Ученые воссоздали на Земле давление, зафиксированное на белых карликах в космосе

Экспериментальная установка состояла из маленькой твердой миллиметровой пластиковой бусины внутри полого золотого цилиндра размером с ластик на карандаше, называемого хольраумом. Его облучали 1,1 миллиона джоулей ультрафиолетового света, испускаемого лазерами, что создало однородную рентгеновскую ванну, нагревающую пластиковую сферу почти до 3,5 миллиона градусов Цельсия. Внешний слой шарика был разрушен, в результате чего образовалась сферическая ударная волна, распространяющаяся со скоростью до 220 километров в секунду, что привело к увеличению давления.

Весь этот процесс происходил необычайно быстро – ударная волна прошла весь образец всего за девять наносекунд, но с помощью рентгеновской радиографии ученые смогли измерить давление в 100 мегабар на внешней стороне шарика, и в 450 мегабар на его середине. Для сравнения: давление внутри ядра Земли составляет 3,6 мегабара. Раньше максимальное давление, достигаемое в контролируемом эксперименте, составляло 60 мегабар.

Полученные измерения эквивалентны давлению в углеродных оболочках редкого типа белых карликов – одних из самых плотных объектов во Вселенной. Это означает, что у ученых появилась возможность изучить на Земле влияние давления на изменение яркости звезд в космосе.

Некоторые из белых карликов при вращении пульсируют, что приводит к изменению яркости. Чтобы понять эти пульсации и смоделировать их, нам нужно точное понимание того, как вещество звезды ведет себя под давлением. Помимо рентгеновской радиографии, физики использовали рентгеновское томсоновское рассеяние для измерения температуры электронов и степени ионизации в образце.