Astronomie

Pourquoi les trous noirs ont-ils des jets et des disques d'accrétion ?

Pourquoi les trous noirs ont-ils des jets et des disques d'accrétion ?


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Si les trous noirs supermassifs possèdent la gravité requise pour empêcher l'échappement des photons et autres particules massives, pourquoi des jets et des disques d'accrétion se forment-ils ?

Ils semblent indiquer que quelque chose arrive en dehors du trou noir, alors que les mathématiques et la physique semblent nous dire que c'est impossible.

Il semblerait que les trous noirs supermassifs n'exercent la gravité que sur eux-mêmes.


En ce qui concerne les disques d'accrétion, rien ne vient en dehors du trou noir. C'est juste de la matière en orbite, bien qu'elle soit un peu tourbillonnée par le glissement de l'image. Même à haute gravité, la capacité d'orbiter autour d'un corps massif existe toujours. La force gravitationnelle est déjà "utilisée" pour provoquer la mise en orbite (elle représente la force centripète), il n'est donc pas nécessaire que le gaz tombe.

Quant aux jets, pour autant que je sache, il n'y a pas d'explication unique (je n'en suis pas sûr). Une explication candidate est le processus de Blandford-Znajek1

L'image suivante est de Trous noirs et distorsions temporelles : l'héritage scandaleux d'Einstein, par Kip S. Thorne :

Fondamentalement, la plupart des trous noirs tournent, et parfois la rotation intense peut provoquer des forces qui dépassent la gravité, même de quelques ordres de grandeur.

Lorsqu'un trou noir tourne, des lignes de champ magnétique y sont ancrées2 tourner avec elle. Le plasma (du disque d'accrétion) est ensuite projeté le long de ces lignes, semblable à ce qui se passe lorsque vous mettez une bille dans une coupelle conique et la faites tourner. Ceci est représenté dans la première image.

Dans la deuxième image, le courant traverse les lignes de champ (je ne comprends pas aussi bien celle-ci que la première, cependant ce post a une explication raisonnable), accélère le plasma avec un mécanisme similaire à un railgun électromagnétique. C'est une autre façon de créer des jets.

Notez que l'énergie provient ici de l'énergie de rotation du BH, ne pas la masse-énergie du "contenu" du BH (qui est perdu pour l'univers à moins que l'on considère le rayonnement de Hawking)

(J'examinerai de plus près le document lorsque j'aurai le temps et mettrai à jour la réponse en conséquence. Commentaires appréciés)

1. Blandford, R.D., & Znajek, R.L. (1977). Extraction électromagnétique de l'énergie des trous noirs de Kerr. Avis mensuels de la Royal Astronomical Society, 179, 433-456.

2. Alors que le théorème sans cheveux interdit à un trou noir nu de posséder des lignes de champ magnétique, celui avec un disque d'accrétion peut en avoir car les lignes de champ ne peuvent pas "s'échapper" à travers le disque.


Un disque d'accrétion est une matière en orbite autour du trou noir alors qu'elle y tombe. Ou il serait possible que les particules soient dans une sorte d'orbite autour du trou noir. Ce disque serait en dehors de l'horizon des événements, il n'est donc pas vraiment "dans" le trou noir.

Les jets sont formés de manière similaire. Les particules qui tournent dans le trou noir génèrent un rayonnement qui semble être "émis" par le trou noir.

Les choses semblent seulement sortir du trou noir, mais elles se produisent vraiment en dehors de l'horizon des événements. Le disque et les jets sont formés par l'interaction de particules lorsqu'elles se déplacent autour du trou noir et pénètrent dans l'horizon des événements.


Les trous noirs sont toujours illustrés avec leurs disques d'accrétion autour de leurs équateurs. Est-ce nécessairement le cas ?

Je sais qu'il y a eu beaucoup de questions sur les trous noirs ces derniers temps, mais maintenant que les mégathreads ont disparu, j'en ai un autre !

Voici un rendu de trou noir typique : https://i.imgur.com/GD9oIBw.jpg

Comme la plupart des rendus, nous voyons le disque d'accrétion dans un anneau soigné et les jets énergétiques jaillissant perpendiculairement à celui-ci. Pour un trou noir en rotation, le disque d'accrétion est-il toujours autour de l'équateur, et les jets émanant toujours des pôles ?

Je sais que dans la mécanique céleste newtonienne, les anneaux ont une énergie plus faible et une configuration plus stable qu'une coquille sphérique, c'est pourquoi vous vous retrouvez avec des anneaux planétaires plutôt que des coquilles sphériques, mais dans les scénarios de formation de planètes, j'avais pensé que la seule raison pour laquelle ces anneaux ( et les lunes) ont tendance à se trouver à ou près de l'équateur de la planète est dû au moment angulaire préservé du nuage de poussière d'origine qui a formé le système (corrigez-moi si je me trompe !).

