Os buracos negros atraem com seu mistério fantástico - são fontes colossais de energia e até mesmo túneis para voos interestelares. Isso é algo que precisa ser estudado em detalhes, e a modelagem é a abordagem certa para isso. Cientistas do Imperial College London montaram um experimento para modelar os discos de acreção dos buracos negros. Isso ajudará a entender a fonte de energia desses objetos e a reconciliar as observações astronômicas com os experimentos.
Em primeiro lugar, os discos de acreção em torno dos buracos negros são o que nos permite vê-los com nossos instrumentos. Há quatro anos, esse fenômeno foi usado para obter a primeira imagem direta de um buraco negro na galáxia Messier 87 (M87). O anel laranja na imagem é um disco colorido por computador de plasma superaquecido ao redor do buraco negro. Essa é uma formação relativamente estável. A substância cai sobre o buraco negro e é vaporizada no processo, transformando-se em plasma.
Os elétrons são desprendidos dos átomos, e os átomos se tornam íons. E tudo isso circula em velocidades enormes ao redor do buraco negro até cair nele. A força centrífuga, que empurra as partículas de matéria para fora, impede que tudo caia de uma vez. Esses processos são geralmente equilibrados e permanecem mais ou menos estáveis por milhões ou até bilhões de anos. Mas, ainda assim, a matéria cai no buraco negro e ele se alimenta dela. Os cientistas não sabem como isso acontece em detalhes - a teoria e os modelos existentes do processo são muito aproximados. O experimento ajudou e continuará a nos ajudar a entender as nuances do processo de alimentação do buraco negro, o que é importante para entender a física desses fenômenos.
O experimento foi realizado no Mega Ampere Generator for Plasma Implosion Experiments (MAGPIE). Esse dispositivo gera pulsos de enorme intensidade de corrente - até 1,8 milhão de A. Uma corrente dessa intensidade ioniza a substância de trabalho e a transforma em plasma. O lado negativo é que os pulsos de corrente são muito curtos e não permitem observações de longo prazo. Os recursos da instalação foram suficientes apenas para uma rotação completa do modelo do disco de acreção, o que não é suficiente para obter uma imagem completa da dinâmica do plasma no disco.
Mas mesmo isso foi suficiente para entender que o modelo funciona e, em geral, reflete a física dos processos de plasma no disco de acreção de um buraco negro real. Assim, o plasma mais próximo do centro girava mais rápido do que na periferia do disco de acreção, o que é consistente com as observações astronômicas de buracos negros. Os cientistas esperam poder aumentar a duração do pulso e manter o modelo funcionando por mais tempo, o que ajudará a avançar ainda mais no estudo dos buracos negros.
2023-05-22 06:55:05
Autor: Vitalii Babkin