Disku i grumbullimit rreth vrimave të zeza të rikrijuar në laborator

Studiuesit e Kolegjit Imperial kanë krijuar një disk rrotullues të plazmës në një laborator, duke imituar disqet e gjetura rreth vrimave të zeza dhe duke formuar yje.

Eksperimenti modelon më saktë atë që ndodh në këto disqe plazma, gjë që mund t’i ndihmojë studiuesit të zbulojnë se si rriten vrimat e zeza dhe se si materia në kolaps formon yjet.

Ndërsa materia u afrohet vrimave të zeza, ajo nxehet, duke u bërë plazma – një gjendje e katërt e materies që përbëhet nga jone të ngarkuar dhe elektrone të lirë. Ai gjithashtu fillon të rrotullohet, në një strukturë të quajtur një disk grumbullimi. Rrotullimi shkakton një forcë centrifugale që e shtyn plazmën nga jashtë, e cila balancohet nga graviteti i vrimës së zezë që e tërheq brenda.

Këto unaza të ndezura të plazmës në orbitë paraqesin një problem – si rritet një vrimë e zezë nëse materiali është mbërthyer në orbitë në vend që të bjerë në vrimë? Teoria kryesore është se paqëndrueshmëritë në fushat magnetike në plazmë shkaktojnë fërkime, duke bërë që ajo të humbasë energjinë dhe të bjerë në vrimën e zezë.

Mënyra kryesore e testimit të kësaj ka qenë përdorimi i metaleve të lëngëta që mund të rrotullohen dhe të shihet se çfarë ndodh kur aplikohen fusha magnetike. Megjithatë, duke qenë se metalet duhet të përmbahen brenda tubave, ato nuk janë një paraqitje e vërtetë e plazmës me rrjedhje të lirë.

Tani, studiuesit në Imperial kanë përdorur gjeneratorin e tyre Mega Ampere për Eksperimentet e Plasma Implosion Experiments (MAGPIE) për të rrotulluar plazmën në një paraqitje më të saktë të disqeve të grumbullimit. Detajet e eksperimentit janë publikuar më 12 maj në revistën Physical Review Letters.

Autori i parë Dr. Vicente Valenzuela-Villaseca e përfundoi studimin gjatë doktoraturës së tij. në Departamentin e Fizikës në Imperial. Ai tha, “Të kuptuarit se si sillen disqet e grumbullimit jo vetëm që do të na ndihmojë të zbulojmë se si rriten vrimat e zeza, por edhe se si retë e gazit shemben për të formuar yje, dhe madje edhe se si mund të jemi në gjendje të krijojmë më mirë yjet tanë duke kuptuar stabilitetin e plazmës në eksperimentet e shkrirjes.”

Ekipi përdori makinën MAGPIE për të përshpejtuar tetë avionë plazma dhe për t’i përplasur ato, duke formuar një kolonë rrotulluese. Ata zbuluan se sa më afër pjesës së brendshme të unazës rrotulluese lëvizte më shpejt, gjë që është një karakteristikë e rëndësishme e disqeve të grumbullimit në univers.

MAGPIE prodhon impulse të shkurtra të plazmës, që do të thotë se ishte e mundur vetëm rreth një rrotullimi i diskut. Megjithatë, ky eksperiment i vërtetimit të konceptit tregon se si numri i rrotullimeve mund të rritet me impulse më të gjata, duke lejuar një karakterizim më të mirë të vetive të diskut. Një kohë më e gjatë e ekzekutimit të eksperimentit do të lejonte gjithashtu aplikimin e fushave magnetike, për të testuar ndikimin e tyre në fërkimin e sistemit.

Dr. Valenzuela-Villaseca tha, “Ne jemi si fillimi i të qenit në gjendje t’i shikojmë këto disqe grumbullimi në mënyra krejtësisht të reja, të cilat përfshijnë eksperimentet tona dhe fotografitë e vrimave të zeza me teleskopin e Horizontit të Ngjarjeve. Këto do të na lejojnë të testojmë teoritë dhe shikoni nëse ato përputhen me vëzhgimet astronomike.”