【大纪元2010年11月07日讯】(大纪元记者李晓宇编译报导)德国马克斯普朗克核物理研究所和赫尔姆霍茨柏林中心的研究人员使用柏林同步加速器(BESSY Ⅱ)在实验室成功产生了黑洞周边的等离子体。
黑洞极为贪婪,他们吞噬来自其附近气体云或恒星的大量物质。进来的“食物”以越来越快的速度螺旋式的坠入黑洞这个深渊,其密度变得越来越大,温度也上升到数百万摄氏度。在这些物质最后消失之前,会向太空发射非常强烈的X射线,这些射线源自于黑洞中的铁元素。
据美国物理学家组织网(http://www.physorg.com)报导,这项研究使得之前只能在太空由人造卫星执行的天文物理实验,有可能在地面进行。
任何物质进入黑洞后,都不可能逃出来。随着被吸入的物体的温度不断升高,会产生核与电子分离的高温等离子体。
黑洞吸附的物质会产生的X射线会刺激其中的大量化学元素发射出特有的X射线。通过分析这些射线,科学家可以了解黑洞附近等离子体的密度、速度和组成成分等信息。
在这个过程中,铁元素的作用非常关键。铁发射出的X射线在穿过黑洞周围的介质时会被吸收。在这个所谓的光离化过程中,铁原子通常会经历几次电离,其包含的26个电子中有超过一半会被去除,最终产生带电离子,带电离子聚集成为等离子体。现在,研究人员在实验室中重现了这个过程。
实验的核心是马克斯普朗克核物理研究所设计的电子束离子阱。在这个离子阱中,铁原子经由一束强烈的电子束加热,从而被离子化14次。实验过程如下:一团铁离子(仅仅几厘米长并且像头发丝一样薄)在磁场和电场的作用下被悬停在一个超高真空内,同步加速器发射出的X射线的光子能量被一台精确性超高的“单色仪”挑选出来,作为一束很薄但却集中的光束施加到铁离子上。
实验室测量到的光谱线与钱德拉X射线天文台和牛顿X射线多镜望远镜所观测的结果相匹配。也就是说,研究人员在地面实验室人为制造出了太空中的黑洞等离子体。
这种新奇的方法将带电离子的离子阱和同步加速器辐射源结合在一起,让人们可以更好地了解黑洞周围的等离子体或者活跃的星系核。

















































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