Wie nimmt ein akkretierendes Schwarzes Loch Magnetfelder auf?

Auf dieser Seite gibt es tatsächlich eine ähnliche Frage: Kann Magnetismus einem Schwarzen Loch entkommen? , jedoch konzentrieren sich die Antworten nicht auf die Akkretion, was mein Hauptanliegen ist, also beginne ich eine neue.

In Kip Thornes Buch Black Holes and Time Warps: Einstein’s Outrageous Legacy gibt es in Kapitel 9 einen Absatz, der beschreibt, wie das zentrale Schwarze Loch eines Quasars (oder einer Radiogalaxie) durch Akkretion ein Magnetfeld erhält:

Woher kommen diese magnetischen Feldlinien? Von der Platte selbst. Alles Gas im Universum ist zumindest ein wenig magnetisiert, und das Gas der [Akkretions-] Scheibe ist keine Ausnahme. Während das Gas der Scheibe Stück für Stück in das Loch eindringt, nimmt es seine magnetischen Feldlinien mit. Bei Annäherung an das Loch gleitet jedes Gasstück an seinen magnetischen Feldlinien entlang und durch den Horizont, lässt die Feldlinien zurück, ragt aus dem Horizont heraus und zieht ihn durch […]. Diese sich durchziehenden Feldlinien, die fest von der umgebenden Scheibe begrenzt sind, sollten dann die Rotationsenergie des Lochs durch den Blandford-Znajek-Prozess extrahieren.

Leider scheint mir diese Beschreibung nicht klar zu sein (obwohl Thorne im Allgemeinen hervorragend darin ist, Dinge im gesamten Buch zu erklären). Genauer gesagt, ich kann mir kein Bild von dem Gas machen, das seine Magnetfeldlinien durch den Ereignishorizont "herunterrutscht", während das Magnetfeld gleichzeitig aus dem Horizont "ragt". Und hier schien Thorne nicht auf irgendwelche Original-Forschungsarbeiten für weitere Studien hinzuweisen.

Also, meine Fragen sind:

(1) Glauben heutige Astronomen immer noch, dass Scheibenakkretion der Hauptprozess ist, durch den supermassereiche Schwarze Löcher ein Magnetfeld erhalten?

(2) Wenn die Antwort auf (1) "Ja" lautet, wie kann ich dann das Bild aufbauen (falls es ein solches Bild gibt), das Thorne in seinem Absatz zu vermitteln versucht?

(3) Gibt es eine Forschungsarbeit, die dieses Problem ausführlich behandelt?

Jede Hilfe ist willkommen!

Antworten (1)

Zuerst (2) und (3) adressieren:

In einem solchen Fall ist es am besten, direkt zur Quelle zu gehen. In diesem Fall wären das Blandford & Znajek (1977) , die Urheber des vorgeschlagenen Mechanismus. Sie haben mehrere Abbildungen in Bezug auf unterschiedliche magnetosphärische Strukturen in Abhängigkeit von unterschiedlichen Magnetfeldern. Das wichtigste ist jedoch Abbildung 1, der allgemeine Fall:

D stellt die Akkretionsscheibe dar, während T ist die Übergangszone, in der sich Materie schnell radial auf das Schwarze Loch zubewegt. Die Linien stellen magnetische Feldlinien dar, entlang denen geladene Teilchen verlaufen. Elektronen (e – ) bewegen sich in Richtung der mittleren Pfeile auf jeder Feldlinie; Positronen (e + ) bewegen sich in die andere Richtung. Die Feldlinien liegen im Scheibenbereich näher am Schwarzen Loch näher beieinander, was auf das stärkere Magnetfeld hinweist.

Wenn Sie sich einen guten Überblick über den Prozess verschaffen möchten, ist dies das Papier, das Sie sich ansehen sollten. Das heißt, es ist alles andere als leicht zu lesen.

In Bezug auf (1) bin ich kein Astronom und nicht wirklich qualifiziert, Ihnen zu sagen, was die allgemeine Meinung unter Astronomen ist. Soweit mir bekannt ist, wird der Blandford-Znajek-Prozess derzeit jedoch als starke Möglichkeit zur Erzeugung der Magnetfelder akzeptiert, die in der Nähe der meisten Schwarzen Löcher (einschließlich Schwarzer Löcher mit stellarer Masse) beobachtet werden.

Danke für den Hinweis auf dieses tolle Papier. Zugegebenermaßen ist das Blandford-Znjek-Papier eine wegweisende Arbeit zur elektromagnetischen Extraktion der Rotationsenergie von Schwarzen Löchern und beantwortet viele Fragen zur Energiequelle von Quasaren und Radiogalaxien. Allerdings muss ich sagen, dass dieses Papier in Bezug auf den Umfang meiner Frage nur am Rande relevant ist, da es den Prozess der materiellen Anreicherung nicht im Detail anspricht. Hoffe immer noch auf eine relevantere Antwort.
Wie nimmt ein akkretierendes Schwarzes Loch Magnetfelder auf?
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