Welche Art von Energie entweicht aus den Polen des Schwarzen Lochs?

Nach diesem Artikel heißt es:

Wenn ein Stern zu nahe an ein supermassereiches Schwarzes Loch driftet, reißen intensive Gezeitenspannungen den Stern in Stücke. Dabei wird das zerkleinerte Material in die Akkretionsscheibe des Schwarzen Lochs gezogen – eine heiße Gasscheibe, die allmählich in den Ereignishorizont des Schwarzen Lochs gezogen wird, die Masse des Schwarzen Lochs aufbläht oder als energiegeladene Jets von seinen Polen gesprengt wird.

Fragen sind,

  1. Was ist die Energieart, die aus den Polen entweicht?
  2. Wie groß ist die Kraft?
  3. Kann diese Energie potenziell nutzbar gemacht werden?
  4. Wie weit ins All blasen diese Energiejets?

Wenn Sie darüber diskutieren möchten: Wenn die Masse m in das Schwarze Loch geht und als Energie E aus den Polen herauskommt , unter der Annahme, dass die Lichtgeschwindigkeit c bei dieser Transaktion des Hinein- oder Hinausgehens keine Rolle spielt, was ist passiert? c 2 von E=m*c^2? Könnte ein Schwarzes Loch hypothetisch schneller sein als Licht? Oder vielleicht die umgekehrte Lichtrichtung? (Ich war sogar verwirrt von diesem Gedanken ...)

Wenn diese Jets also nicht reine Energie sind, sondern energetisierte Materie,

  1. Was für eine Sache wäre das? (Gas? fest? flüssig?)
  2. Geht alles, was hereinkommt, auch hinaus? Ich denke, wenn das Schwarze Loch wie ein Automotor funktioniert - hat es einen Umwandlungswirkungsgrad?
  3. Kann diese Materie kultiviert, nutzbar gemacht oder wieder in das umgewandelt werden, was sie war, oder in etwas ganz Neues?

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Antworten (1)

Der Artikel, den Sie gelesen haben, ist nicht ganz genau/korrekt. Ein korrekteres Bild ist wie folgt:

  1. Ein Stern kann sich einem supermassiven Schwarzen Loch (SMBH) so nahe nähern, dass die Gezeitenkräfte des SMBH es auseinanderreißen. Der Abstand zum SMBH, bei dem dies geschieht, wird oft als Gezeitenradius bezeichnet . Für ein (nicht rotierendes) SMBH mit einer Masse von mehr als ca 10 8 M ⊙ , liegt der Gezeitenradius innerhalb des Ereignishorizonts und daher ist dieser Prozess unsichtbar.

  2. Etwa die Hälfte (abhängig von der anfänglichen Umlaufbahn des Sterns) des Sternmaterials wird vom SMBH auf elliptischen Umlaufbahnen eingefangen (die andere Hälfte entweicht auf hyperbolischen Umlaufbahnen), jedoch aufgrund von Gaswechselwirkungen und -dissipation (Stöße übertragen Umlaufbahnenergie in Wärme, die wird dann abgestrahlt) zirkuliert es bald, um eine Akkretionsscheibe zu bilden (oder zu einer bestehenden beizutragen). (Beachten Sie, dass die Nahrungsaufnahme von Sternen nicht als Hauptmechanismus für die Bildung von Akkretionsscheiben angesehen wird; ein wahrscheinlicherer Prozess ist der direkte Einfall von Gaswolken).

  3. Material in der Akkretionsscheibe umkreist den BH auf nahezu kreisförmigen Bahnen. Es kann nicht einfach in den SMBH fallen, weil sein Drehimpuls erhalten bleibt. Allerdings umkreist Gas auf benachbarten Radien mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten ( differenzielle Rotation ), dh die Scheibe schert . Durch die Viskosität des Gases wird dann Drehimpuls nach außen transportiert, Masse nach innen transportiert und das Material erwärmt. Das Material in der Scheibe ist ein heißes (vermutlich) magnetisiertes Plasma, und es wird angenommen, dass die Viskosität durch die sogenannte Magnetrotationsinstabilität bereitgestellt wird . Die Zeitskala für diesen Prozess ist jedoch sehr lang und wird erst effizient ( ∼ 10 6 yr) ziemlich nah ( ∼ 100 AU) an die SMBH.

  4. Die Temperatur des Scheibenmaterials ist extrem hoch, so dass es im Röntgen- und UV-Bereich als Quasare sichtbar strahlt. Diese Strahlung ist die Hauptenergieabgabe des akkretierenden BH und macht etwa 10% des Gravitationsenergiegewinns aus m c 2 ( m ist die angewachsene Masse). Diese Strahlung interagiert mit umgebendem Material (einschließlich der äußeren Akkretionsscheibe selbst, insbesondere wenn sie verzogen ist), erzeugt einen ausströmenden Wind (durch ihren Strahlungsdruck) und verhindert möglicherweise eine weitere Akkretion (dies entspricht der Eddington-Grenze ).

  5. Die rotierende magnetisierte Scheibe kann auch kollimierte bipolare Ausströmungen erzeugen, die üblicherweise als Jets bezeichnet werden. Allerdings kann meiner Meinung nach nur ein kleiner Teil der Energie in diesen Jets emittiert werden, schon weil die Jets eine niedrige Entropie haben (sie werden von geordneter Bewegung dominiert), während die heiße Scheibe eine hohe Entropie hat.

Möchten Sie dies zu der Frage zur Weltraumforschung SE posten? Wenn du kannst?
@HDE226868 Kann nicht, da diese Frage zurückgestellt wurde (keine Antworten möglich).
Welche Art von Energie entweicht aus den Polen des Schwarzen Lochs?
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