研究：磁重联引发的光和热排放可能是由黑洞附近的等离子体引起

美能源部(DOE)普林斯顿等离子体物理实验室(PPPL)的研究人员在黑洞和中子星周围的等离子体漩涡中发现了一个过程。该过程可以引发以前无法解释的光和热的排放。据悉，这个过程被称为磁重联，另外它还会抛出了数十亿英里长的大规模等离子体烟羽。

这些发现有可能改善整个宇宙基本天体物理过程的基础知识。等离子体，也被称为物质的第四种状态，由自由漂浮的电子和原子核或离子组成，占可观测宇宙的99%。科学家们正在研究如何在被称为托卡马克的圆环形装置中容纳等离子体，从而人来利用产生太阳和恒星巨大能量的核聚变反应，此外他们还在研究其天体物理特性。在地球上复制核聚变可以为发电提供一个几乎无限的能量来源。

当磁场线断裂并重新连接并释放出能量时就会发生重新连接。科学家对这一过程感兴趣四因为它似乎在整个宇宙中都有发生--从跨越光年的等离子体到实验室中的桌面实验。据了解，研究人员用了一个新的模型加上以前收集的数据发现，等离子体中的一种摆动被称为磁动不稳定性(MRI)从而迫使磁场聚集在一起。由此产生的吸积盘内的重联则释放出能被观察到的热量和光。

PPPL物理学家Fatima Ebrahimi表示：“这些吸积盘重联过程是等离子体物理学界的新事物。这些数字数据已经在那里放了很久了，我们终于把它弄明白了！”Ebrahimi是在《The Astrophysical Jorunal Letters》上报告这些结果的论文的共同作者。据悉，新的计算机模拟显示出来的等离子体比以前更加详细。其他模型只模拟了被称为剪切盒的等离子体的一小部分，并且还需要假设这些发现适用于等离子体的其他部分。“剪切盒提供了指导，但它们并不是故事的全部，”Ebrahimi强调道。

这种盒子并没有显示出重联过程中的所有等离子体行为。而另一方面，这项研究中使用的高保真模拟揭示了更多的中间步骤。对论文的第一作者Jarrett Rosenberg来说，这些实验是一种研究坩埚。他说道：“这对我来说是非常新的领域。我在学校没有学习过等离子体物理学也没有写过研究论文。但我很高兴能涉足这个世界。”

对于未来，Ebrahimi表示：“我们希望运行更大的模拟以更好地了解每一步到底发生了什么。这样一来，你就能学到新的物理学知识，当以后发生更复杂的事情时，你就知道原因了！”