У лабораторії на Землі вперше створено диск чорної діри: вчені хочуть побачити, як вона харчується

Вчені з Імперського коледжу Лондона, Велика Британія, в межах нового експерименту вперше змогли створити диск з плазми, що обертається, який імітує диск, що оточує чорну діру. За допомогою цієї плазми чорні дірки набирають свою масу і зростають до неймовірних розмірів, пише Space.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Вчені вже давно хочуть зрозуміти, як саме відбувається процес росту чорних дір. Відомо, що вся захоплена чорна дірою речовина починає обертатися навколо неї в так званих акреційних дисках. Іноді ця речовина падає всередину чорної діри і відбувається її зростання, тобто чорна діра збільшується в розмірах і набирає масу. Але механізм цього поглинання остаточно незрозумілий.

Такі акреційні диски чорних дір вперше астрономи змогли безпосередньо побачити, коли зробили перші зображення надмасивних чорних дір у центрах галактик M87 та Чумацький Шлях. На цих знімках можна побачити навколо темної центральної частини чорної діри яскраві помаранчеві диски, що складаються з гарячої плазми.

Наразі вченим відомо, що такі диски з'являються тоді, коли чорна діра за допомогою своєї гравітації притягує зірки, газові хмари та інші об'єкти, які потрапили до зони впливу космічного монстра. В результаті вся речовина починає кружляти навколо чорної діри, дуже нагрівається і електрони в атомах відокремлюються. Так газ перетворюється на плазму, яка утримується в диску завдяки обертанню чорної діри та її гравітації.

Але іноді акреційний диск припиняє своє стабільне обертання і частина плазми потрапляє усередину чорної діри. Вчені досі точно не знають, чому і як саме відбувається цей процес. Ці знання дуже важливі, адже без поглинання плазми чорні діри не можуть зрости до величезних розмірів. Створити імітацію надмасивної чорної діри, яка в мільярди разів більша за Сонце за масою практично неможливо, але створити імітацію акреційного диска в лабораторії можна.

Вчені використовували спеціальний пристрій, в який помістили гарячу плазму і змусили її кружляти в кільці з величезною швидкістю. Виявилося, що внутрішні потоки плазми швидше обертаються ближче до центру, що підтверджує існуючі теорії.

Але вчені поки що не можуть створити повністю ідентичні умови, які є в акреційному диску чорної діри, але ця перша спроба вже дала важливу інформацію. Вчені сподіваються, що наступні експерименти зможуть покращити розуміння того, що відбувається в дисках чорних дір.

Автори експерименту вважають, що акреційний диск чорної діри припиняє стабільне обертання через вплив магнітних полів. Через це частина плазми починає падати у чорну діру. Поки що перевірити цю теорію не вдалося, але нове дослідження може показати, наскільки праві вчені.

За словами дослідників, розуміння поведінки акреційних дисків чорних дір допоможе більш точно з'ясувати, як чорні діри набирають масу та ростуть. Також ці знання допоможуть краще зрозуміти процес появи нових зірок із газових хмар. Ще нові експерименти, завдяки яким вивчається поведінка плазми, допоможуть у створенні термоядерної енергії на Землі.

Раніше Фокус вже писав про те, що вчені вперше спостерігали в радіодіапазоні наднову типу Ia. Цей термоядерний вибух стався після того, як зірка білий карлик забрала у свого сусіда надто багато речовини.