条件は、実験室での実験で再現できるようになりました。
クレイジー: 研究者が実験室で白色矮星を模倣
アメリカ国立点火施設 (NIF) の研究者らは不可能を達成しました。X 線を使用して、白色矮星の内部の物質状態の条件に匹敵する衝撃波を 9 ナノ秒間発生させました。これにより、超高密度の物質が冷えるにつれて表面から沈み、より高温の物質が内部から上昇する天体の中間層の状態を詳しく観察することができました。
発生した衝撃波の速度と衝撃波の領域でX線が吸収された強度を測定することで、研究者らは重要なデータを導き出し、それらを以前に想定されていたさまざまな数学モデルと比較することができました。白色矮星の内部の様子。
したがって、この室内実験では、太陽などの星から発生する白色矮星の中心よりもはるかに高い、1億から4億5,000万バールの圧力で物質の状態を測定することができました。
実験に包括的な意義はない
白色矮星にはエネルギー源としての核融合がありませんが、天体は長時間にわたって非常に高温であるため、熱を放射します。実験の最終的な目標は、天体の内部の物質の状態方程式を研究して、熱輸送がどのくらいの速さで起こるか、どのくらいのエネルギーがあるか、または天体が冷えるまでにどのくらいの時間がかかるかを計算できるようにすることでした。 、ゴーレムde を報告します。
このような実験室での実験は、当然のことながら、その有益な価値には限界があります。白色矮星の内部の密度は約 5% の精度でしか測定できませんでした。すべてにもかかわらず、白色矮星の内部のプロセスを計算するためのいくつかのモデルは不適切であることが判明しました。たとえば、 私たちの太陽は年齢45億年で、星としての存在の途中にあります。そのため、これらのプロセスが私たちの太陽にも適用されるまで、研究者はさらに実験を行う必要があるまだ数十億年あります（これは11年ごと）年 年が変わり、役割を果たします。