Các nhà khoa học đã nghiên cứu ngọn lửa nhỏ trong phòng thí nghiệm để hiểu rõ hơn về lực lượng titan điều khiển siêu tân tinh - hay nổ tung các ngôi sao.
Bắt đầu từ hành vi của ngọn lửa nhỏ trong phòng thí nghiệm, một nhóm các nhà nghiên cứu đã đạt được những hiểu biết mới về lực lượng titan điều khiển vụ nổ siêu tân tinh loại Ia.
Aaron Jackson tại Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Hải quân ở Washington, D.C. và các đồng nghiệp đã trình bày kết quả của họ (pdf) tại cuộc họp của Bộ phận Động lực học (APS) của Hiệp hội Vật lý Hoa Kỳ (DF) tại Baltimore vào tuần trước (20-22 / 11/2011).
Siêu tân tinh loại Ia được cho là hình thành khi một ngôi sao lùn trắng - chất kết dính còn lại của một ngôi sao như mặt trời của chúng ta - tích tụ rất nhiều khối lượng từ một ngôi sao đồng hành đến mức nó có thể điều khiển nhiên liệu nhiệt hạch trong bên trong và phát nổ trong thời gian ngắn các ngôi sao khác trong thiên hà chủ của nó.
Để hiểu được các điều kiện phức tạp khi điều khiển loại siêu tân tinh này, các nhà nghiên cứu đã thực hiện các tính toán 3 chiều mới về sự hỗn loạn được cho là đẩy ngọn lửa cháy chậm vượt qua giới hạn của nó, gây ra vụ nổ nhanh - cái gọi là chuyển tiếp xì hơi (DDT).
Làm thế nào quá trình chuyển đổi này có thể xảy ra đang được tranh luận sôi nổi. Jackson và các đồng nghiệp của ông nói rằng nghiên cứu của họ cung cấp những hiểu biết sâu sắc về những gì đang xảy ra vào thời điểm khi ngôi sao lùn trắng thực hiện quá trình chuyển đổi ngoạn mục sang siêu tân tinh. Jackson nói:
Các đặc tính nhiễu loạn được suy ra từ các mô phỏng này cung cấp cái nhìn sâu sắc về quy trình DDT, nếu nó xảy ra.
Các nhà nghiên cứu nói rằng việc hiểu siêu tân tinh có thể giúp các nhà thiên văn học hiểu các khía cạnh khác của vũ trụ của chúng ta.
Ví dụ, vì siêu tân tinh có một đặc trưng độ sáng, các nhà thiên văn sử dụng chúng để tính khoảng cách vũ trụ. Nói cách khác, các nhà thiên văn học có thể nhìn thấy siêu tân tinh ở khoảng cách rất xa. Họ có thể quan sát hành vi của họ để có được ước tính tốt về độ sáng nội tại của họ. Sau đó, họ thấy siêu tân tinh xuất hiện với chúng ta từ Trái đất như thế nào để ước tính khoảng cách của chúng. Bởi vì chúng được sử dụng để tính toán khoảng cách trên vũ trụ theo cách này, siêu tân tinh đôi khi được các nhà thiên văn học gọi là nến tiêu chuẩn.
Các nhà nghiên cứu suy đoán rằng sự hiểu biết tốt hơn về nền tảng vật lý của cơ chế vụ nổ siêu tân tinh loại Ia sẽ giúp các nhà thiên văn học tự tin hơn khi sử dụng siêu tân tinh loại Ia làm nến tiêu chuẩn, và do đó có thể đưa ra ước tính khoảng cách chính xác hơn trong không gian rộng lớn của vũ trụ chúng ta.
Điểm mấu chốt: Các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu hành vi của ngọn lửa nhỏ trong phòng thí nghiệm để tìm hiểu vụ nổ siêu tân tinh loại Ia. Họ đã thực hiện các tính toán 3 chiều mới về sự hỗn loạn được cho là đẩy ngọn lửa cháy chậm vượt qua giới hạn của nó, gây ra tiếng nổ nhanh - cái gọi là chuyển tiếp xì hơi (DDT). Một cơ chế tương tự cũng có thể xảy ra trong siêu tân tinh loại Ia.