Các nhà khoa học từ Đại học Hoàng gia Luân Đôn đã tạo ra một đĩa plasma quay trong phòng thí nghiệm. Đó là một mô phỏng của các đĩa bồi tụ được tìm thấy xung quanh lỗ đen và hình thành các ngôi sao. Thí nghiệm mô hình hóa chính xác hơn những gì xảy ra trong các đĩa này và có khả năng giúp các nhà nghiên cứu tìm ra cách các lỗ đen phát triển và cách vật chất co lại hình thành sao.
Khi vật chất tiếp cận lỗ đen, nó nóng lên và bắt đầu quay, tạo thành một cấu trúc gọi là đĩa bồi tụ. Sự quay gây ra một lực ly tâm đẩy plasma ra ngoài, lực này được cân bằng bởi lực hấp dẫn của lỗ đen kéo nó vào trong.
Những chiếc nhẫn phát sáng này đặt ra một số câu hỏi. Ví dụ, làm thế nào để một lỗ đen phát triển nếu vật chất không rơi vào đó mà vẫn ở trên quỹ đạo một cách có điều kiện? Giả thuyết hàng đầu cho rằng sự bất ổn định của từ trường trong plasma gây ra ma sát, khiến nó mất năng lượng và rơi vào lỗ đen.
Cách chính để kiểm tra lý thuyết này là sử dụng các kim loại lỏng có thể kéo thành sợi và sau đó quan sát những gì xảy ra dưới tác động của từ trường. Tuy nhiên, vì các kim loại phải được chứa trong các ống nên chúng không phải là sự phản ánh thực sự của plasma. Vì vậy, các nhà khoa học của Đại học Imperial đã sử dụng một cỗ máy có tên là Máy tạo Mega Ampere cho các Thí nghiệm nổ Plasma (MAGPIE) để quay plasma và tái tạo chính xác hơn đĩa bồi tụ.
"Hiểu cách hoạt động của các đĩa bồi tụ sẽ giúp chúng ta không chỉ hiểu cách các lỗ đen phát triển mà còn cả cách các đám mây khí co lại để hình thành sao và thậm chí cách chúng ta có thể tạo ra các ngôi sao của riêng mình bằng cách hiểu tính ổn định của plasma trong các thí nghiệm nhiệt hạch", - họ nói các nhà khoa học
Nhóm đã sử dụng cơ sở MAGPIE để tăng tốc tám tia plasma và va chạm chúng để tạo thành một cột quay. Các nhà khoa học phát hiện ra rằng càng gần giữa, vòng xoắn ốc di chuyển càng nhanh, đây là một đặc điểm quan trọng của đĩa bồi tụ.
MAGPIE tạo ra các xung plasma ngắn, nghĩa là chỉ có thể thực hiện một vòng quay của đĩa. Tuy nhiên, thí nghiệm chứng minh khái niệm này cho thấy cách có thể tăng số vòng quay với các xung dài hơn để có thể mô tả tốt hơn các thuộc tính của đĩa. Nếu thí nghiệm kéo dài lâu hơn, thì cũng có thể áp dụng từ trường và kiểm tra ảnh hưởng của chúng đối với ma sát.
"Chúng tôi mới bắt đầu nghiên cứu các đĩa bồi tụ này theo những cách hoàn toàn mới, bao gồm các thí nghiệm và hình ảnh của chúng tôi về các lỗ đen bằng Kính viễn vọng Chân trời Sự kiện. Điều này sẽ cho phép chúng tôi kiểm tra các lý thuyết của mình và xem liệu chúng có tương ứng với các quan sát thiên văn hay không", các nhà khoa học tham gia thí nghiệm cho biết.
Đọc thêm: