Pesquisadores criaram uma versão em miniatura de ondas de choque de supernova em laboratório para resolver um antigo mistério do cosmos.
Quando as estrelas morrem e se tornam supernovas, elas criam ondas de choque que ejetam partículas de alta energia no universo. As ondas agem quase como aceleradores, empurrando as partículas com tanta força que sua velocidade se aproxima da velocidade da luz. No entanto, os cientistas ainda precisam entender exatamente como e por que as ondas de choque aceleram as partículas.
"São sistemas fascinantes, mas difíceis de estudar por causa de seu afastamento", disse Frederico Feuse, cientista sênior do Laboratório de Acelerador Nacional SLAC do Departamento de Energia, que liderou o estudo.
Para estudar melhor as ondas de choque cósmicas, os cientistas as recriaram na Terra.
Fuze e seus colegas trabalharam para criar uma onda de choque difusa rápida que poderia imitar uma onda de supernova. Os pesquisadores "dispararam" lasers poderosos nas folhas de carbono para criar dois fluxos de plasma direcionados um para o outro. Quando os fluxos de plasma colidiram, eles criaram uma onda de choque "semelhante a uma supernova", de acordo com o comunicado. Durante o experimento, foram feitas observações usando tecnologias ópticas e de raios-X.
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Os cientistas confirmaram que o impacto é capaz de acelerar elétrons quase à velocidade da luz. No entanto, permanece um mistério como exatamente isso acontece, o que levou os pesquisadores a recorrer a simulações de computador. "Não podemos ver os detalhes de como as partículas ganham energia mesmo em experimentos, muito menos em observações astrofísicas. Agora é hora da simulação", disse Anna Grassi, coautora do novo estudo.
Modelos de computador criados por Grassi revelaram uma possível explicação: campos eletromagnéticos turbulentos dentro da onda de choque podem acelerar elétrons às velocidades indicadas.