Süper kütleli bir kara delik, kütlesel yerçekimi ışığın kaçmasını engellediğinde, maddenin bu kadar aydınlatılmasına nasıl neden olabilir?


17

Alman yeni makalesini alıntılamak için Astronomen beobachten erwachendes Schwarzes Loch :

Das Materie-Monster oturma odası 42 milyon önce Polarring-Galaxie NGC 660, derhal Aktivität iç kol weniger Monate Hunderte Erkek zugenommen hatte.

Massemonster große Mengen Materie verschlucken, werden sie aktiv. Bei diesem Prozess wird so viel Energie frei, dass die Materie cehennem aufleuchtet, daha fazla bilgi Schwarzen Loch verschwindet ve ein Teil von ihr in Form von Jets weit ins Weltall hinaus geschleudert wird.

Bu kabaca şu anlama gelir:

Verilere göre, madde canavarı, sadece birkaç ay içinde faaliyeti çok artmış olan 42 milyon ışıkyılı uzaklıktaki kutup halkalı galaksi NGC 660'ın ortasında.

Ancak bu Madde canavarları büyük miktarlarda maddeyi yuttuğunda aktif olurlar. Bu süreç o kadar çok enerji salar ki, kara deliğin içinde kaybolmadan önce, maddeyi parlak bir şekilde aydınlatır. Maddenin bir kısmı evrende jetler şeklinde fırlatılır.

Fizik öğretmenim bir keresinde bana, bir kara deliğin çok küçük boyutlu ve ağır bir nesne olduğunu ve hiç bir şeyin, ışığın bile yerçekiminden kaçamayacağını söyledi. Bu açıklama bu SE tarafından da desteklenmektedir. Astronomi - Işık dışında hiçbir şey ışık hızında ilerlemezse, bir kara delik de ışığı kendi içine nasıl çekebilir? soru.

  • "Normal" (süper kütleli olmayan) bir kara delik zaten ışığın kaçmasını engelleyebiliyorsa, kara deliğe çekilen madde kara deliğin çekiminden kaçamayan enerji / ışık üretebilir.

  • Süper kütleli bir kara delik, maddeyi nasıl çekebilir, ancak enerjinin ışık fotonlarını nasıl çekemez?

  • Ayrıca: Kara deliğe çekilen maddenin bir kısmı neden evrene doğru eğiliyor (yani hızlanıyor )? Bu sorunun neden bölünebileceğini anlıyorum - ivme kuadratik bildiğim kadar artar, yani konuma bağlı olarak gerçek ivme açısından farklılıklar, o kadar büyük olabilir ki, konu bir arada tutulamaz. Fakat maddenin bir kısmının neden tam ters yönde hızlandığını anlamıyorum , çünkü süper kütleli kara deliğin yerçekimi kadar daha büyük bir kuvvet gerekli. Bu nedenle: Maddenin bir kısmı neden diğer kısımdan ters yönde (yani karadeliğin yerçekimi dışında) hızlanıyor?


Not: Fizik eğitimim oldukça sınırlıdır. Newton yerçekimi hakkında biraz, enerjinin korunumu teorisi hakkında biraz bilgim var. Ama fizik hakkında tek bildiğim bu.

Yanıtlar:


20

Karadeliğin o kadar fazla kütleye sahip olması, ışığın karadelik etrafındaki bir bölgeden kaçamayacağı kadar doğrudur. Bu bölgenin kenarına olay ufku denir. Bir olay ufkunu geçerseniz asla geri dönmeyeceksiniz. Bu, ışık ve madde için aynı şekilde geçerlidir.

Kara deliğin etrafında yörüngede madde olabilir. Karadelik çok güçlü bir ağırlığa sahip olduğundan, yörüngedeki maddenin hızı çok hızlı olacaktır. Aslında ışık hızına yakın olacak. Bu yüksek hız ona çok fazla enerji verir. Madde, karadeliğin etrafında toplanma diski adı verilen bir disk oluşturacak ve bu diskteki çarpışmalar maddenin milyonlarca dereceye kadar ısınmasına neden olacaktır. Bu sıcaklıklarda, disk röntgen ışınlarıyla parlar.

Diskin kara deliğe en yakın kısmında, madde diskten düşecektir, ancak kara deliğe ulaşmadan önce, çok yüksek bir hızda, ışık hızına yakın bir yerden dışarı atılmak için yeterli enerji elde edebilir. Diskin dik açılarında, kara deliğin direklerinde fırlatılır. Bunlar "jetler" dir. Bu jetler boyunca yoğun radyasyon üretilir. Blazarlar bize doğru işaret eden jetleri olan uzak süper kütleli kara deliklerdir.

Bu yüzden karadeliğin kendisi "karadır", ancak etrafındaki yörünge çok parlak olabilir.


1
@RobJeffries blazar / quasar sorunu tamamen yanlış değil ama kesin değil. Birleştirilmiş modele göre, kuasarların ve blazarların AGN (aktif galaktik çekirdekler) olduğuna inanılmaktadır . Basitçe söylemek gerekirse, bir quasar, galaksinin geri kalanının görülmeyeceği kadar uzak bir AGN'dir, oysa bir blazar, "jet-on" 'a baktığımız şekilde döndürülmüş bir AGN'dir.
nataliaeire

12

Işık , kara delik olay ufkunun çok dışından gelir .

Madde ilk olarak açısal momentumunu kaybetmeden bir kara deliğe düşemez (aksi halde kara deliğin yörüngesinde kalmaya devam eder). Bu, kara deliği çevreleyen bir biriktirme diskinde açısal momentumun viskozite (ve diğer yollarla) dışa aktarılmasıyla gerçekleştirilir.

Madde kara deliğe yaklaştıkça, yerçekimi potansiyel enerjisini de kaybeder ve bu (i) gazı ısıtmak ve (ii) gazdan radyasyon almaktır.

Yaklaşık 3 kat At Schwarzschild yarıçapı karadeliğin, madde karşılaştığında içteki kararlı dairesel yörüngeye kütlesiyle şey bir kara deliğin etrafında kararlı bir yörüngeye yapabileceği en yakın olan,. Genellikle malzemenin oradan kara deliğe düştüğü ve evrenimizden "kaybolduğu" varsayılır - kara deliğin kütlesini arttırır.

Böylece tüm radyasyon, kara delikten Schwarzschild yarıçapının en az 3 katı olan yörünge malzemesinden gelir. Hem yerçekimi hem de enine göreceli doppler etkisi ile güçlü bir şekilde kaymasına rağmen, ışığın bu konumdan "kaçması" için bir sorun yoktur.

"Jetler" konusu başka bir soru tarafından ele alındı: Karadeliklerin neden jetleri ve toplanma diskleri var?


1

Bunu koymanın bir başka yolu, ebeveynlerinin etrafında dönen gezegenlerin veya uyduların neden bunlara düşmediğini düşünmektir. Benzer bir şekilde, madde parçaları kara deliğin etrafında girdap gibi . Ataletlerinin yüksek enerjisi nedeniyle süreçte, diğer parçacıkların aksine biraz enerji yayarlar. Böylece ışık şeklinde bir miktar kütle döktüler.

Yerçekimi kavramalarından kaçmak için bir parçacığı hazırlayan enerjinin doğru momentumla (hem yön hem de hız) fark ettiğimiz önemlidir. Bir Yani eğer ışık parçacık yeterli enerjiye sahip ve yolda olduğunu doğru yönde , bu olacak genellikle jetler halinde, olay ufkunun ötesine dış yörüngesinden kaçmak.

Bu tür jetlerden yayılan ışık muazzam enerjidir ve genellikle gama spektrumunda gözlenir. Bu yayılan jetlerin karadelik veya genel olarak yüksek enerjili parçacık fiziğini incelemek için nasıl kullanılabileceği ile ilgileniyorsanız, Çok Yüksek Enerji Gama Işını Astronomi konusuna bakın. VHE gama fotonları ve diğer ilginç şeyler yayan nesnelerin tüm sınıfları vardır.

Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.