Fizikai laboratorijoje pagamino juodosios skylės plazmą

Primary tabs

Juodosios skylės yra nepasotinamos: Jos suryja didelius kiekius medžiagos iš dujų debesų ar kaimynines

žvaigždes. 'Maisto' spiralei vis greičiau sukantis ir artėjant į bedugnę, ji tampa vis tankesnė ir įkaista iki milijonų laipsnių Celsijaus temperatūros. Prieš medžiagai išnykstant, ji spinduliuoja į kosmosą itin intensyvius rentgeno spindulius. Šis 'paskutinis verksmas' kyla iš geležies, vieno iš medžiagos elementų. Mokslininkai iš Makso Planko Branduolinės fizikos instituto Heidelberge bendradarbiavo su kolegomis iš 'Helmholtz Zentrum' Berlyne ir naudodami 'Bessy II' sinchotroną, rentgeno spindulių šaltinį, ištirti kas vyksta šiame procese.

Norint suprasti juodųjų skylių prigimtį, geriausia žiūrėti į jų 'maitinimąsi'. Įdomiausia dalis yra prieš pat medžiagai pradingstant iš įvykių horizonto - tai yra atstumas, kai juodosios skylės masės trauka tampa tokia stipri, kad net šviesa negali iš jos ištrūkti. Šis turbulentinis procesas generuoja rentgeno spindulius, kurie savo ruožtu jaudina įvairius cheminius elementus dujų debesyse, taip sukurdami linijų charakteristikas (spalvas). Linijų analizė suteikia informaciją apie plazmos tankį, greitį ir sudėtį netoli įvykių horizonto.

Šio proceso metu geležis vaidina svarbų vaidmenį. Nors ji nėra tokia gausiai paplitusi kaip lengvesni elementai - daugiausia vandenilis ir helis - ji žymiai geriau sugeria rentgeno spindulius. Išspinduliuoti fotonai taip pat turi daugiau energijos, atitinkamai trumpesnį bangos ilgį (skirtingas spalvas), nei lengvesni atomai.

Todėl jie palieka aiškius radiacijos pėdsakus vaivorykštėje: spektre atsiranda kaip stiprios linijos. Vadinamoji K-Alfa geležies linija yra paskutinis materijos ženklas, prieš dingstant iš juodosios skylės matomo horizonto, tai 'paskutinis verksmas', po kurio niekada negali būti matoma.

Debesis geležies jonų, tik kelių centimetrų ilgio ir ploni kaip plaukas, laikomi suspausti vakuume padedant magnetinių ir elektrinių laukų. Tada rentgeno spinduliai iš sinchotrono paveikia šį debesį; fotonų energija, iš rentgeno spindulių, parenkama dideliu tikslumu ir nukreipiama į jonus, plonu, fokusuotu spinduliu.

Spektro linijos išmatuotos šiame eksperimente gali būti tiesiogiai ir lengvai palygintos su naujausiais pastebėjimais padarytais rentgeno spindulių observatorijose, tokiose kaip Chandra ir XMN-Newton. Pasirodo, kas didžioji dalis naudotų teorinių skaičiavimo metodų, netiksliai nustato linijų padėtį. Tai yra didelė astrofizikos problema, todėl kad be tikslių žinių apie bangos ilgius, nėra tikslaus linijų nustatymo (doplerio efekto).

Doplerio efektas apibūdina dažnio pasikeitimą (energiją ar bangos ilgį) išspinduliuotos šviesos. Kiekvienas kuris girdi greitosios pagalbos sireną patiria šį fenomeną: kol transporto priemonė artėja, garsas stiprėja, tolstant mažėja. Jei dažnis ramybės būsenoje žinomas (greitajai pagalbai stovint), tai leidžia išmatuoti šaltinio greitį - astronomijoje tai yra plazma.

Tai paliko mokslininkus suglumusius ties supratimu NGC 3783, vienas iš aktyvių galaktikos branduolių, kuris tiriamas ilgiausią laiką. Matavimo klaidos ramybės būsenos dažnyje apskaičiuotos klaidingu teoriniu modeliu nukreipė į dar didesnius neaiškumus išspinduliuojamos plazmos, kur plazmos srautai tapo fiziškai neįmanomi.

Facebook komentarai: