La supernova che ha innescato la nascita del sistema solare viene ricreata in laboratorio

L’esplosione della supernova che ha innescato la nascita del sistema solare, eccitando una nuvola di gas e polvere, è stata ricreata in laboratorio utilizzando un laser e una palla di schiuma.

Le nubi molecolari, come quella che conteneva i mattoni che portavano al Sole e ai pianeti, possono rimanere per sempre in uno stato di pacifico equilibrio, se lasciate sole.

Quando innescato da un evento esterno, come un’onda d’urto inviata dall’esplosione di una supernova, può creare sacche di materiale denso che collassano e formano una stella.

È quello che è successo nel caso del sistema solare, secondo i ricercatori del Politecnico di Parigi in Francia. Questi eventi non sono mai stati osservati e le simulazioni matematiche non possono misurare le complessità coinvolte, quindi il team si è rivolto a strumenti più banali.

Hanno usato una palla di schiuma per rappresentare un’area densa all’interno di una nuvola molecolare e un laser ad alta potenza per inviare un’onda d’urto che può propagarsi attraverso una camera di gas e quindi nella palla, osservando il processo utilizzando immagini a raggi X.

L’esplosione della supernova che ha innescato la nascita del sistema solare, eccitando una nuvola di gas e polvere, è stata ricreata in laboratorio utilizzando un laser e una palla di schiuma. Immagine di riserva

Le origini esatte del sistema solare sono state oggetto di dibattito, teoria e discussione per decenni e il nuovo studio potrebbe aprire un nuovo modo di sperimentare.

Il team francese è partito dall’idea che sarebbe stato necessario qualcosa per eccitare la nuvola di gas e polvere che portava al sole, alla Terra e ad altri pianeti.

Una stella gigante vicina è esplosa, inviando onde d’urto di particelle ad alta energia che esplodevano nello spazio, e queste si sarebbero schiantate contro la nostra nuvola altrimenti pacifica.

Il processo ha causato la rotazione della polvere e del gas che circondano la protostella, un’area densa di polvere e gas all’interno della nuvola, consentendo la formazione di pianeti attorno alla stella, invece di collassare nuovamente nel sole e creare una stella più grande.

Le osservazioni astronomiche non hanno una risoluzione spaziale sufficientemente alta per osservare questi processi e le simulazioni numeriche non sono in grado di gestire la complessità dell’interazione tra nuvole e resti di supernova.

Pertanto, l’innesco e la formazione di nuove stelle in questo modo è rimasta per lo più avvolta nel mistero, fino a questo nuovo lavoro.

Le nubi molecolari, come quella che conteneva i mattoni che portavano al Sole e ai pianeti, possono rimanere per sempre in uno stato di pacifico equilibrio, se lasciate sole

Le nubi molecolari, come quella che conteneva i mattoni che portavano al Sole e ai pianeti, possono rimanere per sempre in uno stato di pacifico equilibrio, se lasciate sole

Quando innescato da un evento esterno, come un'onda d'urto inviata dall'esplosione di una supernova, può creare sacche di materiale denso che collassano e formano una stella.  Immagine di riserva

Quando innescato da un evento esterno, come un’onda d’urto inviata dall’esplosione di una supernova, può creare sacche di materiale denso che collassano e formano una stella. Immagine di riserva

Un team di diverse istituzioni ha modellato l’interazione tra i resti di supernova e le nubi molecolari utilizzando un laser ad alta potenza e una palla di schiuma.

La palla di schiuma rappresenta un’area densa all’interno di una nuvola molecolare, corrispondente alla stella pro che un giorno sarebbe diventata il Sole.

Il laser ad alta potenza crea un’onda d’urto, che rappresenta i resti di un’esplosione di supernova, che si propaga attraverso una camera di gas circostante e nella palla.

COME SI FORMANO LE STELLE?

Le stelle si formano da dense nubi molecolari – di polvere e gas – in regioni dello spazio interstellare note come vivai stellari.

Una singola nuvola molecolare, che contiene principalmente atomi di idrogeno, può essere migliaia di volte la massa del sole.

Subiscono un movimento turbolento con il gas e la polvere che si muovono nel tempo, disturbando gli atomi e le molecole facendo sì che alcune regioni abbiano più materia di altre parti.

Se abbastanza gas e polvere si uniscono in un’area, inizia a collassare sotto il peso della propria gravità.

Quando inizia a collassare, diventa lentamente più caldo e si espande verso l’esterno, assorbendo più gas e polvere circostanti.

A questo punto, quando la regione è larga circa 900 miliardi di miglia, diventa un nucleo prestellare e inizia il processo per diventare una stella.

Quindi, nei prossimi 50.000 anni questo si contrarrà per 92 miliardi di miglia per diventare il nucleo interno di una stella.

Il materiale in eccesso viene espulso verso i poli della stella e attorno alla stella si forma un disco di gas e polvere, che forma una protostella.

Questa è materia poi incorporata nella stella o espulsa in un disco più ampio che porterà alla formazione di pianeti, lune, comete e asteroidi.

L’esperimento ha rivelato che le stelle si formano dalle onde d’urto di una supernova che si propagano attraverso gas e polvere, per creare sacche di materiale denso.

Il semplice test getta nuova luce sull’evoluzione dell’universo, scoprendo che a un certo limite i detriti collassano in una piccola stella.

Il coautore Bruno Albertazzi ha dichiarato: “La nostra primitiva nuvola molecolare, dove si è formato il sole, è stata probabilmente innescata dai resti di supernova.

“Apre un nuovo e promettente percorso per l’astrofisica di laboratorio per comprendere tutti questi punti principali.”

I resti della materia espulsa dall’antica esplosione possono ancora essere trovati in campioni di meteoriti primitivi oggi, secondo il team.

Il lavoro ha coinvolto esperti della Libera Università di Berlino, dell’Accademia Russa delle Scienze, dell’Università di Oxford e dell’Università di Osaka

Significa che tutta la materia che costituisce il nostro sistema solare e i nostri pianeti una volta è stata espulsa da una supernova, che è lo stadio finale della vita per le stelle massicce.

Albertazzi ha detto: ‘Stiamo davvero guardando all’inizio dell’interazione. In questo modo puoi vedere se la densità media della schiuma aumenta e se inizierai a formare stelle più facilmente.’

I meccanismi influiscono sulla velocità di formazione stellare e sull’evoluzione delle galassie, spiegano l’esistenza delle stelle più massicce e hanno conseguenze nel nostro sistema solare.

Parte della schiuma si è compressa, mentre altre si sono allungate. Questo ha cambiato la densità media del materiale.

Le supernove sono le più grandi esplosioni nello spazio. La pressione di una stella massiccia cade così all’improvviso la bassa gravità prende il sopravvento e collassa in pochi secondi.

L’esplosione è incredibilmente luminosa e abbastanza potente da creare nuovi nuclei atomici.

In futuro, i ricercatori dovranno tenere conto della massa allungata per misurare veramente il materiale compresso e l’impatto dell’onda d’urto sulla formazione stellare.

Hanno in programma di esplorare l’influenza della radiazione, del campo magnetico e della turbolenza.

Albertazzi ha aggiunto: “Questo primo articolo doveva davvero dimostrare le possibilità di questa nuova piattaforma aprendo un nuovo argomento che potrebbe essere studiato utilizzando laser ad alta potenza”.

I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Matter and Radiation at Extremes.

LE SUPERNOVAE SI VERIFICANO QUANDO UNA STELLA GIGANTE ESPLODE

Una supernova si verifica quando una stella esplode, sparando detriti e particelle nello spazio.

Una supernova brucia solo per un breve periodo di tempo, ma può dire molto agli scienziati su come è iniziato l’universo.

Un tipo di supernova ha mostrato agli scienziati che viviamo in un universo in espansione, che sta crescendo a un ritmo sempre crescente.

Gli scienziati hanno anche determinato che le supernove svolgono un ruolo chiave nella distribuzione degli elementi in tutto l’universo.

Nel 1987, gli astronomi hanno individuato una

Nel 1987, gli astronomi hanno individuato una “supernova titanica” in una galassia vicina sfolgorante con la potenza di oltre 100 milioni di soli (nella foto)

Ci sono due tipi conosciuti di supernova.

Il primo tipo si verifica nei sistemi stellari binari quando una delle due stelle, una nana bianca carbonio-ossigeno, ruba materia dalla sua stella compagna.

Alla fine, la nana bianca accumula troppa materia, facendo esplodere la stella, risultando in una supernova.

Il secondo tipo di supernova si verifica alla fine della vita di una singola stella.

Quando la stella esaurisce il combustibile nucleare, parte della sua massa fluisce nel suo nucleo.

Alla fine, il nucleo è così pesante che non sopporta la propria forza gravitazionale e il nucleo collassa, provocando un’altra gigantesca esplosione.

Molti elementi trovati sulla Terra sono realizzati nel nucleo delle stelle e questi elementi viaggiano per formare nuove stelle, pianeti e tutto il resto nell’universo.

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