Forskere fra Imperial College London har skabt en roterende plasmaskive i laboratoriet. Det var en simulering af de tilvækstskiver, der findes rundt omkring sorte huller og danner stjerner. Eksperimentet modellerer mere præcist, hvad der sker i disse diske og kan potentielt hjælpe forskere med at finde ud af, hvordan sorte huller vokser, og hvordan kollapsende stof danner stjerner.
Når stof nærmer sig sorte huller, varmes det op og begynder at spinde og danner en struktur kaldet accretion disk. Rotationen forårsager en centrifugalkraft, der skubber plasmaet udad, hvilket balanceres ved, at det sorte huls tyngdekraft trækker det indad.
Disse glødende ringe rejste nogle spørgsmål. For eksempel, hvordan vokser et sort hul, hvis materiale ikke falder ned i det, men betinget forbliver i kredsløb? Den førende teori er, at ustabiliteten af magnetfelterne i plasmaet forårsager friktion, hvilket får det til at miste energi og falde ned i et sort hul.
Den vigtigste måde at teste denne teori på var at bruge flydende metaller, der kunne spindes og derefter observere, hvad der skete under påvirkning af magnetiske felter. Men da metallerne skal være indeholdt i rørene, er de ikke en sand afspejling af plasmaet. Så Imperial College-forskere brugte en maskine kaldet Mega Ampere Generator for Plasma Implosion Experiments (MAGPIE) til at skrue op for plasmaet og mere præcist genskabe accretion-disken.
"Forståelse af, hvordan tilvækstskiver opfører sig, vil hjælpe os til ikke kun at forstå, hvordan sorte huller vokser, men også hvordan gasskyer kollapser og danner stjerner, og endda hvordan vi kan skabe vores egne stjerner ved at forstå stabiliteten af plasma i fusionseksperimenter", - de siger videnskabsmænd
Holdet brugte MAGPIE-faciliteten til at accelerere otte plasmastråler og kollidere dem for at danne en roterende søjle. Forskerne fandt ud af, at jo tættere på midten, jo hurtigere bevæger spiralringen sig, hvilket er et vigtigt kendetegn ved tilvækstskiver.
MAGPIE producerer korte plasmaimpulser, hvilket betyder, at kun én omdrejning af disken er mulig. Dette proof-of-concept-eksperiment viser dog, hvordan antallet af rotationer kan øges med længere impulser for bedre at kunne beskrive skivens egenskaber. Hvis forsøget skulle vare længere, ville det også være muligt at anvende magnetiske felter og kontrollere deres effekt på friktionen.
"Vi er lige begyndt at studere disse tilvækstskiver på helt nye måder, som inkluderer vores eksperimenter og billeder af sorte huller med Event Horizon Telescope. Dette vil give os mulighed for at teste vores teorier og se, om de svarer til astronomiske observationer," sagde videnskabsmændene, der arbejdede på eksperimentet.
Læs også: