在“死区”中的宇宙湍流结果黑洞和星形形成

艺术家的原始圆盘的渲染。 Pat Rawlings / Nasa

Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf的物理学家的新研究看着磁场如何在“死区”中引起湍流，从而形成宇宙中的黑洞和其他物体。

只是宇宙中的明星和黑洞是如何从旋转物质形成的，是天体物理学的大问题之一。我们所知道的是磁场突出到图片中。但是，我们目前的理解是，如果物质是电源良好导电的，但在旋转光盘时，这并非总是如此。现在，科学期刊物理评论信的Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf物理学家的新出版物表明了磁场如何在“死区”中引起湍流，从而为我们目前的理解做出了重要贡献宇宙。

当Johannes Kepler在17世纪初期拟议他的行星运动法律时，他无法预见到宇宙磁场将在行星系统形成中发挥作用。今天，我们知道在没有磁场的情况下，质量将无法集中在像恒星和黑洞这样的紧凑型体中。一个突出的例子是我们的太阳系，它通过巨大的气体崩溃形成了46亿年前，其重力拉动浓缩粒子在其中心，最终形成了大盘。 “这些吸收光盘从流体动力学角度极其稳定，因为根据行星运动的行星运动的规律，从中心向周边增加了势头，”Hzdr自己的弗兰克斯特凡尼解释道。“为了解释恒星和黑洞的生长速率，必须存在一种机制，其用于使旋转盘稳定并且同时确保质量朝向中心和角动量朝向周边运输。”

早在1959年，Evgenij Velikhov认为磁场能够在稳定的旋转流动中促使湍流。虽然直到1991年，天体物理学家史蒂文巴尔巴斯和约翰霍利完全掌握了这种磁旋转不稳定（MRI）在宇宙结构的根本意义。BALBUS和HAWLEY将是今年的一百万美元的天文学奖的收件人，将于2013年9月给出。然而，为了确保MRI实际上工作，光盘必须表现出最低程度的电导率。在低电导率的区域，如原文象圆盘的“死区”或围绕超迹象黑洞的散热盘的射频区域，MRI的效果是难以理解的，因此是一个争议问题。迄今迄今为止的Hzdr科学家大多关注MRI的实验研究，现在为此现象提供了一种新的理论解释。

物理学家和天体物理学家之间的竞争

如果您尝试在液态金属实验中模拟MRI，则具有专门的垂直定向磁场，该领域必须坚强。同时，由于转速必须非常高，因此这些类型的实验非常涉及，因此已经取得了较远的成功。返回2005年，首次，Stefani博士和他的同事在HZDR和莱布尼替天体物理学大剧学院设法成功地模拟了实验室的宇宙过程。通过将圆形磁场添加到垂直的磁场，它们能够以基本上较小的磁场和转速观察MRI。根据目前的杂志物理学的史蒂文巴尔巴斯和汉岛姬，这个“螺旋MRI”的瑕疵之一是它只是为了使旋转曲线稳定朝着周边相对陡峭的旋转曲线不包括遵守开普勒的旋转型材。

磁场和旋转流量相互加强

HZDR科学家现在正在与他们的最新见解反击这种重量的天体物理学论点。Oleg Kirillov博士和Frank Stefani博士的计算表明，如果只有圆形磁场不完全来自外侧，但是至少部分地从外部产生圆形磁场，但是至少部分地从外部产生螺旋MRI。 “这实际上是一个更现实的情景。在极端情况下，不存在垂直场，我们正在看第一首先出现的问题 - 鸡肉或鸡蛋。圆形磁场起到破坏盘的作用，并且所得到的湍流产生垂直磁场的部件。由于盘的旋转运动的特殊形式，它们反过来再现圆形磁场。“不管有或没有垂直磁场，电流计算表明，MRI是可能的，即使在低电导率像“死区”的区域 - 这是天体物理学家以前没有想过可能。

该HZDR科学家们通过他们与实验室中的宇宙磁场实验长期经验推动下，从地球发电机模型，以磁旋转不稳定一路泰勒不稳定。后者是由天文物理学家辩论参照宇宙射流和中子分，等等的形成，而且还具有在大的液体金属电池的结构被认为是，例如。此时，科学家们规划了使用液体钠的大规模实验，他们希望在未来几年内实现作为Dresdyn项目的一部分。“一旦我们得到这个实验，这是第一次将MRI与泰勒不稳定，上升和运行结合起来，我们将大大提高我们对各种磁性宇宙现象之间相互作用的理解，”幸福的斯特凡尼说。无论谁在这一可友好的竞争中推动信封 - 实验物理学家或理论天体物理学家 - 天体物理学和实验室中的角动量运输将继续成为一个热烈的竞争主题。

刊物：

Oleg N. Kirillov和Frank Stefani，“延伸了诱导磁热稳定性的范围，”物理“。莱特牧师111,061103,2013; DOI：10.1103 / PhysRevLett.111.061103Hantao纪和史蒂芬Balbus，物理学“在天体物理学和在实验室中，角动量运输”。今天66,8,27,2013; DOI：10.1063 / pt.3.2081

研究报告的PDF副本：延伸诱导磁化机构不稳定的范围

图像：Pat Rawlings / Nasa