Des chercheurs ont créé une version miniature des ondes de choc de supernova en laboratoire pour résoudre un ancien mystère du cosmos.
Lorsque les étoiles meurent et deviennent supernova, elles créent des ondes de choc qui éjectent des particules de haute énergie dans l'univers. Les ondes agissent presque comme des accélérateurs, poussant les particules si fort que leur vitesse se rapproche de la vitesse de la lumière. Cependant, les scientifiques doivent encore comprendre exactement comment et pourquoi les ondes de choc accélèrent les particules.
"Ce sont des systèmes fascinants, mais ils sont difficiles à étudier en raison de leur éloignement", a déclaré Frederico Feuse, scientifique principal au Laboratoire national des accélérateurs SLAC du ministère de l'Énergie qui a dirigé l'étude.
Pour mieux étudier les ondes de choc cosmiques, les scientifiques les ont recréées sur Terre.
Fuze et ses collègues ont travaillé pour créer une onde de choc diffusive rapide qui pourrait imiter une onde de supernova. Les chercheurs ont "tiré" de puissants lasers sur les feuilles de carbone pour créer deux flux de plasma dirigés l'un vers l'autre. Lorsque les flux de plasma sont entrés en collision, ils ont créé une onde de choc "ressemblant à une supernova", selon le communiqué. Au cours de l'expérience, des observations ont été faites à l'aide de technologies optiques et à rayons X.
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Les scientifiques ont confirmé que l'impact est capable d'accélérer les électrons presque à la vitesse de la lumière. Cependant, la manière exacte dont cela se produit reste un mystère, ce qui a incité les chercheurs à se tourner vers des simulations informatiques. "Nous ne pouvons pas voir les détails de la façon dont les particules acquièrent de l'énergie même dans les expériences, sans parler des observations astrophysiques. Maintenant, c'est le moment de la simulation", a déclaré Anna Grassi, co-auteur de la nouvelle étude.
Les modèles informatiques créés par Grassi ont révélé une explication possible : les champs électromagnétiques turbulents à l'intérieur de l'onde de choc peuvent accélérer les électrons aux vitesses indiquées.