Hva slags plasma snakker vi om?
Sorte hull-akkresjonsskiver er oppnådd under laboratorieforhold. Det er slik
Slike disker dukker også opp rundt stjerner inære binære systemer, i roterende galakser og i protoplanetære formasjoner. I tillegg vises et lignende stoff i mekanismen til gammastråleutbrudd som følger sammenslåingen av nøytronstjerner og kollapsen av kjernene til supernovaer og hypernovaer.
Komprimering av materie, samt frigjøring av varme som følge av friksjon av differensielt roterende lag, fører til oppvarming av akkresjonsskiven.
Akkresjonsskivedannelse rundt pulsaren
Hvordan vises et stoff naturlig?
Vi har allerede sagt at gass som strømmer fra enkomponent av systemet til en annen, har en betydelig vinkelmoment: det vises på grunn av orbital bevegelse. Derfor kan ikke gasspartikler falle radielt på stjernen. I stedet beveger de seg rundt det i Keplerian-baner.
Som et resultat dannes det en gassskive hvorihastighetsfordelingen tilsvarer Keplers lover. Ifølge den vil lag som ligger nærmere stjernen ha høyere hastigheter. På grunn av friksjon mellom gasslagene utjevnes imidlertid hastighetene deres, og de indre lagene overfører en del av vinkelmomentet til utsiden.
Som et resultat nærmer de indre lagene seg til stjernen og faller til slutt til overflaten. Faktisk er banene til individuelle gasspartikler i form av spiraler som sakte vri seg.
Radiell forskyvning av materie i akkretjonsskivenledsaget av frigjøring av gravitasjonsenergi, hvorav en del blir til kinetisk energi (akselerasjon av gassbevegelse når man nærmer seg en stjerne), og den andre delen blir til varme og varmer opp diskmaterialet. Derfor avgir akkretjonsskiven termisk elektromagnetisk stråling. Den kinetiske energien til gassen ved kollisjon med stjernens overflate blir også transformert til termisk energi og utstrålt.
Hvordan ble stoffet opprettet i laboratoriet?
Hovedegenskapen til dannelsen av slikeRøntgenkilder vil være sterk magnetisk stråling. Dens magnetfelt og induksjon kan nå flere tusen Tesla, ifølge forskere fra LaPlaz Institute, NRNU MEPhI og CELIA-laboratoriet ved University of Bordeaux.
Astrofysikk har lenge vært ansett som et feltobservatører, siden det virket vanskelig, for å si det mildt, å påvirke fenomenene hun studerte, eller enda mer, å reprodusere dem. Det unike med eksperimentet vårt er at parametrene til det resulterende plasmaet ikke trenger å skaleres, de tilsvarer de faktiske parametrene til plasmaet i nærheten av det sorte hullet i nære binære systemer som Cygnus X-1.
Philipp Korneev, førsteamanuensis, Institute of Laser and Plasma Technologies, National Research Nuclear University MEPhI
Essensen av metoden er refleksjonseffektenen kraftig laserstråle langs den spiralformede indre overflaten av målet. Målet blir et sammenrullet stykke folie, hvis størrelse er flere hundre mikron.
Laserstrålen leverer 330 Joule energivarigheten av en pikosekund. Dermed ble den nesten fullstendig absorbert i målhulen, og skapte et relativistisk plasma inni og et magnetfelt med en induksjon på mer enn 2000 Tesla.
Ifølge Kornev, på grunn av det faktum at den er så kraftiglaseren ble rettet mot et relativt lite mål i 10–12 sekunder, og pulseffekten viste seg å være omtrent 20 ganger større enn strømforbruket til hele jordens energisektor.
Etter dette, i målvolumet for flerepikosekunder ble materie dannet med en temperatur på milliarder av grader, en tetthet på 1018 partikler per cm3 og et frossent magnetfelt på mer enn 2000 Tesla. Det er disse parameterne som kan påvises i plasma i det aktive området av røntgenkilder
I følge forskningsteksten, volumet av glødelampermagnetisert materie var tilstrekkelig til å ha de grunnleggende egenskapene til sin kosmiske prototype. Dette ble også tilrettelagt av eksperimentelle forhold, særlig det faktum at magnetiske felt inne i plasmavolumet ble rettet mot hverandre på en slik måte at utslettelsen av magnetfeltet fant sted i kontaktområdet for de motsatte magnetiske linjene, noe som førte til utseendet på partikkelflyter med hastigheter nær lysets hastighet.
Hva nå?
Erfaringene har vist at den utvikletav en internasjonal gruppe, kan teknikken skape ikke bare kvasi-stasjonære magnetiske felt av rekordstørrelse, men også simulere tilstanden til plasmaet som dukker opp i dem med høy energitetthet av materie og elektromagnetisk energi. På dette stadiet er dette etterspurt innen laboratorieastrofysikk.
Denne erfaringen, ifølge den internasjonale gruppen, vil bliet grunnlag for å forbedre teknikken som skaper rettet partikkelstråler: gjøre dem mer effektive og kraftige. Slike enheter brukes aktivt i eksperimentell vitenskap, medisin og sikkerhetssystemer.
Les også
På den truende jordasteroiden la Apophis merke til et farlig fenomen. Hva skjer?
Forskere har funnet ut hvorfor barn er de farligste bærerne av COVID-19
Hva Parker Solar Probe oppdaget da den fløy så nær solen som mulig