Gli scienziati dell'Imperial College di Londra hanno creato un disco di plasma rotante in laboratorio. Era una simulazione dei dischi di accrescimento che si trovano in giro buchi neri e formare le stelle. L'esperimento modella in modo più accurato ciò che accade in questi dischi e potrebbe potenzialmente aiutare i ricercatori a capire come crescono i buchi neri e come la materia che collassa forma le stelle.
Quando la materia si avvicina ai buchi neri, si riscalda e inizia a ruotare, formando una struttura chiamata disco di accrescimento. La rotazione provoca una forza centrifuga che spinge il plasma verso l'esterno, bilanciata dalla gravità del buco nero che lo spinge verso l'interno.
Questi anelli luminosi hanno sollevato alcune domande. Ad esempio, come cresce un buco nero se il materiale non vi cade dentro, ma rimane condizionatamente in orbita? La teoria principale è che l'instabilità dei campi magnetici nel plasma provoca attrito, facendogli perdere energia e cadere in un buco nero.
Il modo principale per testare questa teoria era usare metalli liquidi che potevano essere fatti ruotare e quindi osservare cosa accadeva sotto l'influenza dei campi magnetici. Tuttavia, poiché i metalli devono essere contenuti nei tubi, non sono un vero riflesso del plasma. Quindi gli scienziati dell'Imperial College hanno utilizzato una macchina chiamata Mega Ampere Generator for Plasma Implosion Experiments (MAGPIE) per far girare il plasma e ricreare più accuratamente il disco di accrescimento.
"Capire come si comportano i dischi di accrescimento ci aiuterà non solo a capire come crescono i buchi neri, ma anche come le nubi di gas collassano per formare le stelle, e persino come potremmo creare le nostre stelle comprendendo la stabilità del plasma negli esperimenti di fusione", - dicono scienziati
Il team ha utilizzato la struttura MAGPIE per accelerare otto getti di plasma e farli collidere per formare una colonna rotante. Gli scienziati hanno scoperto che più vicino al centro, più velocemente si muove l'anello a spirale, che è una caratteristica importante dei dischi di accrescimento.
MAGPIE produce brevi impulsi di plasma, il che significa che è possibile solo un giro del disco. Tuttavia, questo esperimento proof-of-concept mostra come il numero di rotazioni può essere aumentato con impulsi più lunghi per poter descrivere meglio le proprietà del disco. Se l'esperimento dovesse durare più a lungo, sarebbe anche possibile applicare campi magnetici e verificarne l'effetto sull'attrito.
"Stiamo appena iniziando a studiare questi dischi di accrescimento in modi completamente nuovi, che includono i nostri esperimenti e le immagini dei buchi neri con l'Event Horizon Telescope. Questo ci permetterà di testare le nostre teorie e vedere se corrispondono alle osservazioni astronomiche", hanno detto gli scienziati che hanno lavorato all'esperimento.
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