Hvilken slags plasma taler vi om?
Sorte hul-akkretionsskiver er blevet opnået under laboratorieforhold. Det er sådan her
Sådanne diske optræder også omkring stjerner itætte binære systemer, i roterende galakser og i protoplanetariske formationer. Derudover optræder et lignende stof i mekanismen for gammastråleudbrud, der ledsager fusionen af neutronstjerner og sammenbruddet af kernerne af supernovaer og hypernovaer.
Kompression af stof, samt frigivelse af varme som følge af friktion af differentielt roterende lag, fører til opvarmning af accretionsskiven.
Dannelse af akkretionsdisk omkring en pulsar
Hvordan vises et stof naturligt?
Vi har allerede sagt, at gas strømmer fra enkomponent af systemet til en anden, har et betydeligt vinkelmoment: det vises på grund af orbital bevægelse. Derfor kan gaspartikler ikke falde radialt på stjernen. I stedet bevæger de sig rundt i Keplerian-baner.
Som følge heraf dannes en gasskive, hvorihastighedsfordelingen svarer til Keplers love. Ifølge den vil lag, der er placeret tættere på stjernen, have højere hastigheder. Men på grund af friktion mellem gaslagene udlignes deres hastigheder, og de indre lag overfører en del af deres vinkelmoment til ydersiden.
Som et resultat nærmer de indre lag sig til stjernen og falder til sidst til dens overflade. Faktisk er banerne for individuelle gaspartikler i form af spiraler, der langsomt vrides.
Radiel forskydning af stof i tiltrædelsesdiskenledsaget af frigivelse af tyngdekraften, hvoraf en del bliver til kinetisk energi (acceleration af gasbevægelse, når man nærmer sig en stjerne), og den anden del bliver til varme og varmer diskmaterialet. Derfor udsender akkretionsskiven termisk elektromagnetisk stråling. Gassens kinetiske energi ved kollision med stjernens overflade omdannes også til termisk energi og udstråles.
Hvordan blev stoffet skabt i laboratoriet?
Den vigtigste egenskab ved dannelsen af sådanRøntgenkilder vil være stærk magnetisk stråling. Dets magnetfelt og induktion kan nå flere tusinde Tesla, bemærker forskere fra LaPlaz Institute, NRNU MEPhI og CELIA-laboratoriet ved University of Bordeaux i deres arbejde.
Astrofysik har længe været betragtet som et feltiagttagere, da det mildest talt syntes vanskeligt at påvirke de fænomener, hun studerede, eller endnu mere at gengive dem. Det unikke ved vores eksperiment er, at parametrene for det resulterende plasma ikke behøver at blive skaleret, de svarer til de faktiske parametre for plasmaet i nærheden af det sorte hul i tætte binære systemer som Cygnus X-1.
Philipp Korneev, lektor, Institute of Laser and Plasma Technologies, National Research Nuclear University MEPhI
Essensen af metoden er reflektionseffektenen kraftig laserstråle langs den spiralformede indre overflade af målet. Målet bliver et rullet stykke folie, hvis størrelse er flere hundrede mikron.
Laserstrålen leverer 330 Joule energivarighed af en picosekund. Således blev det næsten fuldstændigt absorberet i målhulen, hvilket skabte et relativistisk plasma indeni og et magnetfelt med en induktion på mere end 2.000 Tesla.
Ifølge Kornev, på grund af det faktum, at det er så kraftfuldtlaseren blev rettet mod et relativt lille mål i 10–12 sekunder, og pulseffekten viste sig at være cirka 20 gange større end strømforbruget i hele Jordens energisektor.
Efter dette, i målet volumen for flerepicoseconds blev stof dannet med en temperatur på milliarder af grader, en tæthed på 1018 partikler pr. cm3 og et frosset magnetfelt på mere end 2.000 Tesla. Det er disse parametre, der kan påvises i plasma i det aktive område af røntgenkilder
I henhold til undersøgelsens tekst er volumenet af glødelampermagnetiseret stof var tilstrækkeligt til at besidde de grundlæggende egenskaber ved dets kosmiske prototype. Dette blev også lettet af de eksperimentelle forhold, især det faktum, at inden i plasmavolumenet var magnetfelterne rettet mod hinanden på en sådan måde, at i kontaktområdet for de modsatte magnetiske linjer, udslettelse af den magnetiske felt fandt sted, hvilket førte til udseendet af partikelstrømme med hastigheder tæt på lysets hastighed.
Hvad nu?
Erfaringen har vist, at den udvikledeaf en international gruppe, kan teknikken skabe ikke kun kvasi-stationære magnetiske felter af rekordstørrelse, men også simulere tilstanden af plasmaet, der opstår i dem, med en høj energitæthed af stof og elektromagnetisk energi. På nuværende tidspunkt er dette efterspurgt i laboratorieastrofysik.
Denne erfaring, ifølge den internationale gruppe, vil bliveet grundlag for at forbedre den teknik, der skaber rettet partikelstråler: gøre dem mere effektive og kraftfulde. Sådanne enheder bruges aktivt i eksperimentel videnskab, medicin og sikkerhedssystemer.
Læs også
På den truende jord asteroide Apophis bemærkede et farligt fænomen. Hvad sker der?
Forskere har fundet ud af, hvorfor børn er de farligste bærere af COVID-19
Hvad Parker Solar Probe opdagede, da den fløj så tæt på solen som muligt