Um a cada dez buracos negros supermassivos no meio de galáxias emitem jatos de plasma que podem viajar em velocidades próximas a da luz. No entanto, é difícil saber uma vez que eles se formam e quais são os seus efeitos a partir de observações astronômicas e simulações de computador, assim, pesquisadores os recriaram na Terreno.
Para quem tem pressa:
- Acredita-se que os jatos de plasma sejam formados por pares de elétrons e pósitrons, mas os pesquisadores ainda não haviam conseguido gerar uma quantidade suficiente dessas partículas para recriar esse plasma cá na Terreno;
- No entanto, usando instalações do CERN, os pesquisadores conseguiram produzir o suficiente desses pares para que o plasma se sustentasse;
- Reproduzir o plasma ejetado por buracos negros cá na Terreno permite entender melhor a microfísica desses fenômenos astrofísicos para além das observações astronômicas e simulações de computador.
Os cientistas acreditam que os jatos de plasma são formados, entre outras coisas, por pares de elétrons e pósitrons, os elétrons da antimatéria, moldando a dinâmica e quantidade de pujança do buraco preto e seu entorno. No estudo publicado na revista Natureza Comunicaçõesos pesquisadores da colaboração Fireball, liderados por Charles Arrowsmith, usaram as instalações HiRadMat no CERN para recriá-los, permitindo que eles sejam detalhadamente estudados em laboratório.
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Os jatos de plasma de buraco preto foram recriados no CERN
Recriar feixes de elétrons-pósitrons em laboratório não é alguma coisa exatamente difícil, mas até agora, os pesquisadores não haviam conseguido produzir pares o suficiente dessas partículas para o plasma poder se sustentar. Sem isso, não é verosímil investigar os jatos de buraco preto e explicar as observações astronômicas.
No entanto, com o HiRadMat, os pesquisadores conseguiram tomar muro de 300 milhões de prótons do Super Proton Synchrotron e lançá-los contra alvos de grafite e tântalo, desencadeando interações de partículas que produziram muitos pares de elétrons-pósitrons. A quantidade de partículas geradas ultrapassou os dez trilhões, o suficiente para sustentar o estado plasmático pela primeira vez.
Isso se dá porque quando os prótons se chocam com os núcleos de carbono do grafite, a enorme quantidade de pujança faz com os píons neutros dentro deles sejam liberados. Essas partículas decaem rapidamente em raios gamas de subida pujança, que ao interagirem com o campo magnético do tântalo acabam produzindo pares de elétrons e pósitrons.
A teoria básica destes experimentos é reproduzir em laboratório a microfísica de fenômenos astrofísicos, uma vez que jatos de buracos negros e estrelas de nêutrons. O que sabemos sobre estes fenômenos vem quase exclusivamente de observações astronômicas e simulações de computador, mas os telescópios não podem realmente investigar a microfísica e as simulações envolvem aproximações. Experimentos de laboratório uma vez que esses são uma ponte entre essas duas abordagens.
Gianluca Gregori, coautor da pesquisa, em transmitido
Os pesquisadores esperam que agora possam fazer esses feixes de elétrons-pósitron se propaguem através do plasma por uma intervalo de um metro. A teoria é observar uma vez que as interações entre eles gera campos magnéticos que aceleram as partículas.