Forskere fra Imperial College London har laget en roterende plasmaskive i laboratoriet. Det var en simulering av akkresjonsdiskene som finnes rundt omkring svarte hull og danner stjerner. Eksperimentet modellerer mer nøyaktig hva som skjer i disse diskene og kan potensielt hjelpe forskere med å finne ut hvordan sorte hull vokser og hvordan kollapsende materie danner stjerner.
Når materie nærmer seg sorte hull, varmes den opp og begynner å spinne, og danner en struktur som kalles akkresjonsdisk. Rotasjonen forårsaker en sentrifugalkraft som presser plasmaet utover, som balanseres ved at det sorte hullets tyngdekraft trekker det innover.
Disse glødende ringene reiste noen spørsmål. For eksempel, hvordan vokser et sort hull hvis materiale ikke faller ned i det, men betinget forblir i bane? Den ledende teorien er at ustabiliteten til magnetfeltene i plasmaet forårsaker friksjon, som får det til å miste energi og falle ned i et sort hull.
Den viktigste måten å teste denne teorien på var å bruke flytende metaller som kunne spinnes og deretter observere hva som skjedde under påvirkning av magnetiske felt. Men siden metallene må være inneholdt i rørene, er de ikke en sann refleksjon av plasmaet. Så Imperial College-forskere brukte en maskin kalt Mega Ampere Generator for Plasma Implosion Experiments (MAGPIE) for å spinne opp plasmaet og mer nøyaktig gjenskape akkresjonsdisken.
"Å forstå hvordan akkresjonsskiver oppfører seg vil hjelpe oss ikke bare å forstå hvordan sorte hull vokser, men også hvordan gassskyer kollapser for å danne stjerner, og til og med hvordan vi kan lage våre egne stjerner ved å forstå stabiliteten til plasma i fusjonseksperimenter ", - de sier forskere
Teamet brukte MAGPIE-anlegget til å akselerere åtte plasmastråler og kollidere dem for å danne en roterende kolonne. Forskerne fant at jo nærmere midten, desto raskere beveger spiralringen seg, noe som er en viktig egenskap ved akkresjonsskiver.
MAGPIE produserer korte plasmapulser, noe som betyr at bare én omdreining av disken er mulig. Dette proof-of-concept-eksperimentet viser imidlertid hvordan antall rotasjoner kan økes med lengre pulser for bedre å kunne beskrive egenskapene til disken. Hvis forsøket skulle vare lenger, ville det også være mulig å legge på magnetiske felt og sjekke deres effekt på friksjonen.
"Vi har akkurat begynt å studere disse akkresjonsskivene på helt nye måter, som inkluderer våre eksperimenter og bilder av sorte hull med Event Horizon Telescope. Dette vil tillate oss å teste teoriene våre og se om de samsvarer med astronomiske observasjoner," sa forskerne som jobbet med eksperimentet.
Les også: