Por primera vez, los investigadores han encontrado una manera de describir las condiciones en las profundidades de la zona de convección de las estrellas "enanas blancas", que albergan algunas de las colecciones de materia más densas del Universo.
En un proyecto realizado en la Instalación Nacional de Ignición en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, el equipo de investigación, incluido el profesor de ingeniería de la Universidad de Rochester Gilbert Rip Collins, simuló la presión aplastante creada cuando las estrellas dejan de producir su propio combustible, dejando solo unnúcleo extremadamente denso.
"Esta es la primera vez que hemos podido bloquear una ecuación de estado, que describe el comportamiento de la materia que es intrínseca a las estrellas enanas blancas, en particular el régimen en una parte de las enanas blancas donde ocurren oscilaciones que han sido particularmentedifícil de modelar ", dice Collins, coautor del artículo del equipo publicado en Naturaleza .
Collins es el director de ciencia, tecnología y académicos en el Laboratorio de Energía Láser y es el Profesor Tracy Hyde Harris de Ingeniería Mecánica y es profesor en el Departamento de Física y Astronomía.
Los resultados son importantes porque se suman al creciente cuerpo de evidencia que están recopilando los investigadores de alta densidad de energía sobre la formación y evolución de planetas, estrellas y otros cuerpos astrofísicos, lo que a su vez puede sugerir posibles enfoques para crear materiales novedososen los laboratorios de la Tierra.
"Hace décadas, las pruebas nucleares subterráneas hicieron un par de mediciones en un régimen similar, pero ahora podemos hacer esto con un nivel mucho mayor de exactitud y precisión", dice Collins.
Ondas de choque convergentes hacia adentro
Las estrellas enanas blancas, a veces llamadas "cadáveres de estrellas" en la literatura popular, son lo que las estrellas como nuestro sol se convierten después de haber agotado su combustible nuclear y expulsado la mayor parte de su material exterior. El proceso deja un núcleo caliente que se enfría durante el siguientemil millones de años más o menos, según información del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA. Una estrella enana blanca del tamaño de la Tierra es 200.000 veces más densa.
La densidad se logra cuando la estrella ya no puede crear presión interna dirigida hacia afuera, porque la fusión ha cesado. Mientras eso sucede, la gravedad compacta la materia de la estrella hacia adentro hasta que incluso los electrones que componen los átomos de la estrella enana se rompen.Un análisis reciente ha sugerido que las estrellas enanas blancas son una fuente importante de carbono que se encuentra en las galaxias.
Para estudiar el proceso, los investigadores dispararon luz láser nanométrica en un hohlraum, un pequeño cilindro de oro, bañando una muestra esférica de 1 mm de un compuesto a base de carbono conocido como CH metilidina en radiación de rayos X calentada a casi 3,5millones de grados, a presiones que oscilan entre 100 y 450 millones de atmósferas.
Los experimentos descritos en el documento simulan lo que sucede en las estrellas enanas blancas calientes DQ, descubiertas por primera vez en 2007, que contienen un núcleo de carbono y oxígeno rodeado por una envoltura, o atmósfera, principalmente de carbono. Los investigadores se centraron específicamente en replicar la altaregímenes de presión que ocurren en un área de pulsaciones oscilantes donde los intentos previos de modelar el comportamiento de la materia han producido resultados inconsistentes.
El artículo describe cómo el baño de radiación de rayos X en el hohlraum es absorbido por una región externa ablación de la muestra esférica de combustible, que se calienta y se expande, lanzando ondas de choque convergentes hacia adentro hacia el centro de la esfera. Los choques se fusionan enun solo golpe fuerte, viajando a una velocidad de 150 a 220 kilómetros por segundo y atravesando la muestra en aproximadamente 9 nanosegundos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Rochester . Original escrito por Bob Marcotte. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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