• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Dysk akrecyjny



    Podstrony: [1] 2 [3] [4]
    Przeczytaj także...
    Akrecja – w astronomii terminem tym określa się opadanie rozproszonej materii na powierzchnię ciała niebieskiego w wyniku działania grawitacji. Zjawisku temu może towarzyszyć wydzielanie dużej ilości energii w postaci promieniowania elektromagnetycznego, gdy opadająca materia wyświeca część utraconej grawitacyjnej energii potencjalnej. Szczególnie widowiskowa jest akrecja na obiekty zwarte – białe karły, gwiazdy neutronowe czy czarne dziury. Uważa się, że mechanizmem „zasilającym” aktywne jądra galaktyk jest właśnie akrecja materii na supermasywną czarną dziurę.Galaktyka (z gr. γαλα – mleko) – duży, grawitacyjnie związany układ gwiazd, pyłu i gazu międzygwiazdowego oraz niewidocznej ciemnej materii. Typowa galaktyka zawiera od 10do 10 gwiazd orbitujących wokół wspólnego środka masy.
    Wpływ pola magnetycznego[]

    Pole magnetyczne powstaje w plazmie dysku akrecyjnego w wyniku niestabilności magnetorotacyjnej. Ciśnienie pola magnetycznego w dysku w małej skali (znacznie mniejszej od grubości dysku) wpływa na gęstość plazmy w ośrodku, a poprzez to na tempo przekazywania momentu pędu, czyli określa wielkość lepkości. Wielkoskalowe pole dysku z kolei może powodować intensywny wypływ materii z wewnętrznych części dysku w formie dżetów, a także w formie magnetycznego wiatru z powierzchni całego dysku.

    Grawitacja (ciążenie powszechne) – jedno z czterech oddziaływań podstawowych, będące zjawiskiem naturalnym polegającym na tym, że wszystkie obiekty posiadające masę oddziałują na siebie wzajemnie przyciągając się.Foton (gr. φως – światło, w dopełniaczu – φοτος, nazwa stworzona przez Gilberta N. Lewisa) jest cząstką elementarną, nie posiadającą ładunku elektrycznego ani momentu magnetycznego, o masie spoczynkowej równej zero (m0 = 0), liczbie spinowej s = 1 (fotony są zatem bozonami). Fotony są nośnikami oddziaływań elektromagnetycznych, a ponieważ wykazują dualizm korpuskularno-falowy, są równocześnie falą elektromagnetyczną.

    Jeżeli obiekt centralny nie jest czarną dziurą, ale gwiazdą o silnym polu magnetycznym, to dysk akrecyjny nie rozciąga się aż do samej powierzchni gwiazdy, a dalszy przepływ materii reguluje magnetosfera gwiazdy. Plazma wypływa z dysku w pewnej odległości od gwiazdy, oddalając się od powierzchni równikowej, i opada na gwiazdę wzdłuż linii pola magnetycznego, na jej bieguny. Ten typ akrecji nazywamy akrecją kolumnową i występuje on w takich gwiazdach jak polar pośredni. Gdy pole magnetyczne gwiazdy centralnej jest zbyt silne, nawet daleko od gwiazdy dysk akrecyjny może się nie utworzyć, co ma miejsce w takich gwiazdach jak polary i pulsary rentgenowskie.

    Orbita fotonowa - szczególna orbita fotonu wokół czarnej dziury, która charakteryzuje się tym, że odległość fotonu od centrum pola grawitacyjnego nie ulega zmianie w trakcie ruchu. Fotony krążą po takiej orbicie nie oddalając się ani nie zbliżając do czarnej dziury. W przypadku nierotującej czarnej dziury (rozwiązanie Schwarzschilda), orbita fotonowa znajduje się w odległości 1,5 promienia Schwarzschilda od centrum grawitacji, czyli wyraźnie ponad horyzontem czarnej dziury. Jest to orbita kołowa o najmniejszym możliwym promieniu – cząstki materialne mają orbity kołowe o promieniu zawsze większym od orbity fotonowej. Orbita fotonowa jest niestabilna, najmniejsze zaburzenie w ruchu fotonu spowoduje jego ucieczkę do nieskończoności lub spadnięcie pod horyzont czarnej dziury. Jeżeli czarna dziura rotuje (rozwiązanie Kerna), to ruch fotonu w płaszczyźnie równikowej zależy od tego, czy foton krąży po orbicie zgodnej czy przeciwnej do kierunku rotacji czarnej dziury. Istnieją wówczas dwie orbity fotonowe. Istnienie całej sfery orbit fotonowych nie tylko w płaszczyźnie równikowej, badał Teo (2003).Tarcie (pojęcie fizyczne, jeden z oporów ruchu) to całość zjawisk fizycznych towarzyszących przemieszczaniu się względem siebie dwóch ciał fizycznych (tarcie zewnętrzne) lub elementów tego samego ciała (tarcie wewnętrzne) i powodujących rozpraszanie energii podczas ruchu.

