Znanstvenici su u laboratoriju uspjeli replicirati čestice mlazova kakvi izlaze iz supermasivnih crnih rupa, što bi moglo riješiti jednu od najdugotrajnijih zagonetki svemira – kako kvazari i aktivne crne rupe izbacuju svoje relativističke mlazove. Ovaj izvanredan eksperiment, proveden pomoću protonskih zraka, osvjetljava dinamiku koja stoji iza ovih nevjerojatno moćnih fenomena.
Kako se stvara mlaz crne rupe?
Kako objašnjava LiveScience, u središtu kvazara, supermasivna crna rupa, stotinu milijuna puta masivnija od našeg Sunca, proždire vrtložnu materiju poznatu kao plazma. Međutim, crna rupa ne može sve progutati, pa dio plazme ispaljuje u mlazovima koji se protežu tisućama svjetlosnih godina.
Ti relativistički mlazovi dugo su bili misterij za znanstvenike. Kako i zašto se formiraju na bazi crne rupe nije bilo jasno sve dok istraživači iz Princetonovog laboratorija za plazmu nisu pronašli način kako replicirati ovaj proces.
Eksperiment koji mijenja sve
Tijekom eksperimenta, znanstvenici su koristili zrake protona kako bi proučili način na koji plazma interagira s magnetskim poljima. Korišten je laserski puls od 20 džula za stvaranje plazme visoke gustoće energije, a zatim su proveli nuklearnu fuziju u kapsuli ispunjenoj deuterijem i helijem-3. Oslobođeni protoni i rendgenske zrake koristili su se za mjerenje širenja plazme i njezine interakcije s magnetskim poljima.
Tijekom ovog procesa, istraživači su primijetili zanimljiv fenomen: magnetske linije savijale su se pod pritiskom plazme i stvarale strukture nalik vrtlozima i “gljivama”. Ovaj proces, poznat kao Rayleigh Taylorova nestabilnost, prethodno je bio samo teorija, ali je sada po prvi put opažen u laboratorijskim uvjetima.
Što ovo znači za razumijevanje crnih rupa?
Prema izjavi Will Foxa, vodećeg istraživača ovog eksperimenta, njihovi su rezultati važan korak naprijed u razumijevanju mlazova crnih rupa. Znanstvenici sada znaju kako plazma u akrecijskom disku crne rupe može “potisnuti” magnetske linije, koje se potom vraćaju i izbacuju plazmu u mlazovima.
Ovaj eksperiment može značiti ključan korak u boljem razumijevanju ne samo kvazara, nego i svih supermasivnih crnih rupa koje izbacuju mlazove plazme brzinama bliskim brzini svjetlosti.
“Sada imamo podatke koji nam omogućuju poboljšanje modela i dublje razumijevanje astrofizičkih mlazova nego ikada prije“, rekla je Sophia Malko iz PPPL-a. “Zapanjujuće je što ljudska tehnologija može replicirati procese koji se događaju na takvim kozmičkim skalama.”
