Процесс Бландфорда – Знаека

Процесс Бландфорда-Знаека — это механизм извлечения энергии из вращающейся черной дыры . ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]} представили Роджер Блэндфорд и Роман Знаек в 1977 году. ^{[ 3 ]} Этот механизм является наиболее предпочтительным описанием того, как астрофизические джеты формируются вокруг вращающихся сверхмассивных черных дыр . Это один из механизмов, которые питают квазары или быстро аккрецирующиеся сверхмассивные черные дыры. ^{[ 4 ]} Вообще говоря, было продемонстрировано, что выходная мощность аккреционного диска значительно превышает мощность, извлекаемую непосредственно из дыры, через ее эргосферу . ^{[ 5 ]}^{[ 6 ]} Следовательно, наличие (или отсутствие) полоидального магнитного поля вокруг черной дыры не является определяющим фактором ее общей выходной мощности. Было также высказано предположение, что этот механизм играет решающую роль в качестве центрального двигателя гамма-всплеска . ^{[ 7 ]}

Физика механизма

Как и в процессе Пенроуза , эргосфера в процессе Бландфорда – Знаека важную роль играет . Чтобы извлечь энергию и угловой момент из черной дыры, электромагнитное поле вокруг дыры должно быть изменено магнитосферными токами . Чтобы вызвать такие токи, электрическое поле не должно быть экранированным, и, следовательно, вакуумное поле, создаваемое в эргосфере удаленными источниками, должно иметь неэкранированную составляющую. Наиболее предпочтительный способ обеспечить это — электронная почта. ^± парный каскад в сильном электрическом и радиационном поле. ^{[ 8 ]} Поскольку эргосфера заставляет вращаться магнитосферу внутри нее, исходящий поток углового момента приводит к извлечению энергии из черной дыры.

Процесс Бландфорда-Знаека требует аккреционного диска с сильным полоидальным магнитным полем вокруг вращающейся черной дыры. Магнитное поле извлекает энергию вращения, а мощность можно оценить как плотность энергии со скоростью света, умноженную на площадь цилиндра:

P=B^{2}\left({\frac {r}{r_{c}}}\right)^{4}r_{c}c={\frac {B^{2}r^{4}\omega ^{2}}{c}},

где B – напряженность магнитного поля, $r_{c}$ — радиус Шварцшильда , а ω — угловая скорость . ^{[ 4 ]}

См. также

Процесс Пенроуза , еще один механизм извлечения энергии из черной дыры
Излучение Хокинга , еще один механизм извлечения массы и, следовательно, энергии из черной дыры.
Астрофизические джеты , крупные структуры, видимые вокруг некоторых квазаров и созданные процессом Бландфорда-Знаека и/или процессом Пенроуза.

Ссылки

^ Фролов Валерий П.; Зельников, Андрей (2011), Введение в физику черных дыр , Оксфорд: Oxford University Press , ISBN 978-0-19-969229-3 , Zbl 1234.83001 , (Глава 8.9: Черные дыры во внешнем магнитном поле).
^ Леа, Роберт (31 января 2019 г.). «Как черные дыры питают релятивистские джеты» . Середина . Проверено 10 сентября 2020 г.
^ Блэндфорд, Р.Д.; Знаек, Р.Л. (1 июля 1977 г.). «Электромагнитное извлечение энергии из керровских черных дыр» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 179 (3): 433–456. arXiv : astro-ph/0506302 . дои : 10.1093/mnras/179.3.433 . ISSN 0035-8711 .
^ Jump up to: ^а ^б Франк, Юхан; Король, Эндрю; Рейн, Дерек Дж. (февраль 2002 г.). Мощность аккреции в астрофизике (Третье изд.). Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. Бибкод : 2002apa..книга.....F . ISBN 0521620538 .
^ Ливио, М.; Огилви, Дж.; Прингл, Дж. Э. (1 февраля 1999 г.). «Извлечение энергии из черных дыр: относительная важность механизма Бландфорда-Знаека» . Астрофизический журнал . 512 (1): 100–104. arXiv : astro-ph/9809093 . Бибкод : 1999ApJ...512..100L . дои : 10.1086/306777 .
^ МакКинни, Джонатан К. (1 сентября 2005 г.). «Полная и реактивная мощность Бландфорда-Знаека при наличии аккреционного диска» . Письма астрофизического журнала . 630 (1): L5–L8. arXiv : astro-ph/0506367 . Бибкод : 2005ApJ...630L...5M . дои : 10.1086/468184 . S2CID 18743811 .
^ Ли, Гонконг; Вайерс, RAMJ; Браун, GE (2000). «Процесс Бландфорда-Знаека как центральный двигатель гамма-всплеска» . Отчеты по физике . 325 (3): 83–114. arXiv : astro-ph/9906213 . Бибкод : 2000PhR...325...83L . дои : 10.1016/S0370-1573(99)00084-8 . ISSN 0370-1573 . S2CID 7936182 .
^ Камензинд, М.: «Компактные объекты в астрофизике» (Springer 2007, ISBN 978-3-540-25770-7 ), с. 500, 505.

Внешние ссылки

Физики идентифицируют двигатель, питающий энергию черных дыр. Статья в журнале Quanta о сценариях SANE и MAD процесса Бландфорда-Знаека.

[1] Фролов Валерий П.; Зельников, Андрей (2011), Введение в физику черных дыр , Оксфорд: Oxford University Press , ISBN 978-0-19-969229-3 , Zbl 1234.83001 , (Глава 8.9: Черные дыры во внешнем магнитном поле).