    Efekty ogólnej teorii względności[]

    Jeżeli dysk akrecyjny powstaje wokół czarnej dziury, to w wewnętrznych częściach tego obszaru istotną rolę odgrywają efekty ogólnej teorii względności. Jeżeli czarna dziura nie rotuje, to stabilne orbity kołowe mają promienie trzykrotnie większe niż promień horyzontu czarnej dziury (równy ), a zatem większe niż . Bliżej, w odległości mniejszej niż trzy promienie horyzontu, ale większej niż półtora promienia horyzontu (kołowa orbita fotonowa), orbity kołowe jeszcze istnieją, ale nie są stabilne. Małe zaburzenie może wytrącić cząstkę z orbity i spowodować opadanie na czarną dziurę. Rozmiar stabilnej orbity zależy jednak od tego czy jest to foton czy cząstka z masą, a podstawą takich wniosków jest założenie stałości pędu cząstki, a nie momentu pędu. Promienie orbit marginalnych cząstek z masą są dwukrotnie większe niż orbit fotonów.

    Ciepło w fizyce – jeden z dwóch, obok pracy, sposobów przekazywania energii wewnętrznej układowi termodynamicznemu. Jest to przekazywanie energii chaotycznego ruchu cząstek (atomów, cząsteczek, jonów).Tor ruchu (trajektoria) – w kinematyce krzywa zakreślana w przestrzeni przez poruszające się ciało. Jeżeli wypadkowa siła działająca na ciało wynosi 0, wówczas z I zasady dynamiki Newtona wynika, że ciało porusza się po torze prostoliniowym. Jeżeli na poruszające się ciało działa niezrównoważona siła, której kierunek nie jest styczny do toru ruchu, wówczas tor ruchu jest krzywoliniowy.

    Dysk wokół czarnej dziury może istnieć jedynie od odległości tej marginalnej stabilnej orbity kołowej. W odległości mniejszej niż ta wartość materia opada w stronę horyzontu bardzo szybko – naddźwiękowo – praktycznie bez dalszej utraty momentu pędu i bez dalszego wyświecania energii. Moment pędu rotującej czarnej dziury zmniejsza wartość tego granicznego promienia, co modyfikuje znacznie dynamikę wewnętrznych części dysku akrecyjnego. Umożliwia to obserwacyjne wyznaczanie momentu pędu czarnych dziur na podstawie analizy widma promieniowania opadającej materii.

    Temperatura barwowa – temperatura ciała doskonale czarnego, w której wysyła ono promieniowanie tej samej chromatyczności, co promieniowanie rozpatrywane. Innymi słowy, jest to obiektywna miara wrażenia barwy danego źródła światła, np.:Lepkość (tarcie wewnętrzne, wiskoza) – właściwość płynów i plastycznych ciał stałych charakteryzująca ich opór wewnętrzny przeciw płynięciu. Lepkością nie jest opór przeciw płynięciu powstający na granicy płynu i ścianek naczynia. Lepkość jest jedną z najważniejszych cech płynów (cieczy i gazów).

    Efekty ogólnej teorii względności mają też duży wpływ na promieniowanie docierające do Ziemi. Fotony emitowane z najbardziej wewnętrznych części dysku ulegają poczerwienieniu grawitacyjnemu, a trajektorie tych cząstek ulegają czasem znacznemu odchyleniu od pierwotnego kierunku poprzez soczewkowanie grawitacyjne. Część fotonów nie dociera do obserwatora, dostając się pod horyzont czarnej dziury. Jeżeli płaszczyzna dysku jest nachylona do kierunku obserwacji, to ma miejsce relatywistyczny efekt Dopplera, prowadzący do zwiększenia energii kwantów promieniowania (ze względu na szybki ruch materii) tej części dysku, która właśnie porusza się w kierunku obserwatora.

    Pulsar rentgenowski – typ rentgenowskiego układu podwójnego składający się z gwiazdy neutronowej o bardzo silnym polu magnetycznym i gwiazdy ciągu głównego.Kelwin – jednostka temperatury w układzie SI równa 1/273,16 temperatury termodynamicznej punktu potrójnego wody, oznaczana K. Definicja ta odnosi się do wody o następującym składzie izotopowym: 0,00015576 mola H na jeden mol H, 0,0003799 mola O na jeden mol O i 0,0020052 mola O na jeden mol O.

    Aspekty obserwacyjne[]

    Dyski akrecyjne świecą inaczej niż gwiazdy. Promieniowanie gwiazdy ma rozkład promieniowania zbliżony do promieniowania ciała doskonale czarnego (charakteryzuje je jedna temperatura zwana temperaturą efektywną), natomiast promieniowanie dysków akrecyjnych ma rozkład odpowiadający sumie promieniowania wielu ciał o różnych temperaturach. Wynika to z tego, że dyski są gorętsze w wewnętrznych częściach i chłodniejsze dalej od obiektu centralnego. Dlatego też ich świecenie określa się czasem jako 'wielobarwne'. Takie świecenie obserwuje się w obiektach astronomicznych różnego rodzaju. W odległościach kosmologicznych są to kwazary, a także szereg innych nie tak jasnych galaktyk aktywnych. W naszej Galaktyce podobna emisja występuje u wielu układów podwójnych wymieniających między sobą materię, takich jak rentgenowskie układy podwójne i układy kataklizmiczne.

