13 maart 2024 (Nanowerk NieuwsNatuurkundigen wenden zich vaak tot de instabiliteit van Rayleigh-Taylor om uit te leggen waarom vloeibare structuren in plasma's ontstaan, maar dat is misschien niet het volledige verhaal als het gaat om de ring van waterstofklonten rond supernova 1987A, suggereert onderzoek van de Universiteit van Michigan. In een studie gepubliceerd in Physical Review Letters (“Hydrodynamisch mechanisme voor klontering langs de equatoriale ringen van SN1987A en andere sterren”), beweert het team dat de instabiliteit van de Kraai het ‘parelsnoer’ dat het overblijfsel van de ster omcirkelt, beter verklaart en licht werpt op een al lang bestaand astrofysisch mysterie.
De simulatie toont de vorm van de gaswolk aan de linkerkant en de wervels, of gebieden met snel roterende stroming, aan de rechterkant. Elke ring vertegenwoordigt een later tijdstip in de evolutie van de cloud. Het laat zien hoe een gaswolk die begint als een gelijkmatige ring zonder rotatie, een klonterige ring wordt naarmate de wervels zich ontwikkelen. Uiteindelijk valt het gas uiteen in duidelijke klonten. (Afbeelding: Michael Wadas, Scientific Computing and Flow Laboratory) “Het fascinerende hiervan is dat hetzelfde mechanisme dat het ontwaken van vliegtuigen verbreekt hier een rol zou kunnen spelen”, zegt Michael Wadas, corresponderend auteur van het onderzoek en een afgestudeerde student in de mechanische wetenschappen. techniek op het moment van de werkzaamheden. In straalcontrails veroorzaakt de instabiliteit van de Crow breuken in de vloeiende lijn van wolken vanwege de spiraalvormige luchtstroom die uit het uiteinde van elke vleugel komt, ook wel vleugeltipwervelingen genoemd. Deze wervels vloeien in elkaar over, waardoor gaten ontstaan – iets wat we kunnen zien aan de waterdamp in de uitlaat. En de instabiliteit van de Crow kan iets doen wat Rayleigh-Taylor niet kon: het voorspellen van het aantal klonten dat rond het overblijfsel wordt gezien. “De instabiliteit van Rayleigh-Taylor zou je kunnen vertellen dat er misschien klonten zijn, maar het zou erg moeilijk zijn om er een aantal uit te halen”, zegt Wadas, die nu postdoctoraal onderzoeker is aan het California Institute of Technology.
Op een zwarte achtergrond gloeien zwakke of verre sterren wit, terwijl drie nabije of helderdere sterren zeshoekige diffractiepatronen produceren, zoals regenboogsneeuwvlokken. In het midden van het beeld lijkt het supernova-overblijfsel op een reptielenoog, met een groenblauw wolkje in het midden omringd door helderwitte stippen, de klontjes waterstof die worden verlicht door de schokgolf van de supernova. Een bleke waas omringt de ring van stippen, met daarbinnen andere, minder duidelijke stippen. Supernova 1987A is een van de beroemdste stellaire explosies omdat hij relatief dicht bij de aarde staat op een afstand van 163,000 lichtjaar, en zijn licht de aarde bereikte in een tijd dat er geavanceerde observatoria bestonden om getuige te zijn van de evolutie ervan. Het is de eerste supernova die met het blote oog zichtbaar is sinds de supernova van Kepler in 1604, waardoor het een ongelooflijk zeldzame astrofysische gebeurtenis is die een buitenmaatse rol heeft gespeeld bij het vormgeven van ons begrip van de evolutie van sterren.
Een nabij-infraroodopname van het overblijfsel achtergelaten door supernova 1987A, gemaakt door de James Webb Space Telescope. De waterstofklonten die bekend staan als de ‘parelketting’ verschijnen als een ring van witte stippen rond het blauwgroen centrum van het stellaire overblijfsel en schijnen nog steeds helder als gevolg van de energie die wordt afgegeven door de supernova-schokgolf. Het aantal klonten komt overeen met de instabiliteit van de Kraai die ervoor heeft gezorgd dat ze zijn ontstaan. (Afbeelding: NASA, ESA, CSA, M. Matsuura (Cardiff University), R. Arendt (NASA's Goddard Spaceflight Center & University of Maryland, Baltimore County), C. Fransson (Universiteit van Stockholm), J. Larsson (KTH Royal Institute of Technology), A. Pagan (STScI)) Hoewel er nog veel onbekend is over de ster die explodeerde, wordt aangenomen dat de gasring rond de ster vóór de explosie het gevolg was van de samensmelting van twee sterren. Die sterren stoten waterstof uit in de ruimte om hen heen toen ze tienduizenden jaren vóór de supernova een blauwe reus werden. Die ringvormige gaswolk werd vervolgens geteisterd door de stroom snelle geladen deeltjes die van de blauwe reus afkwam, bekend als een stellaire wind. Er wordt aangenomen dat de klonten zijn gevormd voordat de ster explodeerde. De onderzoekers simuleerden de manier waarop de wind de wolk naar buiten duwde en tegelijkertijd over het oppervlak sleepte, waarbij de boven- en onderkant van de wolk sneller naar buiten werden geduwd dan het midden. Dit zorgde ervoor dat de wolk zich in zichzelf opkrulde, wat de instabiliteit van de Kraai veroorzaakte en ervoor zorgde dat deze uiteenviel in redelijk gelijkmatige klonten die het parelsnoer werden. De voorspelling van 32 komt zeer dicht in de buurt van de waargenomen 30 tot 40 klonten rond het overblijfsel van supernova 1987A. “Dat is een belangrijk deel van de reden waarom we denken dat dit de Crow-instabiliteit is”, zegt Eric Johnsen, UM-hoogleraar werktuigbouwkunde en senior auteur van het onderzoek. Het team zag aanwijzingen dat de instabiliteit van de Crow de vorming zou kunnen voorspellen van meer kralenringen rond de ster, verder weg van de ring die op telescoopbeelden het helderst lijkt. Ze waren blij om te zien dat er meer klonten lijken te verschijnen in de opname van de nabij-infraroodcamera van de James Webb Space Telescope, die in augustus vorig jaar werd uitgebracht, legde Wadas uit. Het team suggereerde ook dat de instabiliteit van de Crow een rol zou kunnen spelen wanneer het stof rond een ster zich in planeten nestelt, hoewel verder onderzoek nodig is om deze mogelijkheid te onderzoeken.
De simulatie toont de vorm van de gaswolk aan de linkerkant en de wervels, of gebieden met snel roterende stroming, aan de rechterkant. Elke ring vertegenwoordigt een later tijdstip in de evolutie van de cloud. Het laat zien hoe een gaswolk die begint als een gelijkmatige ring zonder rotatie, een klonterige ring wordt naarmate de wervels zich ontwikkelen. Uiteindelijk valt het gas uiteen in duidelijke klonten. (Afbeelding: Michael Wadas, Scientific Computing and Flow Laboratory) “Het fascinerende hiervan is dat hetzelfde mechanisme dat het ontwaken van vliegtuigen verbreekt hier een rol zou kunnen spelen”, zegt Michael Wadas, corresponderend auteur van het onderzoek en een afgestudeerde student in de mechanische wetenschappen. techniek op het moment van de werkzaamheden. In straalcontrails veroorzaakt de instabiliteit van de Crow breuken in de vloeiende lijn van wolken vanwege de spiraalvormige luchtstroom die uit het uiteinde van elke vleugel komt, ook wel vleugeltipwervelingen genoemd. Deze wervels vloeien in elkaar over, waardoor gaten ontstaan – iets wat we kunnen zien aan de waterdamp in de uitlaat. En de instabiliteit van de Crow kan iets doen wat Rayleigh-Taylor niet kon: het voorspellen van het aantal klonten dat rond het overblijfsel wordt gezien. “De instabiliteit van Rayleigh-Taylor zou je kunnen vertellen dat er misschien klonten zijn, maar het zou erg moeilijk zijn om er een aantal uit te halen”, zegt Wadas, die nu postdoctoraal onderzoeker is aan het California Institute of Technology.Op een zwarte achtergrond gloeien zwakke of verre sterren wit, terwijl drie nabije of helderdere sterren zeshoekige diffractiepatronen produceren, zoals regenboogsneeuwvlokken. In het midden van het beeld lijkt het supernova-overblijfsel op een reptielenoog, met een groenblauw wolkje in het midden omringd door helderwitte stippen, de klontjes waterstof die worden verlicht door de schokgolf van de supernova. Een bleke waas omringt de ring van stippen, met daarbinnen andere, minder duidelijke stippen. Supernova 1987A is een van de beroemdste stellaire explosies omdat hij relatief dicht bij de aarde staat op een afstand van 163,000 lichtjaar, en zijn licht de aarde bereikte in een tijd dat er geavanceerde observatoria bestonden om getuige te zijn van de evolutie ervan. Het is de eerste supernova die met het blote oog zichtbaar is sinds de supernova van Kepler in 1604, waardoor het een ongelooflijk zeldzame astrofysische gebeurtenis is die een buitenmaatse rol heeft gespeeld bij het vormgeven van ons begrip van de evolutie van sterren.
