Vilken typ av plasma pratar vi om?
Svarta håls ackretionsskivor har erhållits under laboratorieförhållanden. Det är så här
Sådana skivor dyker också upp runt stjärnor inära binära system, i roterande galaxer och i protoplanetära formationer. Dessutom uppträder ett liknande ämne i mekanismen för gammastrålning som åtföljer sammanslagning av neutronstjärnor och kollapsen av kärnorna i supernovor och hypernovor.
Kompression av materia, såväl som frigöring av värme som ett resultat av friktion av differentiellt roterande skikt, leder till uppvärmning av ackretionsskivan.
Bildning av ackretionsskiva runt pulsaren
Hur visas ett ämne naturligt?
Vi har redan sagt att gasen flyter från enen del av systemet till en annan, har en betydande vinkelmoment: det verkar på grund av omloppsrörelse. Därför kan gaspartiklar inte falla radiellt på stjärnan. Istället flyttar de runt det i Keplerian-banor.
Som ett resultat bildas en gasskiva i vilkenhastighetsfördelningen motsvarar Keplers lagar. Enligt den kommer lager som ligger närmare stjärnan att ha högre hastigheter. Men på grund av friktionen mellan gaslagren utjämnas deras hastigheter, och de inre lagren överför en del av sin rörelsemängd till utsidan.
Som ett resultat närmar sig de inre lagren stjärnan och faller så småningom till dess yta. I själva verket är banorna för enskilda gaspartiklar i form av spiraler som långsamt vrider sig.
Radiell förskjutning av materia i ackretionsskivanåtföljs av frisättningen av gravitationsenergi, varav en del förvandlas till kinetisk energi (acceleration av gasrörelse när man närmar sig en stjärna), och den andra delen förvandlas till värme och värmer skivmaterialet. Därför avger ackretionsskivan termisk elektromagnetisk strålning. Gasens kinetiska energi vid kollision med stjärnans yta omvandlas också till termisk energi och strålas ut.
Hur skapades ämnet i laboratoriet?
Huvudegenskapen för bildandet av sådanaRöntgenkällor kommer att vara stark magnetisk strålning. Dess magnetfält och induktion kan nå flera tusen Tesla, enligt forskare från LaPlaz Institute, NRNU MEPhI och CELIA-laboratoriet vid University of Bordeaux.
Astrofysik har länge ansetts vara ett områdeobservatörer, eftersom det verkade svårt, milt uttryckt, att påverka de fenomen hon studerade, eller ännu mer, att reproducera dem. Det unika med vårt experiment är att parametrarna för den resulterande plasman inte behöver skalas, de motsvarar de faktiska parametrarna för plasman i närheten av det svarta hålet i nära binära system som Cygnus X-1.
Philipp Korneev, docent, Institute of Laser and Plasma Technologies, National Research Nuclear University MEPhI
Kärnan i metoden är reflektionseffektenen kraftfull laserstråle längs den spiralformade insidan av målet. Målet blir en rullad bit folie, vars storlek är flera hundra mikron.
Laserstrålen levererar 330 Joule energivaraktigheten av en pikosekund. Således absorberas det nästan fullständigt i målhålan, vilket skapar en relativistisk plasma inuti och ett magnetfält med en induktion på mer än 2 000 Tesla.
Enligt Kornev, på grund av att det är så kraftfulltlasern riktades mot ett relativt litet mål i 10–12 sekunder, och pulseffekten visade sig vara ungefär 20 gånger större än strömförbrukningen för hela jordens energisektor.
Efter detta, i målvolymen för flerapikosekunder bildades materia med en temperatur på miljarder grader, en densitet på 1018 partiklar per cm3 och ett fruset magnetfält på mer än 2000 Tesla. Det är dessa parametrar som kan detekteras i plasma i den aktiva regionen av röntgenkällor
Enligt forskningstexten, volymen av glödlampormagnetiserat material var tillräckligt för att ha de grundläggande egenskaperna hos dess kosmiska prototyp. Detta underlättades också av de experimentella förhållandena, i synnerhet det faktum att inuti plasmavolymen var magnetfälten riktade mot varandra på ett sådant sätt att i kontaktområdet för de motsatta magnetiska linjerna utrotades magnetfältet, vilket ledde till uppkomsten av partikelflöden med hastigheter nära ljusets hastighet.
Vad nu?
Erfarenheterna har visat att den utveckladeav en internationell grupp kan tekniken skapa inte bara kvasistationära magnetfält av rekordstor storlek, utan också simulera tillståndet hos plasman som uppstår i dem med en hög energitäthet av materia och elektromagnetisk energi. I det här skedet är detta mycket efterfrågat inom laboratorieastrofysik.
Denna erfarenhet, enligt den internationella gruppen, kommer att blien grund för att förbättra tekniken som skapar riktade partikelstrålar: göra dem mer effektiva och kraftfulla. Sådana enheter används aktivt i experimentell vetenskap, medicin och säkerhetssystem.
Läs också
På den hotande jorden asteroiden Apophis märkte ett farligt fenomen. Vad händer?
Forskare har fått reda på varför barn är de farligaste bärarna av COVID-19
Vad Parker Solar Probe upptäckte när den flög så nära solen som möjligt