M5 Akkretions- und Akkretionsscheiben

Thema

Das zentrale Element dieses Modells ist die Akkretionsscheibe, die sich um ein kompaktes Objekt bildet.

Die Akkretion von Materie auf Schwarze Löcher, Neutronensterne oder Weiße Zwerge ist der effizienteste bekannte Energiefreisetzungsmechanismus im Universum und treibt aktive Atomkerne, Quasare, Röntgen-Doppelsterne und Pulsare an, die Materie akkretieren.

Das Standardmodell der dünnen Scheibe beschreibt die Materie in dieser Akkretionsscheibe auf kreisförmigen Keplerbahnen, die aufgrund der turbulenten Viskosität der Scheibe selbst Drehimpuls verlieren und sich daher spiralförmig nach innen zum zentralen Objekt hin bewegen. Die Tatsache, dass die Temperatur dieser Scheibe mit zunehmendem Radius stark abnimmt, bedeutet, dass die gesamte Scheibe schließlich, wie die Summe von Schwarzen Körpern unterschiedlicher Temperaturen, ein echtes mehrfarbiges Spektrum emittiert.

Wenn die Rate, mit der Materie auf diese Scheibe fällt, die Eddington-Grenze überschreitet, wird der resultierende Strahlungsdruck so intensiv, dass massive Winde und sogar relativistische Jets entstehen, die den gesamten Fluss grundlegend verändern: von einer ruhigen Scheibe zu einem System, das von Materieausflüssen dominiert wird.

Diese Jets transportieren, wenn sie aus aktiven Galaxienkernen austreten, mechanische Energie und relativistische Teilchen über Millionen von Lichtjahren, weit über die Galaxie hinaus, aus der sie stammen. Die aktuelle Modellierung dieser Akkretionsscheibe und ihrer Jets kombiniert Magnetohydrodynamik mit allgemeiner Relativitätstheorie und beschreibt, wie Magnetfeldlinien, die ein rotierendes Schwarzes Loch durchdringen, direkt einen Teil der Rotationsenergie des Schwarzen Lochs nutzen können, um den Jet anzutreiben. Ausgehend von der Akkretionsscheibe, mit der dieses Dokument beginnt, bis hin zu der extrahierten Rotationsenergie, mit der es endet, und unter Berücksichtigung des Standardmodells dünner Scheiben und der Eddington-Grenze, bewirken Akkretionsscheiben und ihre Jets, dass der Fall von Materie auf dasselbe kompakte Objekt, je nach Geschwindigkeit dieses Falls, entweder Licht aus einer ruhigen Scheibe oder relativistische Jets freisetzt, die in der Lage sind, eine ganze Galaxie zu durchqueren.

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