Астрофизический самолет
Астрофизическая струя - это астрономическое явление, в котором отток ионизированного вещества испускается в виде расширенных балок вдоль оси вращения . [ 1 ] Когда это значительно ускоренное вещество в луче приближается к скорости света , астрофизические самолеты становятся релятивистскими самолетами, поскольку они демонстрируют эффекты от особой относительности .
Формирование и питание астрофизических самолетов представляют собой очень сложные явления, которые связаны со многими типами высокоэнергетических астрономических источников . Скорее всего, они возникают из -за динамических взаимодействий в аккреционных дисках , активные процессы которых обычно связаны с компактными центральными объектами, такими как черные дыры , нейтронные звезды или пульсары . Одним из объяснений является то, что запутанные магнитные поля организованы, чтобы направить два диаметрально противоположных балка вдали от центрального источника по углам только в нескольких градусах (c.> 1%). [ 2 ] На на самосовершенствование также может влиять общий эффект относительности, известный как повреждение кадров . [ 3 ]
Большинство крупнейших и наиболее активных самолетов создаются супермассивными черными отверстиями (SMBH) в центре активных галактик, таких как квазары и радио галактики или в кластерах галактики. [ 4 ] Такие самолеты могут превышать миллионы парсеков в длину. [ 2 ] Другие астрономические объекты, которые содержат самолеты, включают катастрофические переменные звезды , рентгеновские двоичные файлы и гамма-всплески (GRB). Самолеты в гораздо меньшем масштабе (~ parsecs) могут быть найдены в регионах формирования звезд, включая звезды Tauri и Herbig - Haro Objects ; Эти объекты частично сформируются в результате взаимодействия самолетов с межзвездной средой . Биполярные оттоки также могут быть связаны с протостарами , [ 5 ] или с эволюционированными пост-агб- звездами, планетарными туманными и биполярными туманными .
Релятивистские самолеты
[ редактировать ]
Релятивистские самолеты представляют собой лучи ионизированного вещества, ускоренные вблизи скорости света. Большинство из них были на наблюдении, связанные с центральными черными отверстиями некоторых активных галактик , радио галактик или квазаров , а также с галактическими звездными черными отверстиями , нейтронными звездами или пульсарами . Длина луча может простираться между несколькими тысячами, [ 6 ] Сотни тысяч [ 7 ] или миллионы парсеков. [ 2 ] Скорости струи при приближении к скорости света показывают значительные эффекты особой теории относительности ; Например, релятивистское сияние , которое изменяет кажущуюся яркость луча. [ 8 ]
Массивные центральные черные дыры в галактиках имеют самые мощные самолеты, но их структура и поведение похожи на структуру более мелких галактических нейтронных звезд и черных дыр . Эти системы SMBH часто называют микроквазарами и показывают большой диапазон скоростей. SS 433 Например, Jet имеет среднюю скорость 0,26 c . [ 9 ] Релятивистское образование реактивных реакций также может объяснить наблюдаемые гамма-всплески , которые имеют самые известные релятивистские самолеты, являются ультрарелелативистскими . [ 10 ]
Механизмы, лежащие в основе композиции самолетов, остаются неопределенными, [ 11 ] Хотя некоторые исследования предпочитают модели, где струи состоят из электрически нейтральной смесью ядер , электронов и позитронов , в то время как другие согласуются с струями, состоящими из позитронно -электронной плазмы. [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] Ожидается, что ядра следов, охваченные релятивистской позитронно -электронной струей, будут иметь чрезвычайно высокую энергию, так как эти более тяжелые ядра должны достигать скорости, равной позитронному и электронному скорости.
Вращение как возможный источник энергии
[ редактировать ]Из -за огромного количества энергии, необходимой для запуска релятивистского самолета, некоторые самолеты, возможно, питаются путем вращения черных дыр . Тем не менее, частота высокоэнергетических астрофизических источников с струями предполагает комбинации различных механизмов, косвенно идентифицированных с энергией в связанном аккреционном диске и рентгеновских выбросах из генерирующего источника. Две ранние теории были использованы для объяснения того, как энергия может быть перенесена из черной дыры в астрофизическую струю:
- Blandford - Znajek Process . [ 15 ] Эта теория объясняет извлечение энергии из магнитных полей вокруг аккреционного диска, которые перетаскиваются и скручены вращением черной дыры. Релятивистский материал затем осуществляется за счет подтягивания полевых линий.
