В лаборатории на Земле впервые создан диск черной дыры: ученые хотят увидеть, как она питается

Фото: NASA

Ученые из Имперского колледжа Лондона, Великобритания в ходе нового эксперимента впервые смогли создать вращающийся диск из плазмы, который имитирует диск, окружающий черную дыру. С помощью этой плазмы черные дыры набирают свою массу и растут до невероятных размеров, пишет Space.

Ученые уже давно хотят понять, как именно происходит процесс роста черных дыр. Известно, что все захваченное черное дырой вещество начинает вращаться вокруг нее в так называемых аккреционных дисках. Время от времени это вещество падает внутрь черной дыры и происходит ее рост, то есть черная дыра увеличивается в размерах и набирает массу. Но механизм этого поглощения до конца не понятен.

Такие аккреционные диски черных дыр впервые астрономы смогли напрямую увидеть, когда сделали первые изображения сверхмассивных черных дыр в центрах галактик M87 и Млечный Путь. На этих снимках можно увидеть вокруг темной центральной части черной дыры яркие оранжевые диски, состоящие из горячей плазмы.

Сейчас ученым известно, что такие диски появляются тогда, когда черная дыра с помощью своей гравитации притягивает звезды, газовые облака и другие объекты, попавшие в зону влияния космического монстра. В результате все вещество начинает кружить вокруг черной дыры, очень сильно нагревается и электроны в атомах отделяются. Таким образом газ превращается в плазму, которая удерживается в диске благодаря вращению черной дыры и ее гравитации.

Но иногда аккреционный диск прекращает свое стабильное вращение и часть плазмы попадает внутрь черной дыры. Ученые до сих пор точно не знают, почему и как именно происходит этот процесс. Эти знания очень важны, ведь, без поглощения плазмы черные дыры не могут вырасти до огромных размеров. Создать имитацию сверхмассивной черной дыры, которая в миллиарды раз больше Солнца по массе практически невозможно, но создать имитацию аккреционного диска в лаборатории можно.

Ученые использовали специальное устройство, в которое поместили горячую плазму и заставили ее кружить в кольце с огромной скоростью. Оказалось, что внутренние потоки плазмы более быстро вращаются ближе к центру, что подтверждает существующие теории.

Но ученые пока не могут создать полностью идентичные условия, которые присутствуют в аккреционном диске черной дыры, но эта первая попытка уже дала важную информацию. Ученые надеются, что следующие эксперименты смогут улучшить понимание происходящего в дисках черных дыр.

Авторы эксперимента считают, что аккреционный диск черной дыры прекращает стабильное вращение из-за влияния магнитных полей. Из-за этого часть плазмы начинает падать в черную дыру. Пока что проверить эту теорию не удалось, но следующее исследование может показать, насколько правы ученые.

По словам исследователей, понимание поведения аккреционных дисков черных дыр поможет более точно выяснить, как черные дыры набирают массу и растут. Также эти знания помогут лучше понять процесс появления новых звезд из газовых облаков. Еще новые эксперименты, благодаря которым изучается поведение плазмы, помогут в создании термоядерной энергии на Земле.

Ирина Скиба / Skibair
Журналист ARDinform