    Dysk protoplanetarny – zagęszczenie pyłów i gazów wokół młodej gwiazdy w kształcie dysku. Zaczyna powstawać jeszcze przed rozpoczęciem reakcji jądrowej w centrum układu (protogwiazdy). Materia, z której się składa, pochodzi z obłoku wokół gwiazdy.Soczewkowanie grawitacyjne – zakrzywienie promieni świetlnych w polu grawitacyjnym masywnego ciała niebieskiego prowadzące do ich skupienia. Efektem soczewkowania grawitacyjnego jest obserwowane pojaśnienie źródła oraz pojawianie się pozornych ciał niebieskich – obrazów ciał rzeczywistych.

    Dyski akrecyjne tworzą się także w pobliżu powstających gwiazd. Są wtedy określane jako dyski protoplanetarne, ponieważ zawierają resztki pierwotnego obłoku, z którego mogą stopniowo utworzyć się planety.

    Podstrony: [1] 2 [3] [4]



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Warto wiedzieć że... beta

    Biały karzeł – niewielki (rzędu rozmiarów Ziemi) obiekt astronomiczny składający się ze zdegenerowanej materii, emitujący m.in. promieniowanie widzialne. Powstaje po ustaniu reakcji jądrowych w gwieździe o małej lub średniej masie. Mało masywne gwiazdy (od 0,08 do 0,4 M☉) nie osiągają w trakcie swojej ewolucji warunków wystarczających do zapłonu helu w reakcjach syntezy termojądrowej i powstają z nich białe karły helowe. Średnio masywne gwiazdy (od 0,4 do ok. 4 mas Słońca) spalają hel dając białe karły węglowe, lub węglowo-tlenowe. Pozostałością gwiazd o masach w zakresie 4-8 mas Słońca (na ciągu głównym) są białe karły z domieszką tlenu, neonu i magnezu.
    Dżet, inaczej struga – skolimowany strumień plazmowej materii wyrzucany z relatywistycznymi prędkościami z biegunów jądra galaktyki lub gwiazdy. Pierwszy dżet został zaobserwowany przez H. Curtisa w roku 1918 w galaktyce eliptycznej M87 w gromadzie Panny, jako jasny promień świetlny połączony z jądrem galaktyki. W latach 1960 obserwacje radiowe wielu galaktyk pokazały istnienie rozciągłych struktur radiowych, w skład których wchodzi zwarte jądro, radioobłoki oraz łączące je dżety.
    Promieniowanie rentgenowskie (promieniowanie rtg, promieniowanie X, promienie X) – rodzaj promieniowania elektromagnetycznego, które jest generowane podczas wyhamowywania elektronów. Długość fali mieści się w zakresie od 10 pm do 10 nm. Zakres promieniowania rentgenowskiego znajduje się pomiędzy nadfioletem i promieniowaniem gamma.
    Akrecja sferyczna – sferycznie symetryczne opadanie materii na obiekt centralny pod wpływem jego przyciągania grawitacyjnego.
    Akrecja kolumnowa - zjawisko ukierunkowania procesu akrecji w układzie podwójnym gwiazd na bieguny magnetyczne gwiazdy, zachodzące w polarach, czyli gwiazdach typu AM Her. Zjawisko zachodzi, gdy gęstość energii w dysku akrecyjnym jest mniejsza niż gęstość energii pola magnetycznego gwiazdy centralnej. Występuje najczęściej w przypadku silnie magnetycznych gwiazd neutronowych i białych karłów, a ze względu na obserwowane własności obiekty takie należą odpowiednio do klasy polarów i polarów pośrednich oraz pulsarów rentgenowskich. Opadanie w stronę gwiazdy w większej odległości od powierzchni gwiazdy następuje z prędkością naddźwiękową, blisko powierzchni gwiazdy formuje się fala uderzeniowa. Opadająca materia silnie świeci w zakresie rentgenowskim, szczególnie obszar pomiędzy frontem fali a powierzchnią gwiazdy.
    Ogólna teoria względności (OTW) – popularna nazwa teorii grawitacji formułowanej przez Alberta Einsteina w latach 1907–1915, a opublikowanej w roku 1916.
    Energia potencjalna – energia jaką ma układ ciał umieszczony w polu sił zachowawczych, wynikająca z rozmieszczenia tych ciał. Równa jest pracy, jaką trzeba wykonać, aby uzyskać daną konfigurację ciał, wychodząc od innego rozmieszczenia, dla którego umownie przyjmuje się jej wartość równą zero. Konfigurację odniesienia dla danego układu fizycznego dobiera się zazwyczaj w ten sposób, aby układ miał w tej konfiguracji minimum energii potencjalnej. Podobnie jak pracę, energię potencjalną mierzy się w dżulach [J].

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.04 sek.