Was genau ist die Akkretionsscheibe?

Eine grundlegende Antwort:

Für uns auf der Erde sieht es so aus, als ob alles größtenteils direkt nach unten fällt und auf die Erde trifft. Wir sehen fast nie etwas fallen, in der Schwerkraft der Erde gefangen sein und die Erde verfehlen, aber im Weltraum passiert das VIEL.

Wenn wir im Weltraum leben würden, wäre unsere Beobachtung ganz anders. Die meisten Dinge, die wir sehen, fliegen in Umlaufbahnen um die Sonne oder die Erde herum, ohne mit ihnen zu kollidieren. Der Grund dafür ist die Tangentialgeschwindigkeit. Es ist tatsächlich schwierig, etwas anderes im Weltraum zu treffen, selbst mit der Schwerkraft, weil der Weltraum (erschreckenderweise) größtenteils leerer Raum ist.

Planeten, die Sonne, schwarze Löcher usw. sind im Vergleich zu ihren gravitationsdominierten Regionen oder Hügelkugeln sehr klein.

Warum ist es schwer, die Sonne zu treffen? (Dies gilt auch für Schwarze Löcher, umso mehr)

Warum ist das Sonnensystem flach?

Meistens umkreisen Objekte, die in der gravitationsdominanten Region um ein Schwarzes Loch herum gefangen sind, das Schwarze Loch einfach.

Wenn ein Objekt die Roche-Grenze eines Schwarzen Lochs passiert, beginnt es, in kleinere Teile zu zerfallen, und diese kleineren Teile in kleinere Teile, und nahe genug, so ziemlich alle Materie wird nur zu einem Haufen Trümmer, ähnlich wie Saturns Ringe aber viel schneller bewegend und dichter. Ringsysteme können sich innerhalb der Roche-Grenze um jeden massiven Körper, großen Mond, Planeten, Sonne oder Stern bilden, obwohl Sterne, die viel Licht und Wärme abgeben, nicht gut für die Stabilität von Ringsystemen sind.

Ringsysteme, ähnlich denen von Saturn, können sich um Schwarze Löcher herum bilden, wenn es zu einer Kollision kommt oder wenn ein Objekt zu nah vorbeikommt, und Ringsysteme neigen dazu, im Laufe der Zeit aufgrund von Kollisionen abzuflachen. Der Drehimpuls bleibt konstant, aber die Aufwärts- oder Abwärtsbewegung von Objekten hebt sich auf. Die flache Akkretionsscheibe ist eigentlich Impulserhaltung, sie bildet sich auf natürliche Weise, auch wenn es wie eine Menge Platzverschwendung erscheint, die Materie weiß nicht, wohin sie sonst gehen soll, als in eine abgeflachte, schnell rotierende Scheibe.

Aufgrund der Relativitätsgesetze und Gravitationswellen bewegt sich das Ringmaterial innerhalb von etwa 3 Schwarzschild-Radien viel schneller in Richtung des Schwarzen Lochs, bewegt sich schneller in eine kleinere Region, wird sehr heiß und extrem magnetisch, und das ist im Allgemeinen die so genannte Akkretionsscheibe . (Ringsysteme sind im Allgemeinen weiter außen und nicht heiß oder winden sich hinein, obwohl sie sich ungefähr ähneln.)

Alles geschieht außerhalb des Schwarzen Lochs. Nichts, was innerhalb des Schwarzen Lochs passiert, dringt heraus, aber was außerhalb des Schwarzen Lochs in der Akkretionsscheibe passiert, kann überraschend hell und energiegeladen sein. Heller als die hellsten Sterne .

Es mag so aussehen, als ob Dinge einfach in ein schwarzes Loch fallen sollten, wie ein Vakuum, das Dinge ansaugt, aber in der Schwerkraft im Weltraum funktioniert das nicht so. Alles mit einer Tangentialgeschwindigkeit von Null fällt direkt hinein (irgendwie gibt es auch das Problem des Schleppens des Raums um ihn herum für rotierende Schwarze Löcher), aber für einfache nicht rotierende Schwarze Löcher fällt nur ein Objekt mit einer Tangentialgeschwindigkeit nahe Null gerade, aber Fast nichts, was sich durch den Raum bewegt, hat eine Tangentialgeschwindigkeit von Null relativ zu seinem nächsten großen Gravitationskörper. Dies gilt für Staub, Gas, Kometen, Meteore, Planeten, Sterne und alles, was nahe an einem Schwarzen Loch vorbeizieht oder ein Schwarzes Loch umkreist.

Das ist das Wesentliche. Korrekturen erwünscht.