桑迪亚国家实验室的Guillaume Loisel与Sandia的Z机器姿势，其中动手实验与空间中黑洞附近的X射线光谱相矛盾。Loisel是一篇关于实验结果的牵头作者，在物理审查信中发表。（照片由兰迪蒙托亚）
在桑迪亚国家实验室Z机器上进行的实践实验与黑洞的X射线光谱相比，长期以来的长期但未经证实的假设。
Z，地球上最具活力的实验室X射线源，可以复制黑洞周围的X射线，否则只能从大距离观看，然后理论上观看。
“当然，直接从黑洞的排放无法观察到，”桑迪亚研究员和领导作者Guillaume Loisel，牵头作者关于实验结果的纸张，在8月份出版的物理审查信。“我们在黑洞消耗之前，我们看到周围物质的排放。这种周围物品被迫进入磁盘的形状，称为增值磁盘。“
结果提出了先前用于解释在黑洞消耗之前的物质的型号的模型所需的修订，以及黑洞内的质量的生长速率。黑洞是外部空间的区域，从中没有材料，没有辐射（即，X射线，可见光等）可以逸出，因为黑洞的引力场非常强烈。
“我们的研究表明，有必要在过去20年中返工许多科学论文，”Loisel说。“我们的结果挑战模型用于推断出快速吞咽伴侣的快速吞咽。我们持乐观地，天体物理学家将实施任何可能的变化。“
桑迪亚共同作者Jim Bailey表示，大多数研究人员都同意了解黑洞的最佳方法是使用基于卫星的仪器来收集X射线光谱。“抓住是发出X射线的等离子体是异国情调的，而用于解释他们的光谱的模型从未在实验室中测试过，”他说。
美国宇航局天体物理学家Tim Kallman是一个共同作者，说：“桑迪亚实验很令人兴奋，因为它是最接近的人来创造一个重新创造在黑洞附近发生的环境的环境。”
理论离开现实背后
理论与现实之间的恐惧是在20年前开始的，当物理学家宣称铁（或离子）的某些电离阶段都存在于黑洞的吸收盘中 - 围绕着黑洞的物质 - 即使没有谱线表明它们存在。
复杂的理论上解释是，在黑洞的巨大重力和强烈的辐射下，高通电的铁电子通过发射光子不会掉回较低的能量状态 - 对于为为此通电材料发光的常见量子解释。相反，将电子从原子中释放出来，并在相对黑暗中作为孤狼脱落。在法国物理学家在20世纪初发现它之后，一般过程称为螺旋腐烂。黑洞壳体中的光子被称为螺旋钻破坏，或更正式，谐振螺旋螺旋螺旋销毁假设。
然而，通过将围绕黑洞的X射线能量复制并将它们应用于适当的密度，通过将硅尺寸薄膜施加到一个适当的密度，所示，如果没有光子，则产生元件根本不在那里。硅是宇宙中丰富的元素，比铁更频繁地经历螺旋钻效果。因此，如果谐振螺旋钻破坏发生在铁上，那么它也应该发生在硅中。
“如果谐振螺旋钻破坏是一个因素，它应该发生在我们的实验中，因为我们具有相同的条件，相同的柱密度，相同的温度，”洛杉矶说。“我们的结果表明，如果光子不在那里，则离子必须不存在。”
经过五年的实验后，这种致力于致力于询问许多天体物理文件的问题，基于共振螺旋螺旋销毁假设。
Z实验模仿了黑洞围绕黑洞的吸积块中发现的条件，其密度远低于地球大气的数量级。
“即使黑洞是极其紧凑的物体，它们的吸收磁盘 - 围绕它们的太空中的大等离子体 - 相对漫射，”Loisel说。“在Z上，我们扩展了50,000次硅。它的密度非常低，比实体硅低五个数量级。“
这是一个艺术家的描绘，黑洞命名为Cygnus X-1，当它旁边的大蓝星坍塌成较小，极其密集的物质时形成。（图片由美国宇航局提供）
光谱的故事
准确理论的黑洞尺寸和性质的原因难以缺乏第一手观察。在Albert Einstein的一般相对论理论中提到了黑洞，但起初被认为是纯粹的数学概念。后来，天文学家观察到引力的恒星的变化变化，因为它们缠绕了它们的黑洞，或者最近也由爱因斯坦预测的重力波信号，来自那些黑洞的碰撞。但是，这些非凡的实体中的大部分相对较小 - 大约1/10距离地球到太阳的距离 - 以及数千个光年。他们在巨大的距离中的尺寸相对微小使得不可能用最好的纳斯亿美元望远镜来形象。
可观察到的是由黑洞的吸收盘中的元素释放的光谱，然后将材料馈送到黑洞中。“光谱中有很多信息。他们可以有很多形状，“美国宇航局的凯尔曼说。“白炽灯泡光谱是镗孔，它们在其光谱的黄色部分中具有峰。黑洞更有趣，在光谱的不同部分中具有颠簸和摇摆。如果您可以解释那些颠簸和摆动，你知道气体有多少，多大，以及在多大程度上存在多大，以及增量盘中的不同元素。“
洛杉矶说：“如果我们可以去黑洞并挖掘磁盘的勺子并在实验室中分析它，那将是了解所吸收磁盘的最有用方式。但由于我们不能这样做，我们试图为天体物理模型提供测试数据。“
洛杉矶准备好了解r.i.p.为了谐振螺旋钻破坏假设，他仍然意识到较高的黑洞批量消耗的影响，在这种情况下是不存在的铁，只是几种可能性之一。
“另一种含义可能是来自高电荷的铁离子的线，但到目前为止，这些线已经被误诊。这是因为黑洞的频道频谱线是由于光子难以逸出强烈的引力场的事实，“他说。
现在有模型正在为其他地方构建，以用于不采用谐振螺旋钻破碎近似的accretion供电的物体。“这些模型必然是复杂的，因此对实验室实验测试他们的假设是更重要的，”洛杉矶说。
这项工作得到了美国能源部和国家核保安局的支持。
出版物：G.P. Loisel等人，“来自X射线源的摄影血浆发射的”基准试验“，物理。莱特牧师119,075001 - 2017年8月; DOI：10.1103 / physrevlett.119.075001