En supposant que la matière puisse s'approcher d'un trou noir sous presque n'importe quel angle, si les disques d'accrétion se trouvent en effet généralement autour d'un équateur de trou noir en rotation, quelles forces sont à l'origine de cela ?

Y a-t-il une réponse newtonienne qui me manque, ou est-ce quelque chose lié au glissement de trame ou à un autre effet en relativité générale?

Alors oui, vous obtenez des disques partout en astronomie, car c'est ce qui se passe si vous avez (a) une dissipation et (b) un moment angulaire. Les particules de gaz peuvent se heurter les unes aux autres et convertir l'énergie cinétique en oscillations internes, et cette énergie vacillante peut être crachée sous forme de lumière - vous pouvez ainsi vous refroidir et vous débarrasser des mouvements aléatoires, jusqu'à ce que vous vous installiez dans la configuration d'énergie la plus basse. Cependant, vous ne pouvez pas vous débarrasser du moment angulaire si facilement, vous vous retrouvez donc avec la chose la plus basse énergie qui tourne encore, c'est-à-dire un disque.

Je pense que vous avez une petite idée fausse avec cela cependant. Le moment angulaire ne doit pas nécessairement provenir d'un seul objet en rotation. Si vous avez plusieurs afflux, ils vont toujours s'additionner pour avoir une sorte de rotation - ce serait une coïncidence incroyable pour que toute la rotation s'annule exactement. C'est pourquoi les galaxies peuvent aussi être plates. Les galaxies sont le résultat de nombreux flux convergents et de nombreuses fusions d'autres galaxies. Mais le gaz se dépose toujours dans un disque, car il peut encore perdre de l'énergie et avoir toujours un moment angulaire. (Notez que le étoiles ne vous installez pas dans un disque, car les étoiles ne perdent pas aussi bien leur énergie cinétique - même chose avec la matière noire. La raison pour laquelle les étoiles sont dans un disque dans la Voie lactée est qu'elles se sont formées à partir de gaz qui était dans un disque).

Donc, classiquement, un objet compact qui a des afflux de partout devrait quand même finir avec un joli disque d'accrétion.


Pourquoi les trous noirs brillent : les disques d'accrétion

L'accumulation patiente de connaissances,
la concentration de toutes ses énergies sur un problème d'histoire ou de science,
la poursuite acharnée de l'excellence de quelque nature que ce soit
ce sont des idéaux justes et appropriés pour la vie.

Une image radio du centre de la galaxie. La lueur brillante au centre est en partie due au trou noir super-massif, Sagittarius A*. (La source).

Rien ne peut s'échapper d'un trou noir, pas même la lumière. C'est pourquoi nous les appelons « noirs ». On pourrait alors imaginer que les trous noirs sont des menaces noires invisibles, tapies dans les profondeurs de l'espace. Étonnamment, cependant, les trous noirs brillent. L'image de couverture montre une photographie radio du centre de la Voie lactée. La lueur centrale, Sagittaire A, est en partie due à un trou noir supermassif, Sagittaire A*. (Non, cela ne mène pas à une note de bas de page, le nom du trou noir est en fait Sagittaire A *, prononcé “a star.”)

Les trous noirs brillent car ce sont des mangeurs très salissants. Lorsqu'un trou noir aspire la matière environnante, il attire sa nourriture dans un disque ou une sphère autour de lui, appelé « disque d'accrétion » ou « coquille d'accrétion », comme indiqué ci-dessous. Et c'est en partie ce disque qui génère l'incroyable lueur. (Il existe un autre processus, appelé « jet », qui produit également beaucoup de lumière. J'en parlerai brièvement plus tard.)

Nous pensons aux trous noirs comme, eh bien, noirs. Cependant, beaucoup d'entre eux sont les objets les plus brillants que nous voyons dans le ciel. Cette simulation d'un trou noir révèle pourquoi : les trous noirs sont entourés de matière incandescente, appelée disques d'accrétion. (Source : NASA)

Mais pourquoi le contenu du disque d'accrétion ne tombe-t-il pas dans le trou noir ? La réponse, assez élégamment, est la même raison pour laquelle les planètes de notre système solaire ne tombent pas dans le soleil.

Force centrifuge

Imaginez que vous attachez une balle à une ficelle et que vous la faites tourner au-dessus de votre tête. La balle s'envolera pour étirer la ficelle autant que possible et, si vous lâchez la ficelle, la balle s'éloignera de vous dans une direction tangentielle au cercle. Cet effet est si important qu'il peut être utilisé pour fabriquer une arme appelée “bola.”

Comme l'avait prédit Sir Isaac Newton, les objets aiment voyager en ligne droite, il faut les pousser ou les tirer pour les faire dévier. Cette résistance au changement est appelée élan. Ainsi, pour faire voyager un objet en cercle, il faut constamment le tirer vers le centre du cercle, l'obligeant à tourner. Plus un objet se déplace rapidement (ou plus il est massif), plus il est difficile à tourner et plus vous devez utiliser de force pour le tirer vers le centre du cercle. Bien que la tendance de l'objet à sortir du cercle émerge purement de son élan, pour plus de commodité, nous prétendons souvent qu'il s'agit d'une « force centrifuge » distincte.

La matière dans les disques d'accrétion tourne souvent trop vite pour tomber dans le trou noir. L'attraction gravitationnelle du trou noir n'est pas assez forte pour contrer la force centrifuge de la matière, en partie parce que le trou noir tourne aussi et entraîne la matière avec lui, en partie parce que la matière tournait au départ. (À l'échelle cosmique, la plupart des choses dans l'univers tournent.)

Au fil du temps, le trou noir gagne. La matière perd de son élan vers l'extérieur et tombe dans le trou noir. (Comme l'énergie, l'impulsion ne peut pas être créée ou détruite, mais elle peut être transférée. La majeure partie est évacuée par le processus de création de lumière « jet » que j'expliquerai brièvement plus tard.) Cependant, au fur et à mesure que les choses tombent dans le trou noir, l'attraction gravitationnelle du trou noir l'accélère jusqu'à des vitesses incroyables, qui à son tour le chauffe à des températures incroyables. Et la matière chaude brille.

(La température contribue en fait à la lueur d'une autre manière, moins directe. La matière qui tombe est souvent si chaude qu'elle s'ionise, ses électrons se séparant de leurs noyaux. Ces particules chargées suivent la rotation du disque dans lequel elles se trouvent, ce qui provoque Comme les charges accélératrices émettent de la lumière (ce qui est d'ailleurs la façon dont fonctionnent les radios, le disque brille encore plus.)

La lueur a cependant un autre effet surprenant. Nous imaginons souvent que les disques d'accrétion sont très fins, aplatis par la rotation du disque et du trou noir, de la même manière qu'un pizzaiolo aplatit la pâte en la faisant tourner. Mais ils sont en fait un peu épais. Le secret est la lumière.

Un Quantum de “Push”

À l'époque de Sir Isaac Newton, il y avait deux façons concurrentes de comprendre la lumière. Newton croyait que la lumière était constituée de minuscules particules appelées « corpuscules » qui transportaient de l'énergie cinétique et de l'élan et rebondissaient sur des choses comme n'importe quelle particule normale. En revanche, Christiaan Huygens croyait que la lumière était comme le son : une onde qui se propageait à travers un milieu clair, comme l'air ou le verre.

Bien sûr, nous savons maintenant que Newton et Huygens avaient tous les deux raison (dans une certaine mesure). La mécanique quantique nous a montré que la lumière est à la fois une particule et une onde. Il se plie et se réfracte comme une onde, mais il transporte de l'énergie et de l'élan comme une particule. Cela signifie qu'il peut rebondir sur des objets et exercer une force. (Bien que la lumière soit une onde, elle n'a pas besoin d'un support comme le son. Elle peut se propager dans l'espace vide.)

Nous savons par la mécanique quantique que la lumière a à la fois une nature particulaire et une nature ondulatoire. (La source)

Imaginez qu'un faisceau de lumière rebondit sur un miroir, comme illustré ci-dessous. Une façon de décrire cela est d'utiliser les équations de l'optique et de l'électromagnétisme. Cependant, une autre façon consiste à imaginer un tas de particules physiques, que nous appelons maintenant des photons, frappant le miroir et rebondissant dessus. Mais Newton nous dit que "pour chaque action, il y a une réaction égale et opposée". Lorsque le miroir pousse les photons, les photons doivent repousser.

Nous pouvons considérer les ondes lumineuses rebondissant sur un miroir (à gauche) comme un flux de particules (à droite). Puisque le miroir pousse sur les particules, elles repoussent, exerçant une force sur le miroir vers la droite.

Cet effet est appelé pression de rayonnement. Nous ne le remarquons généralement pas car chaque photon individuel ne transporte pas beaucoup d'énergie par rapport à un être humain. Il en faut beaucoup pour exercer une force appréciable. Cependant, nous pouvons exploiter la pression des radiations pour faire des choses plutôt cool. La proposition de voile solaire pour les voyages dans l'espace est basée sur cette idée.

Une voile solaire est un miroir gigantesque sur lequel nous faisons rebondir la lumière du soleil. Si la voile est assez grande, la force exercée par les photons sera suffisante pour déplacer un vaisseau spatial. (Image avec l'aimable autorisation de la NASA.)

(Les experts savent que la conception de la lumière comme une onde prédit également qu'elle transporte de l'énergie et de la quantité de mouvement. Cependant, nous devons traiter la lumière comme une onde électromagnétique, régie par les équations de Maxwell. La dualité particule-onde me permet d'expliquer beaucoup la pression de rayonnement plus facilement.)

Pourquoi les disques d'accrétion sont épais

Alors, qu'est-ce que la pression de radiation a à faire aux disques d'accrétion ? Comme nous le savons maintenant, la matière dans le disque d'accrétion produit beaucoup de lumière. Lorsque cette lumière se diffuse, elle exerce une force vers l'extérieur sur la matière qui tombe, contrecarrant en partie l'attraction de la gravité et l'effet d'aplatissement de la vrille. Si suffisamment de photons frappent le gaz en chute, quelque chose d'étonnant se produit : la matière cesse de tomber. La pression de rayonnement constante de l'intérieur du disque contrecarre complètement la force de gravité.

Le point où la lueur de la matière qui s'accréte est suffisamment brillante pour l'empêcher de tomber dans le trou noir est appelé la limite d'Eddington, d'après Sir Arthur Stanley Eddington. À de rares exceptions près, nous ne voyons jamais de disques d'accrétion briller plus que cela s'il y a suffisamment de lueur pour provoquer cela, cela signifie que plus de matière vole vers l'extérieur que vers l'intérieur, de sorte que le disque se dissipe et que la lueur s'atténue. (La limite d'Eddington est généralement inférieure à la luminosité requise pour contrecarrer complètement la gravité. La pression de rayonnement a une certaine aide de la force centrifuge, comme discuté ci-dessus.)

C'est aussi pourquoi les disques d'accrétion sont épais. La force de gravité et l'incroyable rotation du trou noir devrait aplatissez le disque comme une croûte de pizza, et dans une bonne mesure, c'est le cas. Cependant, la lumière de la lueur du disque pousse la matière vers l'extérieur et la gonfle un peu, de sorte qu'elle ressemble plus à un beignet légèrement écrasé. (Les disques d'accrétion semblent appartenir à plusieurs catégories de formes, certaines plus épaisses, d'autres plus minces. Les facteurs impliqués sont un domaine de recherche en cours, mais la pression de rayonnement est souvent importante.)

Dans le cas des trous noirs en rotation, il existe une autre source de lumière, les soi-disant "jets". La physique du plasma du disque accélère la chute de matière à des vitesses énormes, la lançant finalement dans l'espace autour du pôles du trou noir et le long de l'axe de rotation. Ces jets de matière incroyablement puissants, qui brillent pour les mêmes raisons fondamentales de force centrifuge que les disques d'accrétion, sont une autre raison pour laquelle les trous noirs sont faciles à repérer. Ils permettent également à la matière du disque d'accrétion de s'écouler suffisamment de son élan vers l'extérieur pour tomber dans le trou noir.

Lectures complémentaires

Ce que je vous ai donné est une introduction très simpliste à un sujet très riche et difficile. La physique de l'accrétion est toujours un domaine de recherche actif. Pour vraiment comprendre ce qui se passe, nous devons simuler ce qui arrive aux éléments du disque d'accrétion, en tenant compte de la dynamique des fluides, de l'électromagnétisme et de la relativité générale. J'ai essayé de trouver des ressources non techniques.

Des questions? Commentaires? Les insultes?

Je ne suis en aucun cas un expert en physique de l'accrétion, j'ai donc pu me tromper ici. Si j'ai, s'il vous plaît portez-le à mon attention! Et si vous avez des questions, n'hésitez pas à les porter à mon attention. Je ferai de mon mieux pour y répondre !


Pourquoi les trous noirs ont-ils des jets et des disques d'accrétion ? - Astronomie

Pourquoi les trous noirs ne forment-ils pas de disques d'accrétion lorsque les objets sont à proximité.

Lorsque des étoiles ou des planètes sont à proximité, il devrait les manger. Mais ne pas manger, ça me rend triste.

Vous devriez pouvoir alimenter les trous noirs au point de créer un quasar.

Sur ce point, il devrait être possible de créer des étoiles à neutrons et des pulsars.

Alors attendez, il va effectivement en former un ?

Vous avez placé le plus grand trou noir et une géante gazeuse aléatoire autour. Mes fps sont descendus à 5.

I7 3770 4.2ghz
EVGA GTX 970SC
16 Go de RAM
Win8.1 64 bits.

Détruit le ♥♥♥♥ hors de la planète cependant. Je n'ai pas pu tester au-delà à cause du 5fps.

14 сен. 2016 в 10:59

Vous avez placé le plus grand trou noir et une géante gazeuse aléatoire autour. Mes fps ont baissé de 5.

Détruit le ♥♥♥♥ hors de la planète cependant. Je n'ai pas pu tester au-delà à cause du 5fps.

Les placer peut-être dans le jeu, ce que je recherche cependant, c'est une bonne simulation de la mort des étoiles. Actuellement, quelle que soit la taille d'une Star va Nova et rien de plus que j'ai vu. Sauf si je fais quelque chose de mal.

Je l'ai essayé avec les plus grandes étoiles que j'ai pu trouver, tout ce qu'elles font c'est pouf, ça laisse derrière un nuage de "reste de Super Nova".

Selon la taille de l'étoile, il devrait faire des choses différentes. IE s'effondre dans un trou noir.


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Pourquoi le rayonnement d'un trou noir est-il émis perpendiculairement au disque d'accrétion ?

D'après ce que je comprends, les trous noirs émettent généralement un rayonnement dans la gamme des rayons X parce que le matériau en orbite dans le disque d'accrétion est fortement chauffé. Chaque représentation/simulation de ce que j'ai jamais vue montre un faisceau relativement focalisé quittant le point central (axe de rotation ?) du trou noir perpendiculairement au disque d'accrétion. Ce faisceau est-il censé représenter le rayonnement X ? Est-ce exact ? Pourquoi ça se passe comme ça ? Je pense que cela a quelque chose à voir avec le champ magnétique de l'objet, mais quelqu'un peut-il développer?

Est-ce également vrai pour les sursauts gamma ? Et pourquoi des sursauts gamma se produisent-ils ? Pourquoi l'énergie qui s'accumule à l'intérieur d'un trou noir se décharge-t-elle soudainement de temps en temps ?

Il y a en fait deux questions ici, et les deux sont intéressantes.

Le premier est, quel est le problème avec les jets de matière éjectés perpendiculairement au disque d'un objet compact en accrétion (par exemple un trou noir) ?

La réponse courte est, nous ne savons pas. Personne n'a réussi à expliquer les jets d'Active Galactic Nuclei. Probablement, le jet n'est pas nécessairement perpendiculaire au disque mais plutôt aligné avec la rotation du trou noir. De forts champs magnétiques jouent aussi probablement un rôle, mais ils sont très difficiles à simuler avec précision. De même, même si nous pensons que l'incroyable puissance des rafales de rayons gamma est due à une sorte d'amélioration du jet/rayon que nous observons en raison de l'orientation de l'objet, nous ne sommes toujours pas sûrs à 100% de ce que sont les GRB. Nous savons cependant qu'ils sont d'origine extragalactique. Wikipédia a un bon résumé.

La seconde est, comment et pourquoi les trous noirs émettent-ils des rayons X ?

Vous avez tout à fait raison de dire que les trous noirs émettent des rayons X parce que le disque d'accrétion devient très chaud lorsque la matière tombe dans le trou noir. Généralement, les trous noirs émetteurs de rayons X se trouvent dans ce qu'on appelle des "binaires à rayons X" où une étoile normale donne de la masse au trou noir. Le disque lui-même brille vivement dans les rayons X, ce ne sont pas les jets qui sont les principaux émetteurs de rayons X. L'orientation du disque importe cependant : la partie extérieure du disque est plus froide que la partie intérieure et parce que le disque est assez opaque, le disque aura l'air beaucoup plus froid (et beaucoup plus sombre) de côté plutôt que de face. Imaginez si vous pouviez prendre une coupe transversale du soleil : la partie intérieure du soleil est suffisamment brillante pour émettre des rayons X. Mais le soleil est opaque et on ne peut y voir qu'à une petite distance. Les photons de haute énergie à l'intérieur du soleil sont absorbés et réémis tellement de fois qu'ils deviennent de nombreux photons de basse énergie au moment où ils quittent le soleil.


Pourquoi les disques d'accrétion tournent-ils ?

Les disques d'accrétion tournent parce que le matériau qui le compose est en orbite autour d'un objet.

Explication:

Tout comme une planète tourne autour d'une étoile ou une lune tourne autour d'une planète, les disques de matière peuvent tourner autour d'un objet astrophysique, comme une étoile ou un trou noir.

Les disques d'accrétion sont désignés comme tels du fait qu'il existe un frottement élevé entre les particules constituant le disque. Ce frottement provoque une perte de moment angulaire, ce qui fait que le matériau "se déplace vers et sur" (s'accumule sur) son hôte gravitationnel. C'est généralement pourquoi un disque d'accrétion aura une petite queue qui s'étend vers l'intérieur vers le corps en orbite.

J'ai personnellement travaillé sur des systèmes de disques d'accrétion qui produisent une supernova de type 1a. Une étoile naine blanche tire de la matière d'une naine rouge voisine et lorsqu'elle atteint la limite de Chandrasekhar, elle explose de façon spectaculaire. Il y a des physiciens qui étudient la magnétohydrodynamique de ces systèmes pour essayer de modéliser les disques d'accrétion qui se forment. Ces types de supernova sont très importants car ils servent de marqueurs temporels pour retracer l'histoire de notre univers. En savoir plus sur les disques d'accrétion peut nous aider à prédire quand ces supernova se déclencheront, afin que nous puissions les observer.


Contenu

Les jets relativistes sont des faisceaux de matière ionisée accélérés proche de la vitesse de la lumière. La plupart ont été associés par observation aux trous noirs centraux de certaines galaxies actives, radiogalaxies ou quasars, ainsi qu'aux trous noirs stellaires galactiques, aux étoiles à neutrons ou aux pulsars. Les longueurs de faisceau peuvent s'étendre entre plusieurs milliers, [6] centaines de milliers [7] ou millions de parsecs. [2] Les vitesses des jets à l'approche de la vitesse de la lumière montrent des effets significatifs de la théorie de la relativité spéciale, par exemple, le rayonnement relativiste qui modifie la luminosité apparente du faisceau. [8]

Les trous noirs centraux massifs des galaxies ont les jets les plus puissants, mais leur structure et leurs comportements sont similaires à ceux des étoiles à neutrons galactiques plus petites et des trous noirs. Ces systèmes SMBH sont souvent appelés microquasars et présentent une large gamme de vitesses. Le jet SS433, par exemple, a une vitesse moyenne de 0,26c. [9] La formation de jets relativistes peut aussi expliquer les sursauts gamma observés.

Les mécanismes derrière la composition des jets restent incertains, [10] bien que certaines études privilégient les modèles où les jets sont composés d'un mélange électriquement neutre de noyaux, d'électrons et de positons, tandis que d'autres sont compatibles avec des jets composés de plasma positron-électron. [11] [12] [13] On s'attendrait à ce que les noyaux de trace balayés dans un jet relativiste de positron-électron aient une énergie extrêmement élevée, car ces noyaux plus lourds devraient atteindre la vitesse égale à la vitesse de positron et d'électron.

En raison de l'énorme quantité d'énergie nécessaire pour lancer un jet relativiste, certains jets sont peut-être alimentés par des trous noirs en rotation. Cependant, la fréquence des sources astrophysiques à haute énergie avec des jets suggère des combinaisons de différents mécanismes indirectement identifiés avec l'énergie dans le disque d'accrétion associé et les émissions de rayons X de la source génératrice. Deux premières théories ont été utilisées pour expliquer comment l'énergie peut être transférée d'un trou noir dans un jet astrophysique :

  • Processus Blandford-Znajek. [14] Cette théorie explique l'extraction d'énergie à partir de champs magnétiques autour d'un disque d'accrétion, qui sont entraînés et tordus par la rotation du trou noir. Du matériel relativiste est alors vraisemblablement lancé par le resserrement des lignes de champ.
  • Mécanisme de Penrose. [15] Ici, l'énergie est extraite d'un trou noir en rotation par traînage du cadre, qui s'est avéré plus tard théoriquement capable d'extraire l'énergie et la quantité de mouvement relativistes des particules, [16] et s'est ensuite révélé être un mécanisme possible pour la formation de jets. [17] Cet effet peut aussi s'expliquer en termes de gravitoélectromagnétisme.

Des jets peuvent également être observés à partir d'étoiles à neutrons en rotation. Un exemple est le pulsar IGR J11014-6103, qui possède le plus gros jet observé jusqu'à présent dans la Voie lactée, et dont la vitesse est estimée à 80% de la vitesse de la lumière (0,8c). Des observations aux rayons X ont été obtenues mais il n'y a pas de signature radio détectée ni de disque d'accrétion. [18] [19] Initialement, ce pulsar était supposé tourner rapidement, mais des mesures ultérieures indiquent que la vitesse de rotation n'est que de 15,9 Hz. [20] [21] Une vitesse de rotation si lente et un manque de matériau d'accrétion suggèrent que le jet n'est ni rotation ni accrétion, bien qu'il semble aligné avec l'axe de rotation du pulsar et perpendiculaire au vrai mouvement du pulsar.


Les trous noirs ne sont pas des vides vides. Un trou noir au cœur !

Cela m'a fait tourner la tête, mais bon sang si je n'ai pas aimé le lire. Ty !

. traînant ainsi l'espace-temps autour de votre tête.

Merci. Le deuxième approvisionnement est toujours important. Je n'ai pas vraiment lu quoi que ce soit de révolutionnaire là-dedans. Y a-t-il quelque chose que j'ai raté ?

Où prétend-il être professeur ? Il ne mentionne même pas Oxford ? Une recherche rapide sur Google fait apparaître un étudiant diplômé avec son nom ?

BH sont des étoiles à neutrons qui - comme dirait l'homme au visage noir de Tropical Thunder - sont devenues "Full Density".
N'allez jamais à pleine densité !

Ce n'est qu'un mécanisme pour la formation des trous noirs. Il y en a d'autres, par ex. trous noirs primordiaux.

On dirait qu'ils utilisent la carte des couleurs du jet. Cette carte de couleurs est vraiment mauvaise, pas optimale et peut même conduire à l'identification de motifs qui n'existent pas. Voici une excellente discussion qui explique beaucoup de détails à ce sujet et montre une meilleure carte des couleurs.

Attendez, il s'agit de processus d'accrétion. Savons-nous qu'ils sont provoqués par le fait qu'ils se trouvent autour d'un trou noir (processus de Penrose ou quelque chose comme ça) ou qu'ils pourraient se produire autour d'autres objets compacts (redimensionnés) ?

Hé, j'étudie les disques d'accrétion autour des trous noirs supermassifs (SMBH) !

Ils sont remarquablement autosimilaires pour autant que nous puissions en juger, de sorte que le flux d'accrétion autour d'un trou noir fonctionne de la même manière que le flux d'accrétion autour de tout type d'étoile ou de proto-planète. Vous n'avez qu'à mettre à l'échelle la taille, la température, etc. Cela peut être difficile à dire cependant - les choses peuvent changer dans un disque d'accrétion stellaire sur une échelle de quelques années, mais le processus équivalent peut être estimé à des millions d'années autour d'un SMBH, il peut donc être difficile de vérifier certaines choses .

Pour la majorité du disque d'accrétion autour d'un trou noir, le trou noir est en fait la chose la moins importante là-bas. De toute évidence, sa masse est importante et la vitesse à laquelle il tourne, mais vous ne voyez pas d'effets GR significatifs à moins que vous ne le fassiez. vraiment loin et la grande majorité du travail que nous faisons dans les disques d'accrétion de trous noirs ne traite pas de ces petits rayons, nous ne traitons donc pas de GR.


Le trou noir

Ténèbres complètes, pas de lumière, pas de temps, pas d'évasion et pas d'espoir. Vous feriez mieux de ne même pas vouloir le voir de vos propres yeux. La première chose que vous rencontrez est l'horizon des événements. Et la prochaine chose que vous rencontrez, ce sont vos atomes séparés de votre corps déchiré par le champ gravitationnel. Il n'y a aucune chance que l'on puisse entrer d'un pouce à l'intérieur sans déformation du corps. On dit que même la lumière ne peut s'échapper de ce monstre. Pas même la Lumière. Voyons pourquoi c'est comme ça, ce qui l'a rendu comme ça, pourquoi l'appelons-nous un trou noir et ce qui se trouve au centre de celui-ci.

En parlant de sa structure, le trou noir est des millions de fois plus gros que la Terre. Un trou noir se forme lorsqu'une étoile mourante supermassive s'effondre vers l'intérieur. Vous pouvez lire l'article sur « Comment se forme un trou noir » sur le site Web de sitôt, alors restez à l'écoute. Mais puisque cette chose est complètement sombre à l'intérieur, alors comment la voyons-nous ? En fait, quand vous le voyez, vous ne voyez pas seulement un trou noir, mais avec lui, vous en voyez trois parties principales qui le rendent visible. Ce sont le disque d'accrétion, le jet relativiste et l'horizon des événements. Le disque d'accrétion est comme l'anneau de Saturne. En regardant cet anneau, tout comme nous séparons Saturne des autres planètes, nous faisons de même avec le trou noir car le disque d'accrétion est une caractéristique unique du trou noir. Le disque d'accrétion comprend des matériaux ou des objets répandus autour du trou noir. La prochaine partie importante de celui-ci sont les jets relativistes. Il s'agit d'un faisceau de matière qui a été ionisé et s'est étendu du haut et du bas du trou noir. Généralement ceux-ci se propagent comme un faisceau lumineux sortant d'une torche à batterie mais en cas de trou noir, ce faisceau atteint des millions de kilomètres. Ils sont généralement un signe de trou noir présent dans la direction d'où ils viennent. La prochaine chose est l'horizon des événements. Même l'horizon ressemble à un corps noir en présence de jets relativistes et d'un disque d'accrétion, sinon cela ne serait pas détecté dans l'espace sombre. Comme son nom l'indique, c'est un horizon. Beaucoup de gens ont ce malentendu que l'horizon des événements est une surface. Ce n'est pas une surface, considérez-la plutôt comme le début de l'atmosphère lorsque nous parlons de la terre. Il n'y a pas de surface à l'extérieur ou à l'intérieur du trou noir. C'est pourquoi nous appelons cela un trou. mais elle a l'air sphérique comme n'importe quelle autre étoile ou planète, mais la seule chose est que c'est une sphère sombre. Mais pourquoi l'horizon des événements et à l'intérieur de celui-ci semblent-ils complètement sombres ? Est-ce qu'un horizon ne veut pas dire qu'il paraîtra sombre ? En fait, lorsque la lumière atteint l'horizon pair, elle est absorbée par le trou noir alors qu'elle se trouve même à un pouce à l'intérieur de l'horizon, ce qui la rend complètement sombre.

Les trous noirs sont présents à des millions et des milliards de kilomètres de la Terre. Il est impossible qu'il faille moins d'un million d'années pour que la Terre soit attirée par un trou noir. Un noir peut être trouvé n'importe où dans n'importe quelle galaxie et récemment, les scientifiques ont obtenu la toute première image d'un trou noir présent dans la galaxie Messier 87 à environ 50 millions d'années-lumière de la Terre et a environ 6 milliards de fois la masse du soleil. Il y aurait également un trou noir supermassif au centre de notre galaxie, le plus grand de notre galaxie que nous connaissions à ce jour.

Parlons de ce qu'il y a à l'intérieur d'un trou noir ?

Puisque rien ne reste inchangé lorsqu'il entre dans l'horizon des événements, il n'est même pas logique de penser à s'approcher d'un trou noir pour la preuve de ce qu'il y a à l'intérieur. Mais voici comment nous avons pu tout savoir à ce sujet. Puisque rien ne s'échappe lorsqu'il touche l'horizon pair, pas même la lumière, cela indique que l'attraction gravitationnelle est incroyablement énorme de l'autre côté de l'horizon des événements. Les scientifiques disent que si vous entrez dans un trou noir, la partie de votre corps qui entre en premier dans l'horizon des événements, disons vos jambes, elle se convertira en particules subatomiques et se séparera du haut de votre corps. Par cela, vous pouvez imaginer quelle est la différence que l'horizon des événements apporte dans l'attraction gravitationnelle. It will not be like entering in the gravitational field of earth and get pulled towards earth, rather you will be torn into sub-atomic particles. The gravitational pull keeps increasing as we move down inside the black hole. That suggests the infinite density at the centre of the black hole that has no limits to what would be the gravity around it. There is one more change as we go down inside the black hole as we cross the event horizon, and that is the time. The time slows down as we move down according to Einsteins general relativity which suggests that the mass bends space fabric which is the reason for the existence of gravity and since space and time are related, due to the gravitational pull, the time slows down. since a black hole is hugely massive, the slowed time is more noticeable than if you enter the earth’s gravity which is comparatively very less than the black hole and the time dilation is negligible with respect to no gravity region. Even when we are not inside the even horizon, the time slows down near the black hole and hence the events. But what lies at the centre?

The centre of the black hole is a very complex thing. Before knowing what is it at the centre, let’s see whats its like to be at the centre. The time becomes zero at the centre ultimately after slowing down continuously, the gravitational field and the density becomes infinite. So at the end, you reach a point where you observe zero time and infinite density, and that point is called singularity. The space ultimately ends and that is the end of the story. So at the end there is no space and no time. If you can imagine that, you probably know by now what is it at the centre but if you don’t, it’s recommended for you to read our article on “Nothingness” and “Singularity” for further explanation of zero space and zero time.

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