Вчені відтворили у лабораторії диск чорної діри

Групі вчених з Імперського коледжу Лондона вдалося в лабораторії створити диск плазми, що обертається, який імітує гарячий газ з акреційного диска, який «живить» чорну діру. Це допоможе вченим зрозуміти, як чорні діри ростуть, «харчуючись» матеріалом, який оточує їх, повідомляє Space.com.

Вченим вдалося прямо спостерігати такі диски після того, як Телескоп горизонту подій (EHT) зробив перше пряме зображення чорної діри. На цьому історичному зображенні надмасивної чорної діри в центрі галактики Месьє 87 (M87) і на пізнішому зображенні надмасивної чорної діри в Чумацькому Шляху Стрілець A* (Sgr A*) переважає помаранчевий колір, що світиться, у який забарвлене кільце плазми, що оточує діру.

ВАС ЗАЦІКАВИТЬ

Астрономи виявили «сплячу» чорну діру поза Чумацьким Шляхом

Кільце виникає, коли матерія притягується до чорної діри та її гравітаційний вплив створює турбулентні та жорсткі умови, нагріваючи газ та відриваючи електрони від атомів. Через це газ перетворюється на плазму, яка і утворює акреційний диск, що утримується зовнішнім поштовхом відцентрової сили, що створюється його обертанням, та внутрішньою силою тяжіння.

Іноді ця стабільність порушується, внаслідок чого матеріал із диска падає на чорну діру. Але вчені не знають, яким чином виникає ця нестабільність. Це важливо для розуміння чорних дір, оскільки вони не можуть рости без акреції матеріалу.

Відтворити чорну діру на кшталт М87, маса якої більша за сонячну в 4,5 мільярда разів, важко. Тому вчені відтворюють плазму, яка обертається навколо чорної діри.

У ході дослідження вчені використали Mega Ampere Generator для Plasma Implosion Experiments (MAGPIE) для створення копії акреційного диска. Для цього потрібно було розігнати вісім струменів плазми і зіштовхнути їх, щоб вийшла колона, що обертається. Команда виявила, що плазма рухається швидше у внутрішніх областях колони, що є важливою характеристикою акреційних дисків.

Разом з тим, цей експеримент став лише підтвердженням існуючої концепції, в основному тому, що MAGPIE може генерувати лише короткі імпульси плазми, що обмежує спостереження групи не більш ніж одним повним обертом диска. Надалі команда має намір повторити експеримент із довшими імпульсами.

Раніше вчені виявили нову найближчу до Землі чорну діру, яка отримала позначення Gaia BH1. Чорна діра в 10 разів більша за Сонце, вона розташовується на відстані 1600 світлових років від нас у сузір'ї Змієносця.