[2] Леа, Роберт (31 января 2019 г.). «Как черные дыры питают релятивистские джеты» . Середина . Проверено 10 сентября 2020 г.

[3] Блэндфорд, Р.Д.; Знаек, Р.Л. (1 июля 1977 г.). «Электромагнитное извлечение энергии из керровских черных дыр» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 179 (3): 433–456. arXiv : astro-ph/0506302 . дои : 10.1093/mnras/179.3.433 . ISSN 0035-8711 .

[:0-4] Jump up to: ^а ^б Франк, Юхан; Король, Эндрю; Рейн, Дерек Дж. (февраль 2002 г.). Мощность аккреции в астрофизике (Третье изд.). Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. Бибкод : 2002apa..книга.....F . ISBN 0521620538 .

[5] Ливио, М.; Огилви, Дж.; Прингл, Дж. Э. (1 февраля 1999 г.). «Извлечение энергии из черных дыр: относительная важность механизма Бландфорда-Знаека» . Астрофизический журнал . 512 (1): 100–104. arXiv : astro-ph/9809093 . Бибкод : 1999ApJ...512..100L . дои : 10.1086/306777 .

[6] МакКинни, Джонатан К. (1 сентября 2005 г.). «Полная и реактивная мощность Бландфорда-Знаека при наличии аккреционного диска» . Письма астрофизического журнала . 630 (1): L5–L8. arXiv : astro-ph/0506367 . Бибкод : 2005ApJ...630L...5M . дои : 10.1086/468184 . S2CID 18743811 .

[7] Ли, Гонконг; Вайерс, RAMJ; Браун, GE (2000). «Процесс Бландфорда-Знаека как центральный двигатель гамма-всплеска» . Отчеты по физике . 325 (3): 83–114. arXiv : astro-ph/9906213 . Бибкод : 2000PhR...325...83L . дои : 10.1016/S0370-1573(99)00084-8 . ISSN 0370-1573 . S2CID 7936182 .

[8] Камензинд, М.: «Компактные объекты в астрофизике» (Springer 2007, ISBN 978-3-540-25770-7 ), с. 500, 505.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

v т и Черные дыры
Контур
Типы	БТЗ черная дыра Шварцшильд Вращающийся Заряжено Виртуальный Блиц с мячом Сверхмассивный Первозданный Прямой коллапс Негодяй Пространство-время Маламента – Хогарта
Размер	Микро Экстремальный Электрон Звезда Хокинга Звездный Микроквазар Среднемассовый Сверхмассивный Активное ядро галактики Квазар ЛКГ Блазар ОВВ Радио-тихий Радио-Громкое
Формирование	Звездная эволюция Гравитационный коллапс Нейтронная звезда Ссылки по теме Предел Толмана – Оппенгеймера – Волкова Белый карлик Ссылки по теме сверхновая Микронова Гипернова Ссылки по теме Гамма-всплеск Двоичная черная дыра Кварковая звезда Сверхмассивная звезда Квази-звезда Сверхмассивная темная звезда Рентгеновская двойная система
Характеристики	Астрофизический джет Гравитационная сингулярность Кольцевая особенность Теоремы Горизонт событий Фотонная сфера Самая внутренняя стабильная круговая орбита Эргосфера Процесс Пенроуза Процесс Бландфорда – Знаека Аккреционный диск Излучение Хокинга Гравитационная линза Микролинза Наращивание Бонди Отношение М – сигма Квазипериодические колебания Термодинамика Бекенштейн связан Голографическая граница Буссо Параметр Иммирзи Радиус Шварцшильда Спагеттификация
Проблемы	Дополнительность черных дыр Информационный парадокс Космическая цензура ЭР = ЭПР Последняя задача парсека Брандмауэр (физика) Голографический принцип Теорема об отсутствии волос
Метрики	Шварцшильд ( образование ) Керр Райсснер – Нордстрем Керр-Ньюман Хейворд
Альтернативы	Несингулярные модели черной дыры Черная звезда Темная звезда Звезда темной энергии Гравастар Магнитосферный вечно коллапсирующий объект Планковская звезда Q-звезда Фаззбол Геон
Аналоги	Оптическая черная дыра Звуковая черная дыра
Списки	Черные дыры Самый массовый Ближайший Квазары Микроквазары
Связанный	Очертания черных дыр Инициатива «Черная дыра» Звездолет черной дыры Черные дыры в художественной литературе Большой взрыв Большой отскок Компактная звезда Экзотическая звезда Кварковая звезда Преоновая звезда Гравитационные волны Прародители гамма-всплеска Гравитационный колодец Сверхкомпактная звездная система Мембранная парадигма Голая сингулярность Население III звезды Сверхмассивная звезда Квази-звезда Сверхмассивная темная звезда Росси рентгеновский хронометраж Сверхсветовое движение Хронология физики черных дыр Белая дыра Червоточина Событие приливного разрушения Планета Девять
Примечательный	Лебедь Х-1 ХТЕ J1650-500 ХТЕ J1118+480 А0620-00 СДСС J150243.09+111557.3 Стрелец А* Центавр А Кластер Феникс МСС 1302-102 ОЖ 287 СДСС J0849+1114 ТОН 618 МС 0735.6+7421 Имя 1 Геркулес А 3С 273 Q0906+6930 Маркарян 501 ОБЗОР J1342+0928 ПСО J030947.49+271757.31 Р172+18 AT2018hyz Свифт J1644+57
Категория Коммонс