Til venstre: det eksperimentelle oppsettet er en ringformet sylindrisk kanal med indre radius R1= 6 cm, ytre radius R2= 19 cm og høyde h = 1,5 cm, utsatt for en radiell strøm (I0=[0–3000]A) og et vertikalt magnetfelt (B0=[0–110]mT). Høyre: en serie potensielle sonder som strekker seg fra toppplaten til midthøyde gir målinger av både asimutalt og radialt hastighetsfelt i midtplanet. De blå sondene måler produkt urΩ og deriverte ∂rΩ involvert i JΩ. Kreditt: Fysiske gjennomgangsbrev (2022). DOI: 10.1103/PhysRevLett.129.074501
Et team av forskere ved Sorbonne-universitetet i Paris rapporterer om en ny måte å etterligne svarte hull og stjerneakkresjonsskiver. I papiret deres publisert i tidsskriftet Fysiske vurderingsbrev, gruppen beskriver bruk av magnetiske og elektriske felt for å lage en roterende skive laget av flytende metall for å etterligne oppførselen til materialet som omgir sorte hull og stjerner, noe som fører til utvikling av akkresjonsskiver.
Tidligere forskning har vist at massive gjenstander har en gravitasjonsrekkevidde som trekker inn gass, støv og annet materiale. Og siden slike massive gjenstander har en tendens til å spinne, har materialet de trekker inn en tendens til å virvle rundt gjenstanden når den beveger seg nærmere. Når det skjer, har tyngdekraften som utøves av materialer i den virvlende massen en tendens til å smelte sammen, noe som resulterer i en akkresjonsdisk. Astrofysikere har studert dynamikken til akkresjonsskiver i mange år, men har ikke vært i stand til å finne ut hvordan vinkelmomentum overføres fra de indre delene av en gitt akkresjonsskive til dens ytre deler når materialet i skiven beveger seg stadig nærmere det sentrale objektet. .
Metoder brukt for å studere akkresjonsdisker har involvert utvikling av matematiske formler, datasimuleringer og virkelige modeller som bruker væsker som virvler som virvler. Ingen av tilnærmingene har imidlertid vist seg egnet, noe som har fått forskere til å se etter nye modeller. I denne nye innsatsen utviklet forskerne en metode for å generere en akkresjonsdisk laget av flytende metall biter som snurrer i luften.
For å etterligne handlingen til en virkelig akkresjonsdisk brukte forskerne et radialt elektrisk felt på en masse flytende metall. Feltet ble generert ved å skyve strøm mellom en sylinder og en omkringliggende sirkulær elektrode. Prosessen holder metallbitene fanget når de går i bane rundt et sentralt punkt. Det er selvfølgelig ingen sentral kropp som etterligner en stjerne eller et sort hull – i stedet styres handlingen ved hjelp av spoler over og under det forhåndsdefinerte planet.
Ved å bruke deres tilnærming, var forskerne i stand til å kontrollere både graden av turbulens og rotasjonshastigheten til skiven. De la også til sonder for å lære mer om vinkelmomentum og fant at den ble drevet fra de indre delene av skiven til ytterkantene av turbulente strømmer, slik noen har teoretisert.
Hvorfor spinner ikke innsiden av solsystemet raskere? Gammelt mysterium har mulig ny løsning
M. Vernet et al, Angular Momentum Transport by Keplerian Turbulence in Liquid Metals, Fysiske gjennomgangsbrev (2022). DOI: 10.1103/PhysRevLett.129.074501
© 2022 Science X Network
Sitering: Bruk av magnetiske og elektriske felt for å emulere sorte hull og stjerneakkresjonsskiver (2022, 31. august) hentet 2. september 2022 fra https://phys.org/news/2022-08-magnetic-electric-fields-emulate-black.html
Dette dokumentet er underlagt opphavsrett. Bortsett fra enhver rettferdig handel for formålet med private studier eller forskning, kan ingen del reproduseres uten skriftlig tillatelse. Innholdet er kun gitt for informasjonsformål.