Een nabij-infraroodopname van het overblijfsel achtergelaten door supernova 1987A, gemaakt door de James Webb Space Telescope. De waterstofklonten die bekend staan als de ‘parelketting’ verschijnen als een ring van witte stippen rond het blauwgroen centrum van het stellaire overblijfsel en schijnen nog steeds helder als gevolg van de energie die wordt afgegeven door de supernova-schokgolf. Het aantal klonten komt overeen met de instabiliteit van de Kraai die ervoor heeft gezorgd dat ze zijn ontstaan. (Afbeelding: NASA, ESA, CSA, M. Matsuura (Cardiff University), R. Arendt (NASA's Goddard Spaceflight Center & University of Maryland, Baltimore County), C. Fransson (Universiteit van Stockholm), J. Larsson (KTH Royal Institute of Technology), A. Pagan (STScI)) Hoewel er nog veel onbekend is over de ster die explodeerde, wordt aangenomen dat de gasring rond de ster vóór de explosie het gevolg was van de samensmelting van twee sterren. Die sterren stoten waterstof uit in de ruimte om hen heen toen ze tienduizenden jaren vóór de supernova een blauwe reus werden. Die ringvormige gaswolk werd vervolgens geteisterd door de stroom snelle geladen deeltjes die van de blauwe reus afkwam, bekend als een stellaire wind. Er wordt aangenomen dat de klonten zijn gevormd voordat de ster explodeerde. De onderzoekers simuleerden de manier waarop de wind de wolk naar buiten duwde en tegelijkertijd over het oppervlak sleepte, waarbij de boven- en onderkant van de wolk sneller naar buiten werden geduwd dan het midden. Dit zorgde ervoor dat de wolk zich in zichzelf opkrulde, wat de instabiliteit van de Kraai veroorzaakte en ervoor zorgde dat deze uiteenviel in redelijk gelijkmatige klonten die het parelsnoer werden. De voorspelling van 32 komt zeer dicht in de buurt van de waargenomen 30 tot 40 klonten rond het overblijfsel van supernova 1987A. “Dat is een belangrijk deel van de reden waarom we denken dat dit de Crow-instabiliteit is”, zegt Eric Johnsen, UM-hoogleraar werktuigbouwkunde en senior auteur van het onderzoek. Het team zag aanwijzingen dat de instabiliteit van de Crow de vorming zou kunnen voorspellen van meer kralenringen rond de ster, verder weg van de ring die op telescoopbeelden het helderst lijkt. Ze waren blij om te zien dat er meer klonten lijken te verschijnen in de opname van de nabij-infraroodcamera van de James Webb Space Telescope, die in augustus vorig jaar werd uitgebracht, legde Wadas uit. Het team suggereerde ook dat de instabiliteit van de Crow een rol zou kunnen spelen wanneer het stof rond een ster zich in planeten nestelt, hoewel verder onderzoek nodig is om deze mogelijkheid te onderzoeken.
- Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
- PlatoData.Network Verticale generatieve AI. Versterk jezelf. Toegang hier.
- PlatoAiStream. Web3-intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
- PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Milieu, Zonne, Afvalbeheer. Toegang hier.
- Plato Gezondheid. Intelligentie op het gebied van biotech en klinische proeven. Toegang hier.
- Bron: https://www.nanowerk.com/news2/space/newsid=64846.php
