科学家模拟了天体物理喷气机

时间：2021-05-30 08:52:07 来源：

艺术家的渲染显示出明星的诞生：灰尘和煤气云在巨大的婴儿恒星周围形成螺旋盘，而材料射击的芯片射击。

使用激光和强烈的磁场，这是一个国际科学家团队首次在实验室环境中模拟了天体物理喷气机。

天体物理喷气机在我们宇宙最壮观的现象中计算：从黑洞，Quasars或Protostars的中心，这些物质的光线有时会突出几个轻微的岁月。现在，有史以来第一次研究人员首次成功地测试了一个新模式，该模型解释了磁场如何在年轻恒星中形成这些排放。Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf（HZDR）的科学家是这项研究的一部分。他们的调查结果已在COSSCOLLS中发表。从该研究中收集的见解甚至可能适用于癌症治疗。

每当空间中的物体形成物质的旋转光盘时，可能会导致“喷射” - 从盘中心散发出来的“射流” - 薄，直接排放，看起来像闪光灯。尤其可以观察到这些结构在新恒星的形成过程中。但了解这种薄光束如何在光盘内形成的是仍然存在于逃避科学家的东西。

现在，HZDR研究人员以及欧洲，美国和亚洲同事们在实验室调查了这一过程。在Luli - The Laboratoire Pour L'利用率Des激光器的强序 - 在法国，科学家用激光击中一个塑料样品，该样品在瞄准核心的运动中设置电子，将固体塑料物体转化为导电等离子体。“将其视为一种快速扩大的电子和离子云。小规模，等离子代表了一个年轻的明星的物质积累，“托马斯考曼教授，该研究的合作和辐射物理学研究所主任托马斯考曼教授。

实验室的年轻星星的微型版本

实验特殊的是，等离子体暴露于一个非常强大的脉冲磁场。其背后的想法：在磁场的影响下，通常广泛的散射等离子体开始焦点，形成空心中心。这最终产生了一个冲击波，非常薄的光束开始投影 - 喷射。

以这样的方式建立了实验，以便在宇宙中遇到的情况下允许外推 - 在少至20纳秒内 - 超过100,000倍的速度比飞扑翅膀快，实验室等离子体形成类似的结构大约六年的年轻明星的喷气机。这允许研究人员用天文观测测试他们的模型，在过去的二十年中，通过空间望远镜使得可以通过空间望远镜进行。数据很好。例如，在射流中，可以发生颗粒物流的交叉过桥，这又导致形成非常热点的斑点。“实际喷射的X射线测量显示了这些特征，在实验室中的真正刻度等离子体模型的完全相同的点，”Cowan说。在其帮助下，研究人员能够提供一个模型，这是一步的第一次能够通过磁场解释弹簧的形成。以前的方法考虑了关于年轻明星另一个影响因素的物质的旋转。

实现等离子体可以以这种方式集中的实现可能在医学工程领域证明真正的实际福音。根据Cowan，可以想到，在脉冲磁场的帮助下，可以生产特别薄的质子梁以用于放射治疗。这就是弗洛里亚克罗尔，博士。学生在HZDR和学习的共同作者中的一个正在调查。

专用脉冲发生器设计在德累斯顿高磁场实验室

为了为实验产生强大的脉冲磁场，研究人员利用了HZDR德累斯顿高磁场实验室的专业知识：“我们开发了一个特殊的脉冲发生器，允许我们的法国同事在一个小型封闭的实验室内设置强大的磁场，”高磁场实验室专线宣传头博士托马斯Herrmannsdörfer说。发电机 - 距离衣柜的尺寸 - 能够产生高达300千岩的电流。

根据Herrmannsdörfer的说法，建立如此紧凑的设施是一个真正的技术挑战：“我们的电气工程师提出了一些非常创新的解决方案。这也在帮助我们在工业和医疗技术中开发这些类型的发电机。“目前，脉冲发生器仍然位于巴黎附近的Palaiseau的法国激光实验室，因为从12月开始，德累斯顿科学家们正计划再次与他们的Luli同事一起工作。

出版物：B.Albertazzi等，“通过聚结面色磁场的”一款缩放的抗议者喷气机的实验室形成“2014年10月17日：卷。 346号。 6207 PP 325-328; DOI：10.1126 /科学.1259694

图像：ESO / L。卡拉达

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