أي نوع من البلازما نتحدث عنه؟
تم الحصول على أقراص تراكم الثقب الأسود في المختبر.
تظهر هذه الأقراص أيضا حول النجوم في الأنظمة الثنائية القريبة ، وفي المجرات الدوارة ، وفي تكوينات الكواكب الأولية.بالإضافة إلى ذلك ، تظهر مادة مماثلة في آلية انفجارات أشعة غاما التي تصاحب اندماج النجوم النيوترونية وانهيار النواة.المستعرات الأعظمية والمستعرات الفائقة.
يؤدي ضغط المادة ، وكذلك إطلاق الحرارة نتيجة احتكاك الطبقات الدوارة التفاضلية ، إلىلتسخين قرص التراكم.
تكوين قرص تراكم حول نجم نابض
كيف تظهر المادة بشكل طبيعي؟
لقد قلنا بالفعل أن تدفق الغاز من واحدمكون من نظام لآخر ، له زخم زاوي كبير: يظهر بسبب الحركة المدارية. لذلك ، لا يمكن أن تسقط جزيئات الغاز على النجم شعاعياً بدلاً من ذلك ، يتحركون حوله في مدارات كبلر.
نتيجة لذلك ، يتم تشكيل قرص غاز ، حيث يتوافق توزيع السرعات مع قوانين كبلر.وفقا لذلك ، فإن الطبقات الأقرب إلى النجم سيكون لها سرعات عالية.ومع ذلك ، بسبب الاحتكاك بين طبقات الغاز ، تتساوى سرعاتها وتنتقل الطبقات الداخليةجزء من زخمه الزاوي للخارج.
نتيجة لذلك ، تقترب الطبقات الداخلية من النجم وتسقط في النهاية على سطحه. في الواقع ، تكون مسارات جزيئات الغاز الفردية في شكل حلزونات تلتف ببطء.
الإزاحة الشعاعية للمادة في قرص التراكممصحوبًا بإطلاق طاقة الجاذبية ، يتحول جزء منها إلى طاقة حركية (تسارع حركة الغاز عند الاقتراب من نجم) ، ويتحول الجزء الآخر إلى حرارة ويسخن مادة القرص. لذلك ، يصدر قرص التنامي إشعاعًا كهرومغناطيسيًا حراريًا. الطاقة الحركية للغاز عند الاصطدام بسطح النجم تتحول أيضًا إلى طاقة حرارية وتشع.
كيف تم صنع المادة في المختبر؟
الخاصية الرئيسية لتشكيل مثلستكون مصادر الأشعة السينية عبارة عن إشعاع مغناطيسي قوي. يمكن أن يصل مجالها المغناطيسي وتحريضها إلى عدة آلاف من Tesla ، لاحظ باحثون من معهد LaPlaz و NRNU MEPhI ومختبر CELIA التابع لجامعة بوردو في عملهم.
لفترة طويلة ، كانت الفيزياء الفلكية تعتبر مجالا للمراقبين ، حيث كان من الصعب ، بعبارة ملطفة ، التأثير على الظواهر التي درستها ، أو حتى إعادة إنتاجها.تفرد تجربتنا هو أن معلمات البلازما التي تم الحصول عليها لا تحتاج إلى تحجيم ، فهي تتوافق معالمعلمات الفعلية للبلازما بالقرب من الثقب الأسود للأنظمة الثنائية القريبة من نوع Cygnus X-1.
فيليب كورنييف ، أستاذ مشارك ، معهد تقنيات الليزر والبلازما ، الجامعة الوطنية للبحوث النووية MEPhI
يكمن جوهر الطريقة في تأثير انعكاس شعاع ليزر قوي على طول السطح الداخلي الحلزوني للهدف .الهدف هو قطعة ملفوفة من رقائق معدنية ، حجمها عدة مئاتميكرون.
يوفر شعاع الليزر 330 جول من الطاقةمدة بيكو ثانية. وهكذا ، تم امتصاصه بالكامل تقريبًا في التجويف المستهدف ، مما أدى إلى تكوين بلازما نسبية بالداخل ومجال مغناطيسي مع تحريض يزيد عن ألفي تسلا.
وفقا لكورنيف ، يرجع ذلك إلى حقيقة أن مثل هذا الليزر القويكان يهدف إلى هدف صغير نسبيا لمدة 10-12 ثانية ، وتبين أن قوة النبض أكبر بحوالي 20 مرة من استهلاك الطاقة لكامل طاقة الأرض.
بعد ذلك ، تم تشكيل المادة بدرجة حرارة مليارات الدرجات ، وكثافة 1018 جسيما لكل سم 3 ومجال مغناطيسي متجمد يزيد عن 2000 تسلا في حجم الهدف لبضع بيكو ثانية.هذه هي المعلمات التي يمكن العثور عليها في البلازما في المنطقة النشطة لمصادر الأشعة السينية
وبحسب نص الدراسة فإن الحجم المتوهجكانت المادة الممغنطة كافية لامتلاك الخصائص الأساسية لنموذجها الكوني. تم تسهيل ذلك أيضًا من خلال الظروف التجريبية ، على وجه الخصوص ، حقيقة أن المجالات المغناطيسية داخل حجم البلازما كانت موجهة نحو بعضها البعض بطريقة أنه في منطقة التلامس مع الخطوط المغناطيسية المتعارضة ، فإن إبادة المغناطيسية حدث المجال ، مما أدى إلى ظهور تدفق الجسيمات بسرعات قريبة من سرعة الضوء.
ماذا الان؟
أظهرت التجربة أن التقنية التي طورتها المجموعة الدولية لا يمكنها فقط إنشاء مجالات مغناطيسية شبه ثابتة ذات حجم قياسي ، ولكن أيضا محاكاة حالة البلازما الناشئة فيها بكثافة عالية من طاقة المادة والطاقة الكهرومغناطيسية.في هذه المرحلة ، هناك طلب كبير في الفيزياء الفلكية المختبرية.
هذه التجربة ، وفقًا للمجموعة الدولية ، ستصبحأساس لتحسين التقنية التي تنتج حزم جسيمات موجهة: جعلها أكثر كفاءة وقوة تُستخدم هذه الأجهزة بنشاط في العلوم التجريبية والطب وأنظمة الأمان.
اقرأ أيضا
على كوكب الأرض ، لاحظ الكويكب أبوفيس ظاهرة خطيرة. ماذا يحدث؟
اكتشف العلماء سبب كون الأطفال هم أخطر حاملي COVID-19
ما اكتشفه المسبار الشمسي باركر عندما طار بالقرب من الشمس قدر الإمكان