Perché i buchi neri hanno getti e dischi di accrescimento?

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Se i buchi neri supermassicci possiedono la gravità necessaria per impedire la fuga di fotoni e altre particelle di massa, perché si formano getti e dischi di accrescimento?

Sembrano indicare che qualcosa sta uscendo dal buco nero, mentre la matematica e la fisica sembrano dirci che questo è impossibile.

Sembrerebbe che i buchi neri supermassicci esercitino la gravità solo verso se stessi.

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— Naftuli Kay
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Ho una comprensione molto scarsa dei buchi neri, ma forse il disco di accrescimento è un altro effetto prodotto dalla conservazione del momento angolare? Proprio come i dischi protoplanetari, le galassie e così via.

— Arne,

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Quando si tratta di dischi di accrescimento, dal buco nero non esce nulla . È solo in orbita la materia, anche se è ruotata un po 'attorno al frame trascinamento. Anche ad alta gravità, esiste ancora la capacità di orbitare attorno a un corpo massiccio. La forza gravitazionale è già "esaurita" per causare l'orbita (rappresenta la forza centripeta), quindi non è necessario che il gas cada.

Per quanto riguarda i jet, per quanto ne so non c'è una sola spiegazione (non ne sono sicuro). Una spiegazione del candidato è il processo di Blandford-Znajek ¹

L'immagine seguente è tratta da Black Holes e Time Warps: Einstein's Outrageous Legacy , di Kip S. Thorne :

inserisci qui la descrizione dell'immagine

Fondamentalmente, la maggior parte dei buchi neri ruota, e talvolta l'intensa rotazione può causare forze che superano la gravità, anche di alcuni ordini di grandezza.

Quando un buco nero ruota, le linee del campo magnetico ancorate ad esso ² ruotano insieme ad esso. Il plasma (dal disco di accrescimento) viene quindi lanciato lungo queste linee, simile a quello che succede quando si mette un marmo in una tazza conica e lo si ruota. Questo è raffigurato nella prima immagine.

Nella seconda immagine, la corrente passa attraverso le linee di campo (non capisco questa e la prima, tuttavia questo post ha una spiegazione ragionevole ), accelera il plasma con un meccanismo simile a un binario elettromagnetico . Questo è un altro modo di creare getti.

Si noti che qui l'energia proviene dall'energia di rotazione del BH, non dall'energia di massa dei "contenuti" del BH (che si perde nell'universo se non si considera la radiazione di Hawking)

(Darò un'occhiata più da vicino al documento quando avrò tempo e aggiornerò la risposta di conseguenza. Commenti apprezzati)

^{1. Blandford, RD, e Znajek, RL (1977). Estrazione elettromagnetica di energia dai buchi neri di Kerr. Avvisi mensili della Royal Astronomical Society, 179, 433-456.}

^{2. Mentre il teorema del no-hair proibisce a un buco nero nudo di posare le linee del campo magnetico, uno con un disco di accrescimento può averle poiché le linee del campo non possono "sfuggire" attraverso il disco.}

— Manishearth
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Le radiazioni Hawking hanno origine al di fuori del raggio di Schwarzschild, quindi nulla sta lasciando il BH; viene annientato dalle antiparticelle.

— LDC3,

Vale forse la pena ricordare che i getti si verificano in oggetti diversi e su scale diverse: protostari, stelle di neutroni, buchi neri, nuclei galattici attivi, ecc. Quindi sembra essere un fenomeno universale.

— Hartmut Braun,

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Un disco di accrescimento è roba in orbita attorno al buco nero mentre vi cade dentro. O sarebbe possibile che le particelle siano in una sorta di orbita attorno al buco nero. Questo disco sarebbe fuori dall'orizzonte degli eventi, quindi non è realmente "nel" buco nero.

I getti si formano in modo simile. Le particelle che ruotano nel buco nero generano radiazioni che vengono "emesse" dal buco nero.

Le cose sembrano uscire solo dal buco nero ma stanno realmente accadendo al di fuori dell'orizzonte degli eventi. Il disco e i getti sono formati dall'interazione di particelle mentre si muovono attorno al buco nero ed entrano nell'orizzonte degli eventi.

— Clusio
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