Würde ein schwarzes Loch, das neben einem Stern vorbeizieht, aufgrund von Gravitationslinsen einen tödlichen Brennpunkt erzeugen?

tl; dr: Aus der Ferne gesehen erscheint das Linsenobjekt als Ring oder "Ring" um das Linsenobjekt, und obwohl dies heller ist, als wenn nur leerer Raum vorhanden wäre, ist es leider nicht todesstrahlenhell !

Lassen Sie uns zuerst darüber nachdenken, was ein vertrautes Objektiv zu einem Objektiv macht. In der Nähe der Mitte variiert die Dicke nicht sehr, aber wenn Sie sich weiter von der Mitte entfernen, ändert sich die Dicke immer schneller.

Wenn wir die Neigung oder den Winkel der Oberfläche messen würden, würden wir sehen, dass der Winkel ungefähr linear mit der Entfernung vom Mittelpunkt zunimmt.

In der Näherung der dünnen Linse der Winkel, in dem die Linse das Licht beugt$\Delta \theta$ist proportional zum Abstand vom Mittelpunkt der Linse$r$wo das Licht auftrifft. Die Biegekraft steigt linear mit der Entfernung.

Wo$f$ist die Brennweite des Objektivs.

Wie beugen konzentrierte Massenpunkte Licht? Die Gravitationslinse von Wikipedia gibt uns

und das ist ein Problem, weil jetzt$r$steht ganz unten!

Einzelne konzentrierte Objekte wie Schwarze Löcher verhalten sich nicht wie die vertrauten Linsen, die wir zum Fokussieren verwenden. Sie haben zwar eine gewisse Konzentrationsfähigkeit im Vergleich zum leeren Raum, aber bei weitem nicht so viel wie echte Objektive. Von einer Quelle, die eine bestimmte Entfernung entfernt ist, wird nur ein Winkel parallel zu einem "Strahl" gebogen, etwas größere oder kleinere Winkel, die etwas weiter oder näher davon verlaufen, werden viel weniger oder viel mehr gebogen, entweder divergierend oder konvergierend von der Achse danach.

Aus der Ferne betrachtet, erscheint das Linsenobjekt als Ring oder "Ring" um das Linsenobjekt, und obwohl dies heller ist, als wenn nur leerer Raum vorhanden wäre, ist es leider nicht todesstrahlenhell !

Im Fall Ihres Stern/BH-Paares hängt es von den Details ab, wie hell es entlang dieser Achse sein wird, aber man kann eine gute Schätzung durch Raytracing erhalten, entweder mit ein paar Zeilen Python oder Bleistift und Papier für Schätzungszwecke.

Wenn der Stern nah wäre, dann ist er ein ausgedehntes Objekt, eine breite Scheibe, und diese können nicht einmal mit Linsen auf Punkte fokussiert werden (wir können den blauen Himmel nicht mit einer Lupe konzentrieren), also gäbe es nicht viel von a Todeseffekt. Wenn es weit wäre, könnten Sie es besser konzentrieren (weil es punktförmiger ist), aber es wäre anfangs viel dunkler, weil es weiter entfernt wäre.

Ein Hufeisen-Einstein-Ring von Hubble Das helle Ding in der Mitte ist die Linsenmasse, der Ring ist das mit Linsen versehene Objekt dahinter. Es ist kein "Strahl", sondern nur eine verzerrte Ansicht, aber es ist heller, als wenn die Linse nicht da wäre.

Ich glaube, es gibt Systeme, in denen sich ein Schwarzes Loch und ein Stern umkreisen. Möglicherweise schießen solche Systeme tödliche Strahlen aus der Ebene heraus, in der die beiden Objekte kreisen.

In der Lensman- Serie von EE Smith führt ein gigantischer Weltraumkrieg zur ständigen Erfindung neuer und mächtigerer Waffen. TV Tropes hat einen Trope Lensman Arms Race, der nach der Serie benannt ist.

Eine im Lensman-Wettrüsten entwickelte Waffe ist der Sonnenstrahl, der die gesamte Strahlung, die ein Stern in alle Richtungen aussendet, künstlich in einen einzigen schmalen Zerstörungsstrahl bündelt. Auf diese Weise tut es künstlich, was ein schwarzes Loch, das nahe an einem Stern vorbeizieht, auf natürliche Weise tun könnte.

Wenn ich mich richtig erinnere, waren Sonnenstrahlen nur innerhalb eines Sonnensystems nützlich und wurden nicht verwendet, um Strahlen zu projizieren, um Planeten in anderen Sonnensystemen zu zerstören.

Und es scheint mir intuitiv, dass ein Schwarzes Loch die Strahlung nicht eng genug fokussieren konnte, damit der Strahl in interstellaren Entfernungen tödlich wäre.

Aber möglicherweise kann jemand berechnen, in welchem ​​Entfernungsbereich ein Strahl tödlicher Strahlung von einer Stern/Schwarzes-Loch-Kombination gefährlich sein könnte.