Ученые воспроизвели материю вокруг черной дыры в лаборатории

Ученые перенесли окружение черной дыры на Землю, создав в лаборатории вращающийся плазменный диск. Об этом говорится в исследовании, опубликованном в Physical Review Letters.

Это кольцо перегретого газа имитирует вещество, вращающееся вокруг края черных дыр в так называемых аккреционных дисках, постепенно подпитывающих материю в черные дыры. Эксперимент, проведенный исследователями из Имперского колледжа Лондона, может помочь ученым ответить на вопрос: как черные дыры растут, поглощая окружающую их материю.

Команда использовала мегаамперный генератор для экспериментов с плазменной имплозией (MAGPIE), чтобы раскрутить плазму и создать точную копию аккреционных дисков. Для этого нужно было ускорить восемь струй плазмы и столкнуть их, чтобы образовался вращающийся столб. Команда обнаружила, что плазма двигается скорее во внутренних областях колонки, что считается важной характеристикой аккреционных дисков.

Несмотря на то что этот эксперимент позволяет лучше моделировать аккреционные диски, он является лишь подтверждением концепции, главным образом потому, что MAGPIE может генерировать только короткие импульсы плазмы, ограничивая наблюдение команды не более чем одним полным оборотом диска. Повторение эксперимента с более длинными импульсами плазмы должно позволить команде лучше охарактеризовать аккреционные диски.

Одним из предполагаемых механизмов, вызывающих нестабильность в этих плазменных дисках, являются магнитные поля, порождающие трение, а это приводит к потере энергии в материи, которая приводит к ее аккреции на поверхности черных дыр. Более длинные плазменные импульсы в лаборатории также позволят ввести магнитные поля в систему, что позволит исследователям проверить этот механизм.

"Мы только начинаем изучать эти аккреционные диски совершенно новыми способами, которые есть в наших экспериментах, и снимки черных дыр с помощью телескопа Event Horizon Telescope. Это позволит нам проверить наши теории и увидеть, соответствуют ли они астрономическим наблюдениям", – говорят исследователи.