นักวิทยาศาสตร์จาก Imperial College London ได้สร้างแผ่นพลาสมาแบบหมุนได้ในห้องทดลอง มันเป็นการจำลองดิสก์เพิ่มพูนที่มีอยู่รอบๆ หลุมดำ และสร้างดวงดาว การทดลองจำลองสิ่งที่เกิดขึ้นในดิสก์เหล่านี้ได้แม่นยำมากขึ้น และอาจช่วยให้นักวิจัยทราบว่าหลุมดำเติบโตได้อย่างไร และสสารที่ยุบตัวก่อตัวเป็นดาวฤกษ์ได้อย่างไร
เมื่อสสารเข้าใกล้หลุมดำ มันจะร้อนขึ้นและเริ่มหมุน ก่อตัวเป็นโครงสร้างที่เรียกว่า ดิสก์สะสม. การหมุนทำให้เกิดแรงเหวี่ยงที่ผลักพลาสมาออกไปด้านนอก ซึ่งสมดุลโดยแรงโน้มถ่วงของหลุมดำที่ดึงพลาสมาเข้ามา
วงแหวนเรืองแสงเหล่านี้ทำให้เกิดคำถามบางอย่าง ตัวอย่างเช่น หลุมดำจะเติบโตได้อย่างไรหากวัสดุไม่ตกลงไปในหลุมดำ แต่ยังคงอยู่ในวงโคจรตามเงื่อนไข ทฤษฎีชั้นนำคือความไม่เสถียรของสนามแม่เหล็กในพลาสมาทำให้เกิดแรงเสียดทาน ทำให้มันสูญเสียพลังงานและตกลงไปในหลุมดำ
วิธีหลักในการทดสอบทฤษฎีนี้คือการใช้โลหะเหลวที่สามารถหมุนได้ แล้วสังเกตว่าเกิดอะไรขึ้นภายใต้อิทธิพลของสนามแม่เหล็ก อย่างไรก็ตาม เนื่องจากโลหะต้องบรรจุอยู่ในท่อ จึงไม่ใช่ภาพสะท้อนที่แท้จริงของพลาสมา ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์ของ Imperial College จึงใช้เครื่องที่เรียกว่า Mega Ampere Generator for Plasma Implosion Experiments (MAGPIE) เพื่อปั่นพลาสมาและสร้างดิสก์เพิ่มปริมาณอย่างแม่นยำยิ่งขึ้น
"การทำความเข้าใจพฤติกรรมของจานสะสมมวลสารจะช่วยให้เราไม่เพียงแต่เข้าใจว่าหลุมดำเติบโตอย่างไร แต่ยังรวมถึงวิธีที่เมฆก๊าซยุบตัวเป็นดาวฤกษ์ และแม้แต่วิธีที่เราจะสร้างดาวของเราเองด้วยการทำความเข้าใจความเสถียรของพลาสมาในการทดลองฟิวชัน ", - พวกเขาพูด นักวิทยาศาสตร์
ทีมงานใช้สิ่งอำนวยความสะดวกของ MAGPIE เพื่อเร่งความเร็วของพลาสมาเจ็ต XNUMX ลำและชนกันเพื่อสร้างคอลัมน์ที่หมุนได้ นักวิทยาศาสตร์พบว่ายิ่งเข้าใกล้ตรงกลางมากเท่าไร วงแหวนก้นหอยก็ยิ่งเคลื่อนที่เร็วขึ้นเท่านั้น ซึ่งเป็นลักษณะสำคัญของจานสะสมมวลสาร
MAGPIE สร้างพลาสมาพัลส์สั้น ๆ ซึ่งหมายความว่าสามารถหมุนดิสก์ได้เพียงรอบเดียว อย่างไรก็ตาม การทดลองพิสูจน์แนวคิดนี้แสดงให้เห็นว่าสามารถเพิ่มจำนวนการหมุนด้วยพัลส์ที่ยาวขึ้นได้อย่างไร เพื่อให้สามารถอธิบายคุณสมบัติของแผ่นดิสก์ได้ดีขึ้น หากการทดลองมีระยะเวลานานขึ้น ก็จะสามารถใช้สนามแม่เหล็กและตรวจสอบผลกระทบต่อแรงเสียดทานได้
"เราเพิ่งเริ่มศึกษาจานสะสมมวลเหล่านี้ด้วยวิธีการใหม่ทั้งหมด ซึ่งรวมถึงการทดลองและภาพถ่ายหลุมดำด้วยกล้องโทรทรรศน์ขอบฟ้าเหตุการณ์" สิ่งนี้จะช่วยให้เราสามารถทดสอบทฤษฎีของเราและดูว่าสอดคล้องกับการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์หรือไม่" นักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานในการทดลองกล่าว
อ่าน: