Naukowcy odtwarzają w laboratorium gęstość białego karła

Gęstość białego karła wymyka się naszej wyobraźni. Łyżka materii białego karła ważyłaby tyle, co samochód na Ziemi. Atomy wewnątrz gwiazdy są ściśnięte tak mocno, że są na krawędzi zapaści. Ściśnij trochę więcej białego karła, a zapadnie się on w gwiazdę neutronową. A teraz możemy odtworzyć gęstość białego karła w laboratorium.

Wewnątrz białego karła atomy są ściśnięte prawie do momentu zapaści.  Teraz stworzyliśmy tę sytuację w laboratorium.

Zbliżenie komory hohlraum. Źródło: Lawrence Livermore National Laboratory

Materiał jest tworzony przez skupianie intensywnego światła laserowego na maleńkiej złotej komorze zwanej hohlraum. Hohlraum zawiera 1 mm pastylkę metylidyny lub CH. W rezultacie pelet jest ściskany do ciśnienia 450 milionów atmosfer, podnoszony do temperatury 3,5 miliona stopni i kąpany w promieniach rentgenowskich. Kiedy pastylka próbki jest napromieniowana, zewnętrzna warstwa nagrzewa się i rozszerza, co tworzy falę uderzeniową, która biegnie w kierunku środka pastylki z prędkością 200 kilometrów na sekundę.

Materia białego karła istnieje krótko, tylko w czasie wybuchu, ale wystarczająco długo. Nazywa się to równaniem stanu, które opisuje związek między ciśnieniem, gęstością i temperaturą materiału. Ustalając równanie stanu dla białych karłów, naukowcy mogą zrozumieć, w jaki sposób powstają i ewoluują białe karły.

Zespół wykorzystał próbkę CH, ponieważ chciał zrozumieć typ gwiazdy znany jako białe karły DQ. Są to rzadkie białe karły, które są niezwykle gorące i mają atmosferę gazu węglowego. Wcześniejsze próby odtworzenia tego typu materii przyniosły niespójne rezultaty.

Chociaż jest to pierwszy przypadek powstania białej materii karłowatej w naszym Układzie Słonecznym, nie będzie to ostatni. Za około 5 miliardów lat naszemu Słońcu zabraknie wodoru do syntezy. Po krótkim okresie czasu, jako czerwony olbrzym, Słońce zakończy swoje życie, zapadając się w białego karła.