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恒星の爆発、超新星爆発の際の渦を粘性の高い液体の中で再現する実験が行われた。
これはもちろん超新星爆発そのものを再現するのではなくて、溶液の自立的・化学的な反応によって起こる渦が超新星爆発の際にも現れることから、超新星爆発で起こる渦、渦輪の攪拌反応を分析すると言う事だ。
ヨウ素酸塩・亜ヒ酸系(IAA:iodate-arsenous acid system)という実験で、この溶液の中で化学反応により渦が立ち上がる。


今回の実験の渦輪の攪拌反応の分析をすることで、超新星爆発の際のメカニズムが解明される可能性があると言う。
にわかにはこの実験と超新星爆発のメカニズムが一致しているとはなかなか思えないが、そこはさすがに専門家、この渦が超新星爆発の際にも現れる事がコンピューター・シミュレーションからもわかっているそうだ。



超新星爆発を実験室内で再現

もちろんこの化学反応は超新星爆発の相似実験に過ぎず、「核反応とは何ら関係がない。穏やかな再現方法だ」とモリス氏は言う。「だが相似性は高いと思う。反応溶液の泡が流動を起こし、その流動がまた別の流動を誘発する。これにより化学反応が起こり、時間とともに活発になる渦輪が発生するというメカニズムだ」。

今回の研究に参加したカナダのマギル大学に所属するマイケル・ロジャーズ氏によると、この実験は超新星爆発のコンピューターモデルの「現実性チェック」に相当するという。

「仮説を実証するような実験と考えてもらえばいいと思う。星の内部で起こっている反応をシミュレーションする際に、IAAはその裏付けとなり得る」。それが同氏の見解だ。前出のモリス氏は、「シミュレーションだけではわからなかったことが明らかになるかもしれない」とも話す。

例えばこの実験では、ある時点で渦が「分断」されて複数の渦輪が立ち上るケースも確認されている。コンピューター・シミュレーションでは、超新星爆発の際に立ち上る渦輪は1つだけという予測がほとんどだった。

「IAA実験では5回も続けて分断が起こっている。活発な渦輪の先端部分が根元から切り離され、一方で根元は新たな先端部分を形成する。そして新たに形成されたその先端部分が、再び肥大化して分断されるというプロセスの繰り返しだ。同じことが恒星内部でも起こっているのかもしれない」とモリス氏は語った。

今回の研究の詳細はコーネル大学図書館が運営するWebサイト「arXiv.org」で公開されており、「Physical Review E」誌にも掲載予定。



この実験での利点は渦輪の反応過程の速度が非常にゆっくりになる事で分析しやすいと言う事。
粘度の高いグリセロール溶液のせいでその動きが遅くなり、渦輪が形成されてから容器上部に達するまでに10分かかる。これが一般のIAA実験では瞬く間に終わってしまう為に分析が難しいらしい。


超新星爆発の相似実験の分析により、渦の流動が別の流動を誘発してさらに化学反応が起こり、超新星爆発の中で起こっている渦輪が発生するメカニズムの詳細がシュミレーションできるとのことだ。

まったく関わりの無いような実験室のシリンダーの中で起こる現象が、遠く宇宙の彼方の超新星爆発と同じ動きの反応を起こすなんて、おもしろいものだ。
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