- Механизм Пенроуза . [ 16 ] Здесь энергия извлекается из вращающейся черной дыры при перетаскивании рамы , которая была позже теоретически доказана Рева Кей Уильямс, чтобы извлечь релятивистскую энергию и импульс частиц, [ 17 ] и впоследствии показано, что является возможным механизмом для формирования реактивной реакции. [ 18 ] Этот эффект включает в себя использование общего релятивистского гравитомагнетизма .
Релятивистские самолеты от нейтронных звезд
[ редактировать ]
Самолеты также могут наблюдаться из вращающихся нейтронных звезд. Примером является Pulsar IGR J11014-6103 , который до сих пор имеет самый большой самолет, наблюдаемый в Млечном пути , и чья скорость оценивается в 80% скорости света (0,8 C ). Рентгеновские наблюдения были получены, но не обнаружена радиосигнатура, ни аккреционного диска. [ 19 ] [ 20 ] Первоначально предполагалось, что этот пульсар быстро вращается, но более поздние измерения показывают, что скорость вращения составляет всего 15,9 Гц. [ 21 ] [ 22 ] Такая медленная скорость вращения и отсутствие аккреционного материала позволяют предположить, что струя не является ни вращением, ни аккрецией, хотя он выровнен с осью вращения пульсара и перпендикулярно истинному движению пульсара.
Другие изображения
[ редактировать ]-
динамики пропля Иллюстрация -
Centaurus A в рентгеновских снимках, показывающих релятивистский самолет -
Самолет M87, вид с очень большим массивом в радиочастоте (поле просмотра больше и повернуто относительно вышеуказанного изображения.) -
-
Galaxy NGC 3862 , экстрагалактическая струя материала, движущегося почти со скоростью света, можно увидеть в трехчасовом положении. -
Некоторые из самолетов в HH 24-26 , которые содержат самую высокую концентрацию самолетов, известных в любом месте неба
Смотрите также
[ редактировать ]- Аккреционный диск
- Биполярное отток
- Blandford - Znajek Process
- Хербиг - Харо объект
- Пенроуз процесс
- CGCG 049-033 , Эллиптическая галактика, расположенная 600 миллионов световых лет от Земли, известная тем, что обнаружил самый длинный галактический самолет
- Gamma-ray Burst
- Солнечный самолет
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Beall, JH (2015). «Обзор астрофизических самолетов» (PDF) . Труды науки : 58. Bibcode : 2015mbhe.confe..58b . doi : 10.22323/1.246.0058 . Получено 19 февраля 2017 года .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный в Kundt, W. (2014). «Единое описание всех астрофизических самолетов» (PDF) . Труды науки : 58. Bibcode : 2015mbhe.confe..58b . doi : 10.22323/1.246.0058 . Получено 19 февраля 2017 года .
- ^ Миллер-Джонс, Джеймс (апрель 2019 г.). «Быстрая изменяющаяся ориентация реактивной реакции в системе черной дыры звездного масса v404 Cygni» (PDF) . Природа . 569 (7756): 374–377. Arxiv : 1906.05400 . Bibcode : 2019natur.569..374M . doi : 10.1038/s41586-019-1152-0 . PMID 31036949 . S2CID 139106116 .
- ^ Beall, J. H (2014). «Обзор астрофизических самолетов» . Acta Polytechnica CTU Труды . 1 (1): 259–264. Bibcode : 2014mbhe.conf..259b . doi : 10.14311/app.2014.01.0259 .
- ^ «Звездные сараи через обратный водоворот» . Astronomy.com . 27 декабря 2007 г. Получено 26 мая 2015 года .
- ^ Biretta, J. (6 января 1999 г.). «Хаббл обнаруживает движение быстрее, чем в Galaxy M87» .
- ^ «Доказательства ультраэнергетических частиц в струи из черной дыры» . Йельский университет - Управление по связям с общественностью. 20 июня 2006 года. Архивировано с оригинала 2008-05-13.
