Forschungsteam baut im Labor die Umgebung eines Schwarzen Lochs auf


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Schwarzes Loch im Weltraum
Der erste visuelle Beweis eines Schwarzen Lochs, angekündigt im Jahr 2019. © Event Horizon Telescope (EHT) / dpa

Das heiße Plasma zirkuliert um das Schwarze Loch und „füttert“ den massiven Himmelskörper. Das Forscherteam reproduzierte dieses Phänomen auf der Erde.

LONDON – Einem Forschungsteam des Londoner Imperial College ist es gelungen, die unmittelbare Umgebung eines Schwarzen Lochs auf der Erde nachzubilden. Ein Schwarzes Loch ist von einer sogenannten Akkretionsscheibe umgeben, und die Akkretionsscheibe sammelt Materie, die vom Schwarzen Loch angezogen wird und sich in ultraheißes Plasma verwandelt. Innerhalb der Plasmascheibe wirkt eine enorme Kraft. Die Zentrifugalkraft drückt das Plasma nach außen, während die Schwerkraft des Schwarzen Lochs Materie nach innen zieht. Beide Kräfte gleichen sich aus.

Dies führt direkt zu einer Frage, die Forscher schon seit langem beschäftigen. Wie wächst ein Schwarzes Loch, wenn kein Material von der Akkretionsscheibe hineinfällt? Eine führende Theorie besagt, dass die Instabilität des Magnetfelds im Plasma dafür sorgt, dass etwas Material in das Schwarze Loch fällt. Bisher war es jedoch schwierig, diese Theorie zu überprüfen. Bisher wurden flüssige Metalle mit angelegten Magnetfeldern verwendet. Allerdings hieß es in einer Erklärung des Imperial College, dass sich die Metalle während des Tests in Röhrchen befanden und nicht mit frei fließendem Blutplasma verglichen werden könnten.

Forschungsteam erzeugt Akkretionsscheibe um Schwarzes Loch auf der Erde

Hier kommt die Forschungsgruppe von Vicente Valenzuela Villaseca ins Spiel. Sie verwendeten ein Gerät namens Megaampere Generator for Plasma Implosion Experiments (MAGPIE), um die Akkretionsscheibe genauer zu modellieren.Details der Studie wurden in der Zeitschrift veröffentlicht Brief zur körperlichen Untersuchung Veröffentlicht. „Indem wir verstehen, wie Akkretionsscheiben funktionieren, können wir nicht nur verstehen, wie Schwarze Löcher entstehen, sondern auch, wie Gaswolken kollabieren, um Sterne zu bilden, und sogar, wie Akkretionsscheiben funktionieren.“ eigene Sterne. Es handelt sich um ein Kernfusionsexperiment“, sagte Valenzuela Villaseca in einer Erklärung der Universität.

Mit MAGPIE konnten die Forscher acht Plasmastrahlen beschleunigen und kollidieren lassen, wodurch eine rotierende Säule aus heißem Plasma entstand. Da MAGPIE kurze Plasmapulse erzeugt, konnte die Forschungsgruppe nur die Rotation der Akkretionsscheibe abbilden. Dennoch konnte das Team erste Erkenntnisse gewinnen. Das bedeutet, dass sich das Plasma umso schneller bewegt, je weiter man sich im rotierenden Ring befindet. Bei diesem Experiment handelt es sich um einen „Proof of Concept“, der zeigen soll, ob die Studie möglich ist. Die Forscher gehen davon aus, dass je länger der Plasmapuls ist, desto mehr Rotationsbewegungen werden sie sehen.

Akkretionsscheibe im Labor: Tests mit Magnetfeldern stehen noch aus

Wenn Sie Tracking-Experimente über einen längeren Zeitraum durchführen möchten, können Sie auch ein Magnetfeld hinzufügen und dessen Auswirkung auf die Reibung im System untersuchen. „Wir fangen gerade erst an, Akkretionsscheiben auf völlig neue Weise zu beobachten“, erklärte Valenzuela-Villaseca und fügte hinzu: „Dazu gehören auch Experimente und Schnappschüsse von Schwarzen Löchern mit dem Event Horizon Telescope. Dadurch können wir unsere Theorie testen und sehen, ob sie mit astronomischen Beobachtungen übereinstimmt.“

Das Prinzip einer Akkretionsscheibe um ein Schwarzes Loch mag für einen Laien seltsam klingen, aber die meisten Menschen haben es schon einmal gesehen. Auf den ersten Bildern eines Schwarzen Lochs war deutlich zu erkennen, wie die Akkretionsscheibe um das Schwarze Loch wirbelte. Schauen Sie sich die Akkretionsscheibe im Bild des Schwarzen Lochs im Zentrum unserer Milchstraße an. (Tab)



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