實驗室重建黑洞周圍的吸積盤

英國倫敦帝國理工學院的研究人員在實驗室創建旋轉的等離子體圓盤（Disk of Plasma），可模擬黑洞周圍發現的吸積盤和形成中恆星。實驗更準確模擬這些等離子體圓盤發生什麼事，可幫助研究人員發現黑洞如何形成，以及塌縮物質如何形成恆星。

當物質接近黑洞時被加熱，成為等離子體，又稱為電漿，是一種帶電離子和自由電子組成的第四種物質狀態，開始旋轉後形成稱為吸積盤的結構。旋轉導致離心力將等離子體向外推，黑洞引力拉入，達到平衡。

▲ 實驗裝置的示意圖（左）及顯示旋轉等離子體環和製造它的八個等離子體束（右）。（Source：Imperial College London）

這些圍繞軌道運行的等離子體發光環有個問題：如果物質被困在軌道而不是落入黑洞，黑洞將如何生長？主流理論認為，等離子體磁場的不穩定性會導致摩擦，失去能量並掉入黑洞。

帝國理工學院研究員利用百萬安培等離子體內爆實驗機（MAGPIE），能更準確模擬吸積盤的旋轉等離子體。研究發表於物理評論快報期刊（Physical Review Letters）。

研究小組利用MAGPIE實驗機加速8個等離子體噴流並碰撞，形成旋轉柱。越靠近旋轉環內側移動速度越快，這是宇宙吸積盤的重要特徵。第一作者Vicente Valenzuela-Villaseca博士提到，才剛開始以全新方式觀察吸積盤，包括用事件視界望遠鏡（Event Horizon Telescope）進行的實驗和黑洞快照，這些都可測試其理論，看看是否與天文觀測相符。