Ученые воссоздали в лаборатории диск черной дыры

Это поможет лучше понять, как черные дыры «питаются».

Группе ученых из Имперского колледжа Лондона удалось в лаборатории создать крутящийся диск плазмы, который имитирует горячий газ из аккреционного диска, который «питает» черную дыру. Это поможет ученым понять, как черные дыры растут, «питаясь» материалом, который окружает их, сообщает Space.com.

Ученым удалось прямо наблюдать такие диски, после того, как Телескоп горизонта событий (EHT) сделал первое прямое изображение черной дыры. На этом историческом изображении сверхмассивной черной дыры в центре галактики Мессье 87 (M87) и на более позднем изображении сверхмассивной черной дыры в Млечном Пути Стрелец A* (Sgr A*) преобладает светящийся оранжевый цвет, в который окрашено кольцо плазмы, окружающее темную центральную черную дыру.

Кольцо возникает, когда материя притягивается к черной дыре и ее гравитационное влияние создает турбулентные и жесткие условия, нагревая газ и отрывая электроны от атомов. Из-за этого газ превращается в плазму, которая и образует аккреционный диск, который удерживается внешним толчком центробежной силы, создаваемой его вращением, и внутренней силой тяжести.

Иногда эта стабильность нарушается, в результате чего материал из диска падает на черную дыру. Вместе с тем, ученые не знают, каким образом возникает эта нестабильность. Это важно для понимания черных дыр, поскольку они не могут расти без аккреции материала.

Воссоздать черную дыру наподобие М87, масса которой больше солнечной в 4,5 миллиарда раз, тяжело. Поэтому ученые воссоздают плазму, которая вращается вокруг черной дыры.

В ходе исследования ученые использовали Mega Ampere Generator for Plasma Implosion Experiments (MAGPIE) для создания копии аккреционного диска. Для этого потребовалось разогнать восемь струй плазмы и столкнуть их, чтобы получилась вращающаяся колонна. Команда обнаружила, что плазма движется быстрее во внутренних областях колонны, что считается важной характеристикой аккреционных дисков.

Вместе с тем, этот эксперимент стал только подтверждением существующей концепции, в основном потому, что MAGPIE может генерировать только короткие импульсы плазмы, что ограничивает наблюдения группы не более чем одним полным оборотом диска. В дальнейшем команда намерена повторить эксперимент с более длинными импульсами.

Ранее ученые обнаружили новую самую близкую к Земле черную дыру, которая получила обозначение Gaia BH1. Черная дыра в 10 раз больше Солнца, она располагается на расстоянии 1600 световых лет от нас в созвездии Змееносца.