帝国理工学院的研究人员在实验室中创建了一个旋转的等离子体圆盘，模仿在黑洞周围发现并形成恒星的圆盘。

该实验更准确地模拟了这些等离子盘中发生的事情，这可以帮助研究人员发现黑洞如何生长以及坍缩的物质如何形成恒星。

当物质接近黑洞时，它会升温，变成等离子体——物质的第四种状态，由带电离子和自由电子组成。它也开始在一个称为吸积盘的结构中旋转。旋转会产生离心力，将等离子体向外推，而黑洞的引力会将等离子体拉入，从而达到平衡。

这些围绕轨道运行的等离子体的发光环提出了一个问题——如果物质被困在轨道上而不是落入黑洞中，黑洞将如何生长?主流理论认为，等离子体中磁场的不稳定性会导致摩擦，导致其失去能量并掉入黑洞。

测试这一点的主要方法是使用可以旋转的液态金属，并观察施加磁场时会发生什么。然而，由于金属必须包含在管道内，它们并不是自由流动等离子体的真实代表。

现在，帝国理工学院的研究人员已经使用他们的用于等离子体内爆实验机(MAGPIE)的兆安发电机来旋转等离子体，以更准确地表示吸积盘。该实验的详细信息发表在5月12日的《物理评论快报》杂志上。

加速等离子体

第一作者VicenteValenzuela-Villaseca博士在他的博士期间完成了这项研究。在帝国理工学院。他说：“了解吸积盘的行为不仅可以帮助我们揭示黑洞是如何生长的，还可以帮助我们揭示气体云如何坍缩形成恒星，甚至我们可以如何通过了解等离子体的稳定性来更好地创造我们自己的恒星。聚变实验。”

该团队使用MAGPIE机器加速八个等离子射流并将它们碰撞，形成一个旋转柱。他们发现越靠近旋转环内部运动速度越快，这是宇宙中吸积盘的一个重要特征。

MAGPIE产生短等离子体脉冲，这意味着圆盘只能旋转一圈。然而，这个概念验证实验展示了如何使用更长的脉冲来增加旋转次数，从而更好地表征磁盘的特性。更长的实验运行时间也将允许应用磁场，以测试它们对系统摩擦的影响。

Valenzuela-Villaseca博士说：“我们才刚刚开始能够以全新的方式观察这些吸积盘，其中包括我们用事件视界望远镜进行的实验和黑洞快照。这些将使我们能够测试我们的理论，看看它们是否与天文观测相符。”