O kakvoj plazmi govorimo?
U laboratorijskim uvjetima dobiveni su akrecijski diskovi crnih rupa. Ovako je
Takvi se diskovi pojavljuju i oko zvijezda ubliskim binarnim sustavima, u rotirajućim galaksijama i u protoplanetarnim formacijama. Osim toga, slična se tvar pojavljuje u mehanizmu izbijanja gama zraka koje prate spajanje neutronskih zvijezda i kolaps jezgri supernova i hipernova.
Kompresija tvari, kao i oslobađanje topline kao rezultat trenja različito rotirajućih slojeva, dovodi do zagrijavanja akrecijskog diska.
Formiranje akkrecijskog diska oko pulsara
Kako se tvar pojavljuje prirodno?
Već smo rekli da plin teče iz jednogkomponenta sustava u drugu, ima značajan kutni moment: pojavljuje se zbog orbitalnog kretanja. Stoga čestice plina ne mogu padati na zvijezdu radijalno. Umjesto toga, kreću se oko njega po keplerovskim orbitama.
Kao rezultat toga nastaje plinski disk u kojemraspodjela brzina odgovara Keplerovim zakonima. Prema njemu, slojevi koji se nalaze bliže zvijezdi imat će veće brzine. Međutim, zbog trenja između slojeva plina, njihove brzine su izjednačene, a unutarnji slojevi prenose dio svoje količine gibanja prema van.
Zbog toga se unutarnji slojevi približavaju zvijezdi i na kraju padaju na njezinu površinu. Zapravo, putanje pojedinih čestica plina su u obliku spirala koje se polako uvijaju.
Radijalni pomak tvari u akrecijskom diskupopraćeno oslobađanjem gravitacijske energije, čiji se dio pretvara u kinetičku energiju (ubrzanje kretanja plina pri približavanju zvijezdi), a drugi dio se pretvara u toplinu i zagrijava tvar diska. Stoga akrecijski disk emitira toplinsko elektromagnetsko zračenje. Kinetička energija plina pri sudaru s površinom zvijezde također se pretvara u toplinsku energiju i zrači.
Kako je tvar nastala u laboratoriju?
Glavno svojstvo formiranja takvihIzvori X-zraka bit će jako magnetsko zračenje. Njegovo magnetsko polje i indukcija mogu doseći nekoliko tisuća Tesli, napominju u svom istraživanju istraživači s Instituta LaPlaz, NRNU MEPhI i laboratorija CELIA Sveučilišta u Bordeauxu.
Astrofizika se dugo smatrala poljempromatrača, jer se činilo da je, blago rečeno, teško utjecati na pojave koje je proučavala, ili čak štoviše, reproducirati ih. Jedinstvenost našeg eksperimenta je u tome što parametre dobivene plazme nije potrebno skalirati; oni odgovaraju stvarnim parametrima plazme u blizini crne rupe bliskih binarnih sustava poput Cygnus X-1.
Philip Korneev, izvanredni profesor, Institut za laserske i plazma tehnologije, Nacionalno istraživačko nuklearno sveučilište MEPhI
Bit metode je efekt refleksijesnažna laserska zraka duž unutarnje površine mete u obliku spirale. Meta postaje smotani komad folije, veličine nekoliko stotina mikrona.
Laserska zraka isporučuje energiju od 330 džulatrajanje jedne pikosekunde. Dakle, gotovo se potpuno apsorbira u ciljnoj šupljini, stvarajući unutar sebe relativističku plazmu i magnetsko polje s indukcijom većom od 2 tisuće Tesla.
Prema Kornevu, zbog činjenice da je tako moćanlaser je bio usmjeren na relativno malu metu 10-12 sekundi, a snaga impulsa pokazala se otprilike 20 puta većom od potrošnje energije cijelog energetskog sektora Zemlje.
Nakon toga, u ciljani volumen za nekolikopikosekundi, nastala je materija s temperaturom od milijardi stupnjeva, gustoćom od 1018 čestica po cm3 i zamrznutim magnetskim poljem od više od 2000 Tesla. Upravo se ti parametri mogu detektirati u plazmi u aktivnom području izvora X-zraka
Prema tekstu studije, volumen sa žarnom nitimagnetizirana tvar bila je dovoljna da posjeduje osnovne karakteristike svog kozmičkog prototipa. Tome su olakšali i eksperimentalni uvjeti, osobito činjenica da su unutar volumena plazme magnetska polja bila usmjerena jedno prema drugom na takav način da je u području dodira suprotnih magnetskih linija poništenje magnetskih polja, što je dovelo do pojave tokova čestica sa brzinama bliskim brzini svjetlosti.
Što sada?
Iskustvo je pokazalo da razvijeniod strane međunarodne grupe, tehnika može stvoriti ne samo kvazistacionarna magnetska polja rekordne veličine, već i simulirati stanje plazme koja se u njima pojavljuje s visokom gustoćom energije materije i elektromagnetske energije. U ovoj fazi to je vrlo traženo u laboratorijskoj astrofizici.
To će iskustvo, prema međunarodnoj grupi, postatitemelj za poboljšanje tehnike stvaranja usmjerenih zraka čestica: čineći ih učinkovitijima i snažnijima. Takvi se uređaji aktivno koriste u eksperimentalnoj znanosti, medicini i sigurnosnim sustavima.
Pročitajte i
Na prijetećem Zemljinom asteroidu Apophis je primijetio opasan fenomen. Što se događa?
Znanstvenici su otkrili zašto su djeca najopasniji nositelji COVID-19
Ono što je Solarna sonda Parker otkrila kad je letjela što bliže Suncu