Je to velmi vzrušující průlom, který může odblokovat technologie, které se dříve zdály futuristické.
Máme stále více nápadů, jak černé díry využít ve svůj prospěch, dokonce i k vytvoření nemožných baterií. Čím více tedy černým dírám rozumíme, tím více můžeme využít jejich předností. A nyní se podařilo napodobit něco opravdu zajímavého. Pokusme se to pochopit, protože je to stejně zajímavé jako složité.
Kvantový skok v poznání
Vědcům z Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) se podařilo v laboratoři rekonstruovat jeden z nejextrémnějších jevů ve vesmíru: kolimované proudy plazmatu vznikající při formování hvězd a černých děr, a zdokumentovali to v článku publikovaném v časopise Physical Review Research. Tento experiment, který byl samozřejmě proveden v malém měřítku, jim poprvé umožnil pozorovat hypotetickou nestabilitu plazmatu, díky čemuž se dozvěděli mnohem více o tom, jak tyto situace, které se blíží rychlosti světla, vznikají.
K provedení tohoto výzkumu použili protonovou radiometrii ke studiu interakce mezi magnetickým polem a plazmatem. K vytvoření plazmatu namířili laser na tenký plastový disk, zatímco směs protonů a rentgenového záření vznikla namířením laserů na kapsli obsahující vodík a helium, které při zahřátí spustily jaderné reakce. Tyto protony a rentgenové záření procházely niklovou síťkou umístěnou mezi dvěma silnými magnetickými cívkami, čímž vznikla mřížka malých paprsků.
Tento jev, známý jako magneto-Rayleighova-Taylorova nestabilita, byl sice teoreticky popsán, ale až dosud nebyl přímo pozorován. Nestabilita popisuje, jak se rozhraní mezi dvěma kapalinami s různou hustotou stává nestabilním pod vlivem gravitačního nebo v tomto případě magnetického pole.
Lepší pochopení interakce plazmatu a magnetických polí je klíčové pro zlepšení modelů popisujících astrofyzikální jety. Tyto jety hrají zásadní roli v rozložení hmoty a energie ve vesmíru a jejich studium může odhalit podrobnosti o dynamice tak záhadných objektů, jako jsou černé díry a mladé hvězdy. Nejen to, ale může nám poskytnout i některé poznatky o jaderné fyzice a budoucích fúzních elektrárnách, což je velmi zajímavé a má to mnoho potenciálních aplikací do budoucna.
Elektromagnetické interakce mezi plazmatem a vnějším magnetickým polem způsobily deformace protonových paprsků, což umožnilo změřit vnitřní chaos systému. Bylo pozorováno, že magnetické pole se pod tlakem rozpínajícího se plazmatu rozpíná směrem ven a vytváří struktury připomínající bubliny a sloupy. Když se energie plazmatu vyčerpala, magnetické pole se vrátilo do původní polohy a usměrnilo plazma do dlouhého tenkého proudu. Je to skutečně složité téma, i když se dá jednoduše převyprávět, ale vědět o něm více je v mnoha ohledech klíčové.
Magnetické pole hraje při vzniku těchto plazmových proudů zásadní roli. Ve vesmíru jsou tyto jevy dlouhé, úzké proudy nabitých částic, které vycházejí z pólů kosmických objektů podél jejich osy rotace. V případě černých děr vznikají, když pohlcují hmotu, okolní materiál je vychylován a urychlován podél siločar magnetického pole směrem k pólům, kde je vyvržen jako jet. Podobný mechanismus je pozorován u hvězd, které se právě formují.