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一颗垂死的恒星在实验室中重生

如果你想知道等离子体如何运作,只需向一些氢气中注入 2600 万安培电流,你很快就会找到答案。

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Z 机器,如图中所示。图片来源:Leah Flippen/Don Winget/德克萨斯大学

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天文学家 唐·温盖特 研究恒星,但他研究的目标从未超出几码的距离。在过去的两年里,温盖特和他在德克萨斯大学奥斯汀分校和新墨西哥州阿尔伯克基的桑迪亚国家实验室的同事们一直在创造炙热的 等离子体,实际上,它们是 白矮星 的微型版本,这些白矮星是已经耗尽所有核燃料的古老恒星。“天文学现在已经成为一门实验科学,”温盖特说。

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白矮星是像太阳这样的恒星缓慢消亡的余烬。由于没有核聚变来维持它们,它们坍缩成地球大小的、紧密结合的碳和氧原子核球体,外层覆盖着氢等离子体(受扰动的原子)。天文学家有很多关于白矮星需要学习的地方,从恒星的等离子体外层开始,因为那是通过望远镜可以直接观察到的部分。

因此,2010 年温盖特决定尝试自己制造等离子体。他取了一个雪茄大小的氢气样本,并将其暴露于来自 桑迪亚 Z 机器 的电脉冲中,该机器产生的电脉冲比任何其他人工工具都强大。在 200 亿分之一秒内,2600 万安培的电流将室温氢转化为 20,000 华氏度的等离子体,类似于在白矮星表面观察到的等离子体。

现在,温盖特已经进行了 30 多次模拟,天文学家可以开始利用他在实验室中测量氢等离子体吸收和发射光线的数据来理解实际的白矮星。新的数据应该有助于科学家计算这些衰退恒星的年龄,并深入了解物质在极端温度和压力下的行为。

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