نجوم

چگونه یک انفجار مانند سیاهچاله را شبیه سازی کنیم؟

چگونه یک انفجار مانند سیاهچاله را شبیه سازی کنیم؟

محققان موسسه مهندسی لیزر در دانشگاه اوزاکا با موفقیت از انفجارهایی با لیزر های بسیار قدرتمند برای ایجاد اتصال مجدد میدان مغناطیسی در داخل پلاسما خبر دادند. این کار ممکن است به یک نظریه کاملتر درباره انتشار اشعه X از اجرام نجومی مانند سیاهچاله ها منجر شود.

ماده ای که توسط یک سیاهچاله بلعیده می شود علاوه بر اینکه در معرض نیروهای گرانشی شدید قرار می گیرند، می تواند توسط گرما و میدان های مغناطیسی شدید نیز پمپ شود. پلاسما حالت چهارم ماده که گرمتر از جامدات ، مایعات یا گازها است و از پروتون ها و الکترون های دارای بار الکتریکی که انرژی زیادی برای تشکیل اتمهای خنثی دارند ساخته شده است.

در درون یک پلاسما ، اتصال مجدد مغناطیسی فرآیندی است که در آن خطوط میدان مغناطیسی پیچ خورده ناگهان به هم ضربه ای محکم و ناگهانی را وارد می کنند و یکدیگر را می شکنند که باعث تبدیل سریع انرژی مغناطیسی به انرژی جنبشی ذرات می شود.

در ستاره ها ، از جمله خورشید ما ، اتصال مجدد بیشتر در هاله خورشید و به صورت شراره های خورشیدی انجام می شود. به دلیل شتاب زیاد این فرآیند، ذرات باردار در دیسک سیاهچاله، نور خود را معمولاً در طیف اشعه ایکس منتشر می کنند.

دانشمندان دانشگاه اوزاکا برای درک بهتر فرآیند تولید اشعه X مشاهده شده از سیاهچاله ها ، از پالس های قوی لیزر برای ایجاد شرایط کاملاً مشابه استفاده کردند.

نویسنده ارشد شینسوکه فوجیوکا می گوید ، ما توانستیم شتاب زیاد انرژی الکترون ها و پروتون ها که بر اثر اتصال مجدد مغناطیسی بوجود می آمد را بررسی کنیم.

چگونه یک انفجار مانند سیاهچاله را شبیه سازی کنیم؟ لیزر پلاسما

 

این شدت نور به راحتی به دست نمی آید و برای ایجاد آن در یک لحظه کوتاه در لیزر به دو پتاوات برق (معادل هزار برابر مصرف برق کل کره زمین) نیاز دارد. با استفاده از لیزر LFEX ، این تیم به این موفقیت بزرگ رسیدند.

برای مقایسه میدان های مغناطیسی تولید شده توسط دستگاه MRI برای تولید تصاویر، معمولاً در حدود 3 تسلا نیاز بود که در مقایسه با میدان مغناطیسی زمین (0.00005 تسلا) عدد بزرگی است.

چگونه یک انفجار مانند سیاهچاله را شبیه سازی کنیم؟ میدان مغناطیسی اشعه X

 

پیش از این ، اتصال مجدد مغناطیسی نسبی تنها از طریق شبیه سازی عددی روی یک ابر رایانه قابل مطالعه بود ولی اکنون این یک آزمایش با لیزرهای قدرتمند انجام شده است.

محققان بر این باورند که این پروژه می تواند به آنها کمک کند تا فرآیندهای اخترفیزیکی را که در مکانهایی از جهان رخ می دهد و دارای میدانهای مغناطیسی شدید هستند را کشف کنند.

 

منبع: phys

دیدگاهتان را بنویسید