为什么有些星星在爆炸中结束生活

通过研究德克萨斯州领导地区的地球爆炸瓦斯爆炸的事件&米大学助理教授 Alexei Poludnenko. 可能已经发现为什么有些星星,被称为白矮星,通过在超新星爆炸中猛烈引爆来结束他们的生命。

虽然这些恒星内的条件与地球上的条件不同,但研究人员已经表现出来 十一月问题 科学 在恒星中灭绝的基本机制类似于触发陆地爆炸的基本机制。因此,他们的发现可能有助于采取抢先措施来避免与爆炸相关的事故以及在地球上推进新的推进和能量转换系统。

对于这项研究,研究人员基于湍流概念制定了气体中的爆轰起始理论,简单地定义为空气或液体包裹的混沌和快速运动。在点燃的气体中,湍流可以快速混合未燃烧的燃料,并具有燃烧的更热的产品。结果,燃烧和能量释放的速度大大加速。

“这些流动中的湍流动作类似于当我们加入咖啡时发生的事情。独自一人,奶油需要很长时间才能与咖啡混合,“康涅狄格大学机械工程副教授的航空航天工程系联盟兼职教授。 “但如果我们用勺子搅拌它,我们会引起湍流;因此,勺子的运动迫使奶油和咖啡更快地移动,大大加速了它们的混合。“

为了调查湍流可能是挥发性气体引爆的原因,研究团队设计了一种由1.5米长的通道组成的实验设置,一端安装了火花塞。沿着腔室的长度,研究人员在不同仔细选择的位置定位穿孔板。设计平板以促进易燃气体混合物中的湍流。在点燃气体之后,研究人员测量所得火焰的速度,以及由其产生的压力,在腔室的不同位置处。

Poludnenko和他的团队观察到腔室内的实验诱导的湍流导致火焰变得不稳定,快速加速,产生比声速快得多的冲击波。随着他们的理论预测,这些冲击波在力量中增长,并增加了燃烧的速度,最终导致爆炸。

由于他们的理论描述了气体爆炸井,研究人员接下来调查了同样的理论也可以解释恒星爆炸,即在白矮星内接受核融合的材料的爆炸。在模拟这些恒星的起泡核心中的湍流条件时,PoludneNko和他的团队发现他们的理论预测,就像导致气体爆炸的事件一样,湍流也可能导致星形内的超音速冲击。这些波力强迫恒星剧烈咀嚼其核燃料,引发了大规模的爆炸,最终在几秒钟内爆发了明星,产生了一种能够在整个星系中出现的爆炸。

Poludnenko指出,虽然他们的发现在宇宙学和天体物理学中具有许多应用,但他们的作品也在地球上具有重要应用。

“我们想使用我们的理论来预测,为什么和当我们的星球上的爆炸会发生时,”他说。例如,如果我们可以准确计算工业环境中的导弹倾向,例如,我们可以微调我们的安全程序,并希望旨在规避主要灾难。“

该研究的其他贡献者包括佛罗里达州中部大学机械和航空航天工程系的Jessica Chambers和Kareem Ahmed; Vadim Gamezo来自华盛顿州海军研究实验室,D.C;和Brian Taylor从空军研究实验室在佛罗里达州。

这项工作得到了动力,燃烧和非平衡热力学产品组合的支持,在湍流燃烧和爆炸,美国宇航局和alpha基础上的爆炸燃烧和爆炸,Alpha基础,提高矿井安全和健康。



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