I buchi neri attraggono per il loro fantastico mistero: sono colossali fonti di energia e persino tunnel per voli interstellari. Si tratta di qualcosa che deve essere studiato in dettaglio e la modellazione è l'approccio giusto per farlo. Gli scienziati dell'Imperial College di Londra hanno messo a punto un esperimento per modellare i dischi di accrescimento dei buchi neri. Ciò aiuterà a comprendere l'alimentazione di questi oggetti e a riconciliare le osservazioni astronomiche con gli esperimenti.
In primo luogo, i dischi di accrescimento attorno ai buchi neri sono ciò che ci permette di vederli con i nostri strumenti. Quattro anni fa, questo fenomeno è stato utilizzato per ottenere la prima immagine diretta di un buco nero nella galassia Messier 87 (M87). L'anello arancione nell'immagine è un disco di plasma surriscaldato intorno al buco nero, colorato al computer. Si tratta di una formazione relativamente stabile. La sostanza che cade sul buco nero viene vaporizzata nel processo e si trasforma in plasma.
Gli elettroni si staccano dagli atomi e gli atomi diventano ioni. Tutto questo circola a velocità enormi intorno al buco nero fino a quando non vi cade dentro. La forza centrifuga, che spinge le particelle di materia verso l'esterno, impedisce che tutto cada in una volta sola. Questi processi sono generalmente equilibrati e rimangono più o meno stabili per milioni o addirittura miliardi di anni. Tuttavia, la materia cade nel buco nero e se ne nutre. Gli scienziati non sanno come questo avvenga nel dettaglio: la teoria e i modelli esistenti del processo sono molto approssimativi. L'esperimento ha aiutato e continuerà ad aiutare a comprendere le sfumature del processo di alimentazione del buco nero, che è importante per capire la fisica di questi fenomeni.
L'esperimento è stato condotto presso il Mega Ampere Generator for Plasma Implosion Experiments (MAGPIE). Questo dispositivo genera impulsi di corrente di enorme intensità, fino a 1,8 milioni di A. Una corrente di questa intensità ionizza la sostanza di lavoro e la trasforma in plasma. Il lato negativo è che gli impulsi di corrente sono molto brevi e non consentono osservazioni a lungo termine. Le capacità dell'installazione erano sufficienti solo per una rotazione completa del modello del disco di accrescimento, che non è sufficiente per ottenere un quadro completo della dinamica del plasma nel disco.
Ma anche questo è stato sufficiente per capire che il modello funziona e riflette in generale la fisica dei processi di plasma nel disco di accrescimento di un buco nero reale. Così, il plasma più vicino al centro ruotava più velocemente rispetto alla periferia del disco di accrescimento, il che è coerente con le osservazioni astronomiche dei buchi neri. Gli scienziati prevedono di poter aumentare la durata dell'impulso e far funzionare il modello più a lungo, il che contribuirà a far progredire ulteriormente lo studio dei buchi neri.
2023-05-22 06:55:05
Autore: Vitalii Babkin