Экстремальное давление звезд-белых карликов воспроизвели в лаборатории

Ученые впервые создали в лабораторных условиях давление, в 100 раз превышающее давление в ядре Земли. Используя самую высокоэнергетическую лазерную систему в мире, физики ненадолго подвергли твердые образцы углеводородов давлению до 450 мегабар, сообщает Nature.

Этот показатель в 450 миллионов раз превышает атмосферное давление Земли на уровне моря и сопоставим с условиями внутри белых карликов – одних их самых плотных объектов во Вселенной.

Белые карлики – финальная стадия жизненного цикла таких звезд, как Солнце. Это «мертвые» тела, лишившиеся внешних слоев и не способные поддерживать термоядерные реакции.

Масса белых карликов может в 1,5 раз превосходить Солнечную, но по размерам они не больше Земли. Только явление под названием вырожденное электронное давление удерживает их от коллапса под влиянием собственной гравитации.

Ученые не слишком хорошо представляют, какие процессы происходят внутри белых карликов. Наблюдения астрономов не всегда совпадают с разработанными теоретическими моделями.

Представители Национальной лаборатории Лоуренса Ливермора решили раскрыть эту загадку при помощи лабораторного опыта. Экспериментальная установка состояла из твердого углеводородного (пластикового) шарика диаметром в один миллиметр, заключенного внутрь полого золотого цилиндра. Конструкцию облучили 1,1 млн джоулей ультрафиолетового света. Пластиковая сфера нагрелась почти до 3,5 млн Кельвинов.

Внешний слой шарика был разрушен, и возникла ударная волна, которая достигала скорости 220 километров в секунду. Движение волны приводило к росту давления по мере распространения через шарик.

Данный процесс занял всего 9 наносекунд, но ученым удалось зафиксировать давление от 100 мегабар на внешней стороне шарика до 450 мегабар на середине. К слову, предыдущий рекорд искусственного давления составлял 60 мегабар.

Давление, полученное в ходе эксперимента, может наблюдаться в углеродной оболочке «горячих» белых карликов. Ученые отметили, что, зная, как ведет себя материя в недрах звезд, они смогут объяснить колебания их яркости и пульсацию, а также другие свойства, которые ранее ставили исследователей в тупик.

Ранее ученые заявили, что на Уране и Нептуне могут идти алмазные дожди. Драгоценная камни возникают в результате сильного давления.