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沒有辦法觸摸天上的星辰,那就在實驗室里造一顆

美國科學家要在實驗室里造星星。

Chopin Nocturne No.8 in D-flat, Op.27, No.2

 RCA RED SEAL BEST100

Arthur Rubinstein 

00:00/06:12

天文學在很大程度上是一門觀測科學。但科研人員打算在地球上還原恆星內部的物理環境,複製出超高溫、超高密度的等離子體。Randy Montoya

美國天體物理學家打算耗資700萬美元,重建恆星內部的實際環境。他們希望通過這樣的實驗,進一步縮小在估算緻密天體——比如白矮星——的大小和年齡時可能產生的誤差。

該計劃已獲得美國能源部核安全管理局的批准,資金被授予了德州大學,預計在5年時間內,一個天體物理學等離子體特性研究中心(CAPP)將被建立起來。科學家希望能夠通過實驗科學,來推進天文學的發展。

中心研究者未來進行的實驗,將在與恆星內部保持一致的極端溫度和密度環境下進行。在桑迪亞國家實驗室的全球最強X射線源——Z機器配合下,科研團隊將要製造的,是超高溫、超高密度的等離子體,亦即恆星內部的物質。?

該計劃最重要的意義,是它能夠改變天文學的研究方法。天體物理學的傳統研究方法主要靠觀測,實驗也只能在比實際情況縮小很多個數量級的條件下進行。因此實驗結果很容易和觀測結果不一致。

這種不一致在計算白矮星質量時會表現得非常明顯。白矮星是恆星的屍體,它們的質量如果通過不同的方式測量,會有10%至15%的差異。而當天文學家進一步使用這些數據進行推算,比如推算星系的年齡時,誤差會擴大至幾十億年。

重建恆星內部環境,能夠讓科學家在實驗室里獲得一手數據,結果會更準確。而只有更準確的數據,才能消除誤差,把現有模型的精度提高到新水平。

未來的天體物理學家可能是幸運的,他們有機會把太陽和恆星放在顯微鏡下仔細觀察。

恆星內部物質製造原理。Jenna Luecke

參考:https://mcdonaldobservatory.org/news/releases/20180419


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