블랙홀은 거대한 에너지 공급원이자 성간 비행을 위한 터널이기도 한 환상적인 신비로움으로 매혹적입니다. 블랙홀은 자세히 연구해야 할 대상이며, 모델링은 이를 위한 올바른 접근 방식입니다. 임페리얼 칼리지 런던의 과학자들은 블랙홀의 원반을 모델링하는 실험을 설정했습니다. 이 실험은 이러한 천체의 전력 공급을 이해하고 천문 관측과 실험을 조화시키는 데 도움이 될 것입니다.
첫째, 블랙홀 주위의 부착 원반은 우리가 장비로 블랙홀을 볼 수있게 해주는 것입니다. 4년 전, 이 현상은 메시에 87(M87) 은하에서 블랙홀의 첫 번째 직접 이미지를 얻는 데 사용되었습니다. 이미지의 주황색 고리는 블랙홀 주변의 과열된 플라즈마로 이루어진 컴퓨터 색상의 원반입니다. 이것은 비교적 안정된 형태입니다. 물질은 블랙홀로 떨어지고 그 과정에서 기화되어 플라즈마로 변합니다.
전자는 원자에서 분리되고 원자는 이온이 됩니다. 그리고 이 모든 것이 블랙홀에 떨어질 때까지 블랙홀 주위를 엄청난 속도로 돌고 있습니다. 물질 입자를 바깥쪽으로 밀어내는 원심력은 모든 것이 한꺼번에 떨어지는 것을 방지합니다. 이러한 과정은 일반적으로 균형을 이루며 수백만 년 또는 수십억 년 동안 어느 정도 안정적으로 유지됩니다. 그러나 여전히 물질은 블랙홀로 떨어지고 블랙홀은 물질을 먹습니다. 과학자들은 이것이 어떻게 일어나는지 자세히 알지 못합니다. 이 과정에 대한 이론과 기존 모델은 매우 근사치입니다. 이 실험은 이러한 현상의 물리학을 이해하는 데 중요한 블랙홀 먹이 과정의 뉘앙스를 이해하는 데 도움이되었으며 앞으로도 계속 도움이 될 것입니다.
이 실험은 플라즈마 폭발 실험을 위한 메가 암페어 발생기(MAGPIE)에서 수행되었습니다. 이 장치는 최대 180만 A에 달하는 엄청난 전류 강도의 펄스를 생성합니다. 이 강도의 전류는 작동 물질을 이온화하여 플라즈마로 전환합니다. 단점은 전류 펄스가 매우 짧아서 장기간 관찰할 수 없다는 것입니다. 설치의 성능은 부착 디스크 모델을 한 번 완전히 회전하는 데만 충분했기 때문에 디스크의 플라즈마 역학을 완전히 파악하기에는 충분하지 않았습니다.
그러나 이것조차도 모델이 작동하고 일반적으로 실제 블랙홀의 부착 원반에서 플라즈마 과정의 물리학을 반영한다는 것을 이해하기에 충분했습니다. 따라서 중심에 가까운 플라즈마는 부착 원반의 주변부보다 빠르게 회전했으며, 이는 블랙홀에 대한 천문학적 관측과 일치합니다. 과학자들은 펄스 지속 시간을 늘리고 모델을 더 오래 실행할 수 있어 블랙홀 연구를 한 단계 더 발전시키는 데 도움이 될 것으로 기대합니다.
2023-05-22 06:55:05
작가: Vitalii Babkin