De que tipo de plasma estamos falando?
Discos de acreção de buracos negros foram obtidos em condições de laboratório. É tipo isso
Esses discos também aparecem em torno de estrelas emsistemas binários próximos, em galáxias em rotação e em formações protoplanetárias. Além disso, uma substância semelhante aparece no mecanismo de explosões de raios gama que acompanham a fusão de estrelas de nêutrons e o colapso dos núcleos de supernovas e hipernovas.
A compressão da matéria, bem como a liberação de calor como resultado do atrito de camadas com rotação diferencial, leva ao aquecimento do disco de acreção.
Formação de disco de acreção em torno de um pulsar
Como uma substância aparece naturalmente?
Já dissemos que o gás fluindo de umcomponente do sistema para outro, tem um momento angular significativo: ele aparece devido ao movimento orbital. Portanto, as partículas de gás não podem cair na estrela radialmente. Em vez disso, eles se movem em torno dele em órbitas keplerianas.
Como resultado, um disco de gás é formado no quala distribuição de velocidades corresponde às leis de Kepler. Segundo ele, as camadas localizadas mais próximas da estrela terão velocidades mais altas. Porém, devido ao atrito entre as camadas de gás, suas velocidades são equalizadas e as camadas internas transferem parte de seu momento angular para o exterior.
Como resultado, as camadas internas se aproximam da estrela e eventualmente caem em sua superfície. Na verdade, as trajetórias de partículas individuais de gás são na forma de espirais que se torcem lentamente.
Deslocamento radial de matéria no disco de acreçãoacompanhada pela liberação de energia gravitacional, parte da qual se transforma em energia cinética (aceleração do movimento do gás ao se aproximar de uma estrela), e a outra parte se transforma em calor e aquece a matéria do disco. Portanto, o disco de acreção emite radiação eletromagnética térmica. A energia cinética do gás na colisão com a superfície da estrela também é transformada em energia térmica e irradiada.
Como a substância foi criada em laboratório?
A principal propriedade da formação de taisAs fontes de raios X serão radiação magnética forte. Seu campo magnético e indução podem atingir vários milhares de Tesla, de acordo com pesquisadores do Instituto LaPlaz, NRNU MEPhI e do laboratório CELIA da Universidade de Bordeaux.
A astrofísica tem sido considerada há muito tempo um campoobservadores, pois parecia difícil, para dizer o mínimo, influenciar os fenômenos que ela estudava, ou mais ainda, reproduzi-los. A singularidade do nosso experimento é que os parâmetros do plasma resultante não precisam ser escalonados, eles correspondem aos parâmetros reais do plasma nas proximidades do buraco negro de sistemas binários próximos como Cygnus X-1.
Philipp Korneev, professor associado, Instituto de Tecnologias de Laser e Plasma, Universidade Nacional de Pesquisa Nuclear MEPhI
A essência do método é o efeito de reflexãoum poderoso feixe de laser ao longo da superfície interna em forma de espiral do alvo. O alvo se torna um pedaço enrolado de papel alumínio, cujo tamanho é de várias centenas de mícrons.
O feixe de laser fornece 330 Joules de energiaduração de um picossegundo. Assim, foi quase totalmente absorvido pela cavidade alvo, criando um plasma relativístico em seu interior e um campo magnético com uma indução de mais de 2 mil Tesla.
Segundo Kornev, por ser tão poderosoo laser foi direcionado a um alvo relativamente pequeno por 10 a 12 segundos, e a potência do pulso acabou sendo aproximadamente 20 vezes maior do que o consumo de energia de todo o setor energético da Terra.
Depois disso, no volume alvo por váriosEm picossegundos, a matéria foi formada com uma temperatura de bilhões de graus, uma densidade de 1.018 partículas por cm3 e um campo magnético congelado de mais de 2.000 Tesla. São esses parâmetros que podem ser detectados no plasma na região ativa das fontes de raios X
De acordo com o texto da pesquisa, o volume das lâmpadas incandescentesmatéria magnetizada era suficiente para possuir as características básicas de seu protótipo cósmico. Isso também foi facilitado pelas condições experimentais, em particular, o fato de que dentro do volume do plasma os campos magnéticos eram direcionados um para o outro de tal forma que na área de contato das linhas magnéticas opostas ocorria a aniquilação do campo magnético, levando ao aparecimento de fluxos de partículas com velocidades próximas à velocidade da luz.
O que agora?
A experiência mostrou que o desenvolvimentopor um grupo internacional, a técnica pode criar não apenas campos magnéticos quase estacionários de magnitude recorde, mas também simular o estado do plasma emergente neles com alta densidade de energia de matéria e energia eletromagnética. Neste estágio, isso é muito procurado em astrofísica de laboratório.
Essa experiência, segundo o grupo internacional, se tornaráa base para o aprimoramento da técnica que cria feixes de partículas direcionadas: tornando-os mais eficientes e poderosos. Esses dispositivos são usados ativamente em ciência experimental, medicina e sistemas de segurança.
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