การระเบิดขนาดเท่ากระเป๋าในห้องแล็บเผยให้เห็นรายละเอียด เซ็กซี่บาคาร่า ของการระเบิดของดวงดาวขนาดใหญ่ เมื่อการทดลองของ Hye-Sook Park ผ่านไปด้วยดี ทุกคนในบริเวณใกล้เคียงจะรู้ “เราได้ยินเสียงเฮซุกกรีดร้อง” เธอได้ยินเพื่อนร่วมงานพูด
ไม่น่าแปลกใจที่เธอไม่สามารถระงับความตื่นเต้นได้ เธอได้เห็นภาพฟิสิกส์ของดาวระเบิดหรือซุปเปอร์โนวาแบบใกล้ชิด ซึ่งเป็นปรากฏการณ์อันยิ่งใหญ่จนยากจะอธิบายเป็นคำพูด
แทนที่จะศึกษาการระเบิดเหล่านี้จากระยะไกลผ่านกล้องโทรทรรศน์ Park นักฟิสิกส์จาก Lawrence Livermore National Laboratory ในแคลิฟอร์เนีย ได้สร้างบางสิ่งที่คล้ายกับการระเบิด paroxysmal โดยใช้เลเซอร์พลังงานสูงที่สุดในโลก
ประมาณ 10 ปีที่แล้ว
Park และเพื่อนร่วมงานได้เริ่มทำภารกิจเพื่อทำความเข้าใจคุณลักษณะที่น่าสนใจและไม่ค่อยเข้าใจของซุปเปอร์โนวา: คลื่นกระแทกที่ก่อตัวขึ้นจากการระเบิดสามารถกระตุ้นอนุภาค เช่น โปรตอนและอิเล็กตรอน ไปสู่พลังงานสุดขั้ว
นักฟิสิกส์พลาสมา Frederico Fiuza จาก SLAC National Accelerator Laboratory ใน Menlo Park รัฐแคลิฟอร์เนีย หนึ่งในผู้ทำงานร่วมกันของ Park กล่าวว่า “การกระแทกซูเปอร์โนวาถือเป็นเครื่องเร่งอนุภาคที่ทรงพลังที่สุดในจักรวาล
ในที่สุดอนุภาคเหล่านั้นบางส่วนก็ตกลงสู่พื้นโลก หลังจากการวิ่งมาราธอนอย่างรวดเร็วในระยะทางจักรวาล นักวิทยาศาสตร์สงสัยมานานแล้วว่าคลื่นดังกล่าวทำให้อนุภาคที่มีพลังเพิ่มความเร็วมหาศาลได้อย่างไร ในที่สุด Park และเพื่อนร่วมงานก็ได้สร้างคลื่นกระแทกแบบซูเปอร์โนวาในห้องแล็บและเฝ้าดูมันส่งอนุภาคที่พุ่งออกมา ซึ่งเผยให้เห็นถึงคำแนะนำใหม่ๆ ที่เป็นไปได้เกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นในจักรวาล
การนำฟิสิกส์ของซุปเปอร์โนวาลงมายังโลกสามารถช่วยไขปริศนาอื่นๆ ของจักรวาลได้ เช่น ต้นกำเนิดของสนามแม่เหล็กจักรวาล และมีเหตุผลมากกว่าเดิมที่นักฟิสิกส์หลงใหลในซุปเปอร์โนวา การระเบิดเหล่านี้เป็นส่วนประกอบพื้นฐานที่จำเป็นสำหรับการดำรงอยู่ของเรา Carolyn Kuranz นักฟิสิกส์พลาสม่าแห่งมหาวิทยาลัยมิชิแกนใน Ann Arbor กล่าวว่า “ธาตุเหล็กในเลือดของเรามาจากซุปเปอร์โนวา” ซึ่งศึกษาซุปเปอร์โนวาในห้องปฏิบัติการด้วย กล่าว “เราถูกสร้างมาจากดวงดาวอย่างแท้จริง”
ลัคกี้สตาร์
ในฐานะนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาในปี 1980 Park ได้ทำการทดลองใต้ดิน 600 เมตรในเหมืองเกลือที่ใช้งานได้ใต้ทะเลสาบ Erie ในโอไฮโอ เรียกว่า IMB สำหรับ Irvine-Michigan-Brookhaven การทดลองนี้ไม่ได้ออกแบบมาเพื่อศึกษาซุปเปอร์โนวา แต่นักวิจัยก็มีโชค ดาวดวงหนึ่งระเบิดในดาราจักรดาวเทียมของทางช้างเผือก และ IMB จับอนุภาคที่พุ่งออกมาจากการปะทุครั้งนั้น ผู้ส่งสารจากการระเบิดของจักรวาล อนุภาคย่อยของอะตอมที่มีน้ำหนักเบาที่เรียกว่านิวทริโน เปิดเผยข้อมูลใหม่มากมายเกี่ยวกับซุปเปอร์โนวา
แต่ซุปเปอร์โนวาในบริเวณใกล้เคียงจักรวาลของเรานั้นหายาก หลายทศวรรษต่อมา ปาร์คไม่ได้รอคอยสำหรับกิจกรรมนำโชคครั้งที่สอง
แต่ทีมของเธอและคนอื่นๆ กำลังใช้เลเซอร์ที่ทรงพลังอย่างยิ่งเพื่อสร้างฟิสิกส์ขึ้นมาใหม่ ซึ่งเห็นภายหลังการระเบิดซูเปอร์โนวา เลเซอร์จะทำให้เป้าหมายขนาดเล็กระเหย ซึ่งสามารถทำจากวัสดุต่างๆ เช่น พลาสติก การระเบิดทำให้เกิดการระเบิดของพลาสมาที่เคลื่อนที่เร็ว ซึ่งเป็นส่วนผสมของอนุภาคที่มีประจุ ซึ่งเลียนแบบพฤติกรรมของพลาสม่าที่ปะทุจากซุปเปอร์โนวา
การระเบิดของดาวฤกษ์เกิดขึ้นเมื่อดาวฤกษ์มวลสูงใช้เชื้อเพลิงหมด แกนกลางยุบตัวและรีบาวด์ ชั้นนอกของดาวฤกษ์ระเบิดออกสู่ภายนอกด้วยการระเบิดที่สามารถปล่อยพลังงานมากกว่าที่ดวงอาทิตย์จะปล่อยออกมาตลอดช่วงอายุ 10 พันล้านปีทั้งหมด การไหลออกมีพลังงานจลน์ 100 quintillion yottajoules ที่ไม่สามารถหยั่งรู้ได้ ( SN: 2/8/17, p. 24 )
ซุปเปอร์โนวายังสามารถเกิดขึ้นได้เมื่อดาวที่ตายแล้วที่เรียกว่าดาวแคระขาวถูกจุดขึ้นใหม่ เช่น หลังจากที่ดูดก๊าซจากดาวข้างเคียง ทำให้เกิดการระเบิดของปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่หมุนวนจนควบคุมไม่ได้ ( SN: 4/30/16, p. 20 ) .
ในทั้งสองกรณี สิ่งต่าง ๆ เริ่มสุกจริง ๆ เมื่อการระเบิดส่งพลาสมาที่พุ่งออกมาจากดาวฤกษ์และเข้าไปในบริเวณโดยรอบซึ่งเป็นสื่อระหว่างดวงดาว – โดยพื้นฐานแล้วคือมหาสมุทรของอนุภาคพลาสม่าอีกอันหนึ่ง เมื่อเวลาผ่านไป โครงสร้างที่ปั่นป่วนและขยายตัวที่เรียกว่าซูเปอร์โนวาที่เหลือรูปแบบ ทำให้เกิดการแสดงแสงสีที่สวยงามเป็นเวลาหลายสิบปีแสง ซึ่งสามารถคงอยู่ในท้องฟ้าเป็นเวลาหลายพันปีหลังจากการระเบิดครั้งแรก นั่นคือสิ่งที่ Park และเพื่อนร่วมงานกำลังสำรวจอยู่
การศึกษาฟิสิกส์ของซุปเปอร์โนวาในห้องปฏิบัติการนั้นไม่เหมือนกับของจริง ด้วยเหตุผลที่ชัดเจน “เราไม่สามารถสร้างซุปเปอร์โนวาในห้องทดลองได้จริงๆ มิฉะนั้น เราจะถูกระเบิดทั้งหมด” Park กล่าว เซ็กซี่บาคาร่า
