Ερευνητική ομάδα δημιούργησε έναν περιστρεφόμενο δίσκο πλάσματος που μιμείται το υπερθερμασμένο αέριο σε δίσκους προσαύξησης που τροφοδοτούν σταδιακά τις μαύρες τρύπες.
Ένας ορίζοντας γεγονότων σηματοδοτεί το όριο στην εξωτερική άκρη μιας μαύρης τρύπας.
Οι επιστήμονες έφεραν το άμεσο περιβάλλον μιας μαύρης τρύπας στη Γη δημιουργώντας έναν περιστρεφόμενο δίσκο πλάσματος στο εργαστήριο.
Αυτός ο δακτύλιος υπερθερμασμένου αερίου μιμείται την ύλη που χτυπά γύρω από την άκρη των μαύρων οπών στους λεγόμενους «δίσκους προσαύξησης» που τροφοδοτούν σταδιακά την ύλη στις μαύρες τρύπες .
Το πείραμα που διεξήχθη από ερευνητές στο Imperial College του Λονδίνου θα μπορούσε, όπως αναφέρουν, να βοηθήσει τους επιστήμονες να απαντήσουν στο ερώτημα πώς μεγαλώνουν οι μαύρες τρύπες καταναλώνοντας την ύλη που τις περιβάλλει.
«Η κατανόηση του τρόπου συμπεριφοράς των δίσκων προσαύξησης δεν θα μας βοηθήσει μόνο να αποκαλύψουμε πώς αναπτύσσονται οι μαύρες τρύπες, αλλά και πώς τα σύννεφα αερίων καταρρέουν για να σχηματίσουν αστέρια , ακόμη και πώς θα μπορούσαμε να δημιουργήσουμε καλύτερα τα δικά μας αστέρια κατανοώντας τη σταθερότητα του πλάσματος στα πειράματα σύντηξης, δήλωσε ο Vicente Valenzuela Villaseca, επικεφαλής συγγραφέας της έρευνας και μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Πανεπιστήμιο του Πρίνστον.
Οι επιστήμονες δύσκολα μπορούν να αναδημιουργήσουν μια μαύρη τρύπα, όπως αυτή του M87, η οποία έχει μάζα 4,5 δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από αυτή του ήλιου. Αυτό σημαίνει ότι το επόμενο καλύτερο πράγμα που μπορούν να κάνουν για να μελετήσουν τα περιβάλλοντα αυτών των κοσμικών τιτάνων από κοντά και προσωπικά είναι να αναδημιουργήσουν το πλάσμα που κτυπά γύρω τους.
Η ομάδα χρησιμοποίησε τη μηχανή Mega Ampere Generator for Plasma Implosion Experiments (MAGPIE) για να περιστρέψει το πλάσμα και να δημιουργήσει μια ακριβή αναπαραγωγή δίσκων προσαύξησης. Αυτό απαιτούσε την επιτάχυνση οκτώ πιδάκων πλάσματος και τη σύγκρουσή τους για να δημιουργήσουν μια περιστρεφόμενη στήλη. Η ομάδα διαπίστωσε ότι το πλάσμα κινούνταν πιο γρήγορα στις εσωτερικές περιοχές της στήλης, κάτι που πιστεύεται ότι είναι ένα σημαντικό χαρακτηριστικό των δίσκων προσαύξησης.
Παρά το γεγονός ότι επιτρέπει την καλύτερη μοντελοποίηση δίσκων προσαύξησης, το πείραμα είναι μόνο μια απόδειξη της ιδέας, κυρίως επειδή το MAGPIE μπορεί να δημιουργήσει μόνο σύντομους παλμούς πλάσματος, περιορίζοντας τις παρατηρήσεις της ομάδας σε όχι περισσότερες από μία πλήρη περιστροφή του δίσκου. Η επανάληψη του πειράματος με μεγαλύτερους παλμούς πλάσματος θα επιτρέψει στην ομάδα να χαρακτηρίσει καλύτερα τους δίσκους προσαύξησης.
Ένας από τους προτεινόμενους μηχανισμούς που προκαλούν αστάθειες σε αυτούς τους δίσκους πλάσματος είναι τα μαγνητικά πεδία που προκαλούν τριβή που προκαλεί απώλεια ενέργειας στην ύλη με αποτέλεσμα να συσσωρεύεται στην επιφάνεια των μαύρων οπών. Μεγαλύτεροι παλμοί πλάσματος στο εργαστήριο θα επέτρεπαν επίσης την εισαγωγή μαγνητικών πεδίων στο σύστημα επιτρέποντας στους ερευνητές να δοκιμάσουν αυτόν τον μηχανισμό.
“Είμαστε μόλις στην αρχή της δυνατότητας να δούμε αυτούς τους δίσκους προσαύξησης με εντελώς νέους τρόπους, που περιλαμβάνουν τα πειράματά μας και τα στιγμιότυπα μαύρων οπών με το τηλεσκόπιο Event Horizon “ , δήλωσε η Valenzuela-Villaseca. «Αυτά θα μας επιτρέψουν να δοκιμάσουμε τις θεωρίες μας και να δούμε αν ταιριάζουν με αστρονομικές παρατηρήσεις».
Η έρευνα της ομάδας δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Physical Review Letters.