Afbeelding: Randy Montoya/Sandia
Mocht je jezelf in een zwart gat zal je sterven. Mocht je in de buurt van een zwart gat, zul je ook sterven. Afgezien van het feit dat deze enorme, licht-trapping monsters zijn onmogelijk te bereiken op menselijke tijdschalen, er zijn gewoon niet veel manieren voor het meten van de plasma rondom hen zonder te sterven of vernietigen van het experiment. Wetenschappers doen door het herscheppen van een aantal van de functies in het lab.
Maar een dergelijke poging in New Mexico heeft geleid tot een aantal theorie-busting resultaten. De onderzoekers gebruikten de Sandia Z experiment bij Sandia National Lab te maken van een plasma, een gas met een elektrische lading, vergelijkbaar met de plasma rond zwarte gaten, met behulp van de meest krachtige laboratorium bron van de straling op Aarde. Maar de theorieën van de plasma omliggende actieve galactische kernen, de heldere, energieke, jet-spuwende zwarte gaten in het centrum van sterrenstelsels, niet overeenkomen met de eigenschappen van het plasma waargenomen in het lab. Dit kan mogelijk wijzigen wetenschappers’ het begrijpen van de aard van de zwarte gaten’ omgeving.
“Gebenchmarkt” modellen zoals die in Sandia Z “kan vervolgens helpen bij het verfijnen van de actieve galactische kernen observatie interpretaties,” de auteurs schrijven in het onderzoek is deze maand gepubliceerd in Physical Review Letters.
Van wat wetenschappers hebben verzameld, deze ongelooflijk lichte actieve galactische kernen zijn omgeven door hete plasma van de objecten verscheurd door de enorme zwaartekracht van het zwarte gat. Deze plasma ‘ s worden photoionized, wat betekent dat licht deeltjes geven atomen met een elektrische lading via verschillende processen. Op dit moment telescopen meten van de plasma ‘ s door het opnemen van specifieke golflengtes van licht in de x-ray spectra. Wetenschappers kunnen deze gegevens gebruiken voor het meten van deze bronnen, helderheid, help denk dat de massa en de rotatie van het zwarte gat, en te meten wat voor soort zaken de accretie schijf, de geripte-up schijf van plasma in een baan rond het zwarte gat, is gemaakt van.
De onderzoekers van de Sandia Z nagebootst plasma door stralen van silicium met pulsen van zeer high-energy x-stralen; elke puls heeft ongeveer dezelfde hoeveelheid energie als een van deze elektrische kachels voor 20 minuten of zo. De onderzoekers dan de gemeten emissie spectra van de plasma ‘ s, die vergelijkbaar is met de meting doe je op de middelbare school scheikunde waar u probeert en identificeren van een gas door te kijken naar de spectrale lijnen (behalve dat je niet kunt zien, x-stralen met je ogen).
Astronomen hebben voor een lange tijd gemerkt dat sommige spectrale lijnen lijken te ontbreken van zwarte gaten, en de theorie dat bepaalde elementen kunnen bestaan nog steeds, zonder zich te tonen, Lynn Matthews, onderzoeker aan het MIT Haystack Observatory niet in het onderzoek betrokken toegelicht in een e-mail. “Deze nieuwe laboratorium gegevens suggereren dat deze uitleg niet werkt, en dat de aanwezigheid van een bepaald element moet worden geopenbaard in het spectrum als het er is,” zei ze. En dat is belangrijk. “De implicatie is dat de eigenschappen van het zwarte gat aanwas schijven (dichtheid, samenstelling, grootte, etc.) kan iets anders dan astronomen voorheen dachten.”
Voor wat dat betekent voor de toekomst astronomische waarnemingen en wetenschappers het begrip van zwarte gaten, “Dit werk… laat zien dat een veronderstelling die is gegaan in onze atomic modellen is nog belangrijker is gebrekkig,” Jack Steiner, een Einstein Postdoctoral Fellow aan het MIT niet in het onderzoek betrokken vertelde Gizmodo in een e-mail. Dat heeft belangrijke implicaties. Maar hij wijst er ook op beperkingen—na alle, deze zijn niet echt zwarte gaten produceren van het plasma. Het zwarte gat van de specifieke combinatie van x-stralen kan ook veranderen het resultaat.
Maar Steiner, Matthews en anderen eens over het belang van het resultaat. Javier Garcia bij Caltech vertelde Gizmodo in een email: “Het is echt opmerkelijk dat in een laboratorium op Aarde in plasma opaciteiten, de Sandia Z groep aansluiten en licht te werpen op het plasma processen in de Zon en in de stapel schijven rond zwarte gaten.”
[PRL]