Wie eine Explosion wie ein schwarzes Loch haben

Zusätzlich zu extremen Gravitationskräften ausgesetzt wird, die Materie durch ein schwarzes Loch verschlungen kann auch durch intensive Hitze und magnetische Felder pummeled werden werden. Plasmen, ein vierter Zustand der Materie heißer als Feststoffe, Flüssigkeiten oder Gase, sind aus elektrisch geladenen Protonen und Elektronen gebildet, die zu viel Energie haben, neutrale Atome zu bilden. Stattdessen prallen sie wie wild in Reaktion auf Magnetfelder. Innerhalb eines Plasmas wird die magnetische Wiederverbindung ein Prozess, in dem verdrehten Magnetfeldlinien plötzlich „snap“ und heben sich gegenseitig, was zu einer schnellen Umwandlung von magnetischer Energie in kinetische Energie Partikels. In Stars wie unsere Sonne, ist Wiederverbindung verantwortlich für einen Großteil der koronalen Aktivität, wie Sonneneruptionen. Aufgrund der starken Beschleunigung, die geladenen Teilchen in dem Akkretionsscheibe schwarzen Loch emittieren ihr eigenes Licht, in der Regel in dem Röntgenbereich des Spektrums.

Um besser zu verstehen, den Prozess, der zu den beobachteten von schwarzen Löchern kommenden Röntgenstrahlen gibt, Wissenschaftler an der Universität Osaka verwendeten intensive Laserpulsen zu erzeugen ähnlich extreme Bedingungen auf dem Labor. „Wir konnten die energiereiche Beschleunigung von Elektronen und Protonen als Folge der relativistischen Rekonnexion studieren“, sagt Senior Autor Shinsuke Fujioka. „Zum Beispiel kann der Ursprung der Emission von dem bekannten schwarzen Loch Cygnus X-1, besser verstanden werden.“

Dieses Niveau der Lichtintensität ist nicht leicht zu erhalten, jedoch. Für einen kurzen Augenblick benötigt der Laser zwei Petawatts der Macht, das entspricht etwa tausendmal den Stromverbrauch des gesamten Globus. Mit dem LFEX Laser, konnte das Team Spitzen Magnetfelder mit einem irrsinnig 2000 telsas erreichen. Zum Vergleich, diagnostische Bilder zu erzeugen, die Magnetfelder, die durch eine MRI-Maschine erzeugt sind in der Regel etwa 3 Tesla und Magnetfeld der Erde ist ein armselige 0,00005 Tesla. Die Teilchen des Plasmas werden, um solchen extremen Grad beschleunigt, dass relativistische Effekte erforderlich angesehen werden.

„Früher relativistische Rekonnexion nur über numerische Simulation auf einem Supercomputer untersucht werden kann. Jetzt ist es eine experimentelle Realität ist in einem Labor mit starken Lasern“, erster Autor König Fai Farley Gesetz sagt. Die Forscher glauben, dass dieses Projekt erläutern die astrophysikalischen Prozesse helfen, die an Orten im Universum, die enthalten extreme Magnetfelder passieren kann.