Пред.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359 360 361 362 363 364 365 366 367 368 369 370 371 372 373 374 375 376 377 378 379 380 381 382 383 384 385 386 387 388 389 390 391 392 393 394 395 396 397 398 399 400 401 402 403 404 405 406 407 408 409 410 411 412 413 414 415 416 417 418 419 420 421 422 423 424 425 426 427 428 429 430 431 432 433 434 435 436 437 438 439 440 441 442 443 444 445 446 447 448 449 450 451 След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO
6.4. АККРЕЦИЯ НА ЧЕРНЫЕ ДЫРЫМногие модели оптического и рентгеновского излучения квазаров основаны на квазисферической, или дисковой, аккреции на черные дыры (разд. 4). Важным параметром в этих моделях является отношение времени падения ко времени охлаждения Неустойчивости, которые являются бедствием для моделей рентгеновских двойных, в полной мере присутствуют и в дисковых моделях квазаров. Самые внутренние области диска, окружающие черную дыру с массой Стандартные, не учитывающие неустойчивостей предположения о процессе дисковой аккреции, которые могут быть в какой-то мере справедливыми для рентгеновских двойных, вероятно, не пригодны для квазаров. В литературе по квазарам обсуждаются два варианта стандартной модели дисковой аккреции. Во-первых, диск может быть достаточно массивным, чтобы нельзя было игнорировать его самогравитацию. (Условием этого является то, что плотность материи в диске на радиусе с теми, которые действуют в спиральных галактиках, чем локальными вязкими напряжениями. Во-вторых, Абрамович, Яросинский и Сикору [2], а также Козловский, Яросинский и Абрамович [102] исследовали характер эквипотенциальных поверхностей вблизи горизонта событий керровской дыры. Они нашли, что если вязкие и радиационные напряжения не играют существенной роли, то аккрецирующая материя заполнит пространство, ограниченное нулевой эквипотенциальной поверхностью, и что исключенный объем будет определять начало пары каналов, вдоль которых может фокусироваться энергия, необходимая для образования двойного радиоисточника. В стандартном аккреционном диске энергия выделяется локально в виде излучения, которое свободно уходит с поверхности диска. В случае квазаров более обещающей является скорее та идея, что большая часть энергии освобождается вблизи дыры в неизлучательной форме и что большая часть излучения непрерывного спектра генерируется на некотором расстоянии от дыры, где выходящий поток энергии взаимодействует с окружающим веществом. В одном случае реализации этой идеи (см. [11, 87, 88, 108, 157]) освобождаемая гравитационная энергия запасается в «короне» над диском. Энергия может быть унесена в виде излучательным или тепловым механизмом управляемого ветра — сдвинутая по масштабу версия солнечного ветра, который уносит большую часть энергии, накопленной в солнечной короне. Были найдены решения подобия, в которых малая часть вещества, аккрецирующего в диске, «принимается» дырой и может генерировать светимость Остальное вещество уносится радиационным давлением. При этом оказывается возможным получать потоки, коллимированные параллельно и антипараллельно спиновой оси. В альтернативной схеме (см. [26], а также статью Блэндорфа в книге [80] и приведенные там ссылки) энергия и угловой момент аккрецирующего газа извлекаются электромагнитными скручивающими усилиями, действующими вблизи дыры. Это на самом деле может быть сделано с достаточно высокой эффективностью даже в осесимметричной геометрии. Рассмотрим магнитное поле, внедренное в диск. В первом приближении поле будет «вморожено» в материю, вращающуюся в диске (вследствие огромной электрической проводимости, что подразумевает «идеальное МГД-условие» течь вдоль магнитных силовых линий из диска, устанавливая магнитосферу вокруг дыры. В конце концов эти токи будут генерировать тороидальную компоненту магнитного поля, так что силовые линии будут сноситься назад движением вещества. Поэтому будет существовать сопротивляющийся момент вращения, действующий на любое вещество вблизи дыры, и это может приводить к переносу углового момента (и энергии) не наружу в плоскости диска (как в обычных моделях с вязкостью), а перпендикулярно диску в виде электромагнитного или гидромагнитного потока Пойнтинга. Тот же механизм может вести к извлечению спиновой энергии из самой дыры. Из керровской черной дыры с удельным угловым моментом а в принципе можно извлечь [46] долюэнергии Конечным результатом действия как коронального, так и электромагнитного механизма будет, по-видимому, коллимированный ветер, вполне вероятно, движущийся с релятивистской скоростью. Однако он вряд ли может создавать двойной радиоисточник без дополнительных фокусирующих механизмов вдали от дыры. Если оказывается, что основная часть наблюдаемой энергии излучения имеет вторичное происхождение и не генерируется очень близко к дыре, то становится гораздо труднее отличить модель с черной дырой от модели, основанной, например, на сверхмассивной звезде. Вероятно, в понимании природы излучающей области наибольшие надежды можно возлагать на рентгеновские наблюдения удаленных квазаров и оптические наблюдения «Лацертид» (класс квазароподобных объектов, характеризуемых отсутствием эмиссионных линий и наличием высокой поляризации, крутого спектра и экстремально быстрой переменности). Если черная дыра в квазаре не окружена особенно массивным диском, она должна получать газообразное топливо со скоростью должно иметь в центре пик плотности, обеспечиваемый действием механизмов, обсужденных в разд. 5 для черных дыр в шаровых скоплениях. Звезды внутри этого пика могут разрушаться приливными силами или столкновениями, и значительная часть газообразных продуктов разрушения должна падать на дыру [64, 113]. Если бы дыра была достаточно массивна Другим постулируемым источником аккрецируемого вещества для черной дыры является окружающий газ в окрестности дыры. Такой газ мог бы генерироваться звездными процессами (Сверхновые, планетарные туманности и т. д.) в гипотетической окружающей галактике (см., например, 1671) или выхватываться из проходящей галактики (см., например, статью Ганна в книге [80]). Образование черной дыры прежде всего дает богатые возможности для произвольных теоретических выводов. Как обсуждается в п. 7.1, дыра может быть первичной и на самом деле играть роль зародыша конденсации окружающей галактики. Однако она может быть также естественным продуктом эволюции массивного ядра звездного скопления, увеличенным в масштабе вариантом сценария для шарового скопления (см. разд. 5). Как и в шаровых скоплениях, дыра может проглотить заметную часть массы первичного скопления, если только имеется эффективный механизм диссипации (например, звездные столкновения), который может увеличить энергию связи звезд. Этот вопрос подробно обсуждается Рисом в работе [80].
|
1 |
Оглавление
|