Forskare från Imperial College London har skapat en roterande plasmaskiva i laboratoriet. Det var en simulering av accretion-skivorna som finns runt omkring svarta hål och bildar stjärnor. Experimentet modellerar mer exakt vad som händer i dessa skivor och kan potentiellt hjälpa forskare att ta reda på hur svarta hål växer och hur kollapsande materia bildar stjärnor.
När materia närmar sig svarta hål värms den upp och börjar snurra och bildar en struktur som kallas accretion disk. Rotationen orsakar en centrifugalkraft som trycker plasmat utåt, vilket balanseras av att det svarta hålets gravitation drar det inåt.
Dessa glödande ringar väckte några frågor. Till exempel, hur växer ett svart hål om material inte faller in i det, utan villkorligt förblir i omloppsbana? Den ledande teorin är att instabiliteten hos magnetfälten i plasman orsakar friktion, vilket gör att den förlorar energi och faller ner i ett svart hål.
Det främsta sättet att testa denna teori var att använda flytande metaller som kunde snurras och sedan observera vad som hände under påverkan av magnetiska fält. Men eftersom metallerna måste finnas i rören är de inte en sann reflektion av plasman. Så Imperial College-forskare använde en maskin som heter Mega Ampere Generator for Plasma Implosion Experiments (MAGPIE) för att snurra upp plasmat och mer exakt återskapa accretion-skivan.
"Att förstå hur ansamlingsskivor beter sig kommer att hjälpa oss att inte bara förstå hur svarta hål växer, utan också hur gasmoln kollapsar för att bilda stjärnor, och till och med hur vi kan skapa våra egna stjärnor genom att förstå plasmastabiliteten i fusionsexperiment ", - de talar forskare
Teamet använde MAGPIE-anläggningen för att accelerera åtta plasmastrålar och kollidera dem för att bilda en roterande kolonn. Forskarna fann att ju närmare mitten, desto snabbare rör sig spiralringen, vilket är en viktig egenskap hos accretionskivor.
MAGPIE producerar korta plasmapulser, vilket innebär att endast ett varv på skivan är möjligt. Detta proof-of-concept-experiment visar dock hur antalet rotationer kan ökas med längre pulser för att bättre kunna beskriva skivans egenskaper. Om experimentet skulle pågå längre skulle det också vara möjligt att applicera magnetfält och kontrollera deras effekt på friktionen.
"Vi har precis börjat studera dessa ackretionsskivor på helt nya sätt, som inkluderar våra experiment och bilder av svarta hål med Event Horizon-teleskopet. Detta kommer att tillåta oss att testa våra teorier och se om de motsvarar astronomiska observationer, säger forskarna som arbetade med experimentet.
Läs också: