À gauche :le montage expérimental est un canal cylindrique annulaire de rayon intérieur R1 =6cm, rayon extérieur R2 =19cm et hauteur h=1.5cm, soumis à un courant radial (I0 =[0–3000]A) et un champ magnétique vertical (B0 =[0–110]mT). À droite :une série de sondes de potentiel s'étendant de la plaque supérieure jusqu'à mi-hauteur fournissent des mesures du champ de vitesse azimutale et radiale dans le plan médian. Les sondes bleues mesurent le produit ur Ω et dérivée ∂r Ω impliqué dans JΩ. Crédit :Lettres d'examen physique (2022). DOI : 10.1103/PhysRevLett.129.074501
Une équipe de chercheurs de l'Université de la Sorbonne à Paris rapporte une nouvelle façon d'émuler les trous noirs et les disques d'accrétion stellaires. Dans leur article publié dans la revue Physical Review Letters, le groupe décrit l'utilisation de champs magnétiques et électriques pour créer un disque rotatif en métal liquide pour imiter le comportement des matériaux entourant les trous noirs et les étoiles, ce qui conduit au développement de disques d'accrétion.
Des recherches antérieures ont montré que les objets massifs ont une portée gravitationnelle qui attire le gaz, la poussière et d'autres matériaux. Et comme ces objets massifs ont tendance à tourner, le matériau qu'ils attirent a tendance à tourbillonner autour de l'objet à mesure qu'il se rapproche. Lorsque cela se produit, la gravité exercée par les matériaux dans la masse tourbillonnante a tendance à fusionner, ce qui entraîne un disque d'accrétion. Les astrophysiciens étudient la dynamique des disques d'accrétion depuis de nombreuses années mais n'ont pas été en mesure de comprendre comment le moment cinétique est transféré des parties internes d'un disque d'accrétion donné vers ses parties externes lorsque la matière du disque se rapproche de plus en plus de l'objet central. .
Les méthodes utilisées pour étudier les disques d'accrétion ont impliqué le développement de formules mathématiques, de simulations informatiques et de modèles du monde réel utilisant des liquides qui tourbillonnent comme des tourbillons. Cependant, aucune des approches ne s'est avérée appropriée, ce qui a conduit les chercheurs à rechercher de nouveaux modèles. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont développé une méthode pour générer un disque d'accrétion composé de morceaux de métal liquide tournant dans l'air.
Pour imiter l'action d'un disque d'accrétion du monde réel, les chercheurs ont appliqué un champ électrique radial à une masse de métal liquide. Le champ a été généré en poussant le courant entre un cylindre et une électrode circulaire environnante. Le processus maintient les morceaux de métal captifs alors qu'ils orbitent autour d'un point central. Il n'y a pas de corps central, bien sûr, pour imiter une étoile ou un trou noir - à la place, l'action est contrôlée à l'aide de bobines au-dessus et au-dessous du plan prédéfini.
Grâce à leur approche, les chercheurs ont pu contrôler à la fois le degré de turbulence et la vitesse de rotation du disque. Ils ont également ajouté des sondes pour en savoir plus sur le moment cinétique et ont découvert qu'il était entraîné des parties intérieures du disque vers les bords extérieurs par des écoulements turbulents, comme certains l'ont théorisé.
© 2022 Réseau Science X Pourquoi l'intérieur du système solaire ne tourne-t-il pas plus vite ? Un vieux mystère a une nouvelle solution possible
