Se creó un modelo de un agujero negro en el laboratorio de plasma: los físicos estaban interesados ​​​​en el proceso de su nutrición.

Los agujeros negros atraen con su fantástico misterio: son fuentes colosales de energía e incluso túneles para vuelos interestelares. Esto debe estudiarse en detalle y modelar para este es el enfoque correcto. Investigadores del Imperial College de Londres configurar un experimento en el modelado de los discos de acreción de los agujeros negros. Esto ayudará a comprender la nutrición de estos objetos y a coordinar las observaciones astronómicas con los experimentos.

Primero, los discos de acreción alrededor de los agujeros negros son los que nos permiten verlos con nuestros instrumentos. Hace cuatro años, gracias a este fenómeno, por primera vez, imagen directa agujero negro en la galaxia Messier 87 (M87). El anillo naranja en la imagen es un disco coloreado por computadora de plasma sobrecalentado alrededor del agujero negro. Esta es una formación relativamente estable. La materia cae en el agujero negro y se evapora en el proceso, convirtiéndose en plasma.

Los electrones son despojados de los átomos y los átomos se convierten en iones. Y todo esto da vueltas alrededor del agujero negro a gran velocidad hasta caer en él. La fuerza centrífuga, que empuja las partículas de materia hacia afuera, no hace que todo caiga inmediatamente. Estos procesos son generalmente equilibrados y permanecen más o menos estables durante millones e incluso miles de millones de años. Pero aún así, la materia cae sobre el agujero negro y se alimenta de él. Cómo sucede esto en detalle, los científicos no lo saben: la teoría y los modelos existentes del proceso son muy aproximados. Este experimento ayudó y seguirá ayudando a comprender los matices del proceso de alimentación del agujero negro, que es importante para comprender la física de estos fenómenos.

El experimento se realizó en el generador de megaamperios para experimentos de implosión de plasma (URRACA). Este dispositivo genera pulsos de gran intensidad de corriente, hasta 1,8 millones de A. Una corriente de tal intensidad ioniza la sustancia de trabajo y la convierte en plasma. De las desventajas: los pulsos actuales son muy cortos y no permiten observaciones a largo plazo. Las capacidades de instalación fueron suficientes para una sola rotación completa del modelo del disco de acreción, que es muy pequeña para obtener una imagen completa de la dinámica del plasma en el disco.

En el experimento, ocho chorros de plasma golpean el centro, creando un “tornado” de plasma, un modelo del disco de acreción de un agujero negro. Fuente de la imagen: Cartas de revisión física

Pero incluso esto fue suficiente para comprender que el modelo funciona y, en general, refleja la física de los procesos de plasma en el disco de acreción de un agujero negro real. Por lo tanto, el plasma más cercano al centro giró más rápido que en la periferia del disco de acreción; esto corresponde a las observaciones astronómicas de los agujeros negros. Los científicos esperan poder aumentar la duración del pulso y mantener el modelo funcionando por más tiempo, lo que ayudará a avanzar un paso más en el estudio de los agujeros negros, como informaron en artículo en la revista Cartas de revisión física.