- ^ Семенов, v.; Dyadechkin, S.; Punsly, B. (2004). «Моделирование самолетов, управляемых вращением черной дыры» . Наука . 305 (5686): 978–980. Arxiv : Astro-ph/0408371 . Bibcode : 2004sci ... 305..978s . doi : 10.1126/science.1100638 . PMID 15310894 . S2CID 1590734 .
- ^ Блунделл, Кэтрин (декабрь 2008 г.). «Скорость реактивной реакции в SS 433: его антикорреляция с углом прецессии и зависимостью от орбитальной фазы» . Астрофизический журнал . 622 (2): 129. Arxiv : Astro-ph/0410457 . doi : 10.1086/429663 . Получено 15 января 2021 года .
- ^ DeReli-Bégué, Hüsne; Pe'er, asaf; Рид, Феликс; Оутс, Саманта Р.; Чжан, Бинг; Дайнотти, Мария Г. (2022-09-24). «Ветровая среда и факторы десятков Лоренца объясняют рентгеновские плато гамма-луча» . Природная связь . 13 (1): 5611. Arxiv : 2207.11066 . Bibcode : 2022natco..13.5611d . doi : 10.1038/s41467-022-32881-1 . ISSN 2041-1723 . PMC 9509382 . PMID 36153328 .
- ^ Georganopoulos, M.; Казаны, Д.; Perlman, E.; Stecker, FW (2005). «Обваленная компонизация космического микроволнового фона экстрагалактическими самолетами как зонд их содержания материи». Астрофизический журнал . 625 (2): 656–666. Arxiv : Astro-ph/0502201 . Bibcode : 2005Apj ... 625..656G . doi : 10.1086/429558 . S2CID 39743397 .
- ^ Хиротани, К.; Iguchi, S.; Кимура, М.; Wajima, K. (2000). «Пара плазменного доминирования в релятивистской реактивной реактивной реакции 3C 345» 3C 345 ». Астрофизический журнал . 545 (1): 100–106. Arxiv : Astro-ph/0005394 . Bibcode : 2000pj ... 545..100H . doi : 10.1086/317769 . S2CID 17274015 .
- ^ Электронные - позитронные самолеты, связанные с Quasar 3C 279
- ^ Naeye, R.; Гутро Р. (2008-01-09). «Огромное облако антивещества, прослеженное до бинарных звезд» . НАСА .
- ^ Blandford, Rd; Znajek, RL (1977). «Электромагнитная извлечение энергии из черных дыр Керра» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 179 (3): 433. Arxiv : Astro-ph/0506302 . Bibcode : 1977mnras.179..433b . doi : 10.1093/mnras/179.3.433 .
- ^ Пенроуз Р. (1969). «Гравитационный коллапс: роль общей относительности». Rivista del Nuovo Cimento . 1 : 252–276. Bibcode : 1969ncimr ... 1..252p . Перепечатано в: Пенроуз Р. (2002). « Золотой старика»: гравитационный коллапс: роль общей относительности ». Общая относительность и гравитация . 34 (7): 1141–1165. Bibcode : 2002gregr..34.1141p . doi : 10.1023/a: 1016578408204 . S2CID 117459073 .
- ^ Уильямс, RK (1995). "Извлечение рентгеновских лучей, ύ-лучей и релятивистских E − и + Пары из супермассивных черных отверстий Kerr с использованием механизма Penrose ». Физический обзор . 51 (10): 5387–5427. Bibcode : 1995 Phrvd..51.5387w . DOI : 10.1103/physrevd.51.5387 . PMID 10018300 .
- ^ Уильямс, RK (2004). «Коллимированные сбежавшие вихревые полярные э -э -э -эджеты, помимо произведенные вращающимися черными отверстиями и процессами пенроуза». Астрофизический журнал . 611 (2): 952–963. Arxiv : Astro-ph/0404135 . Bibcode : 2004Apj ... 611..952W . doi : 10.1086/422304 . S2CID 1350543 .
- ^ "Chandra :: Photo Album :: IGR J11014-6103 :: 28 июня 2012 года" .
- ^ Pavan, L.; и др. (2015). «Более пристальное представление о оттоках IGR J11014-6103». Астрономия и астрофизика . 591 : A91. Arxiv : 1511.01944 . Bibcode : 2016a & A ... 591a..91p . doi : 10.1051/0004-6361/201527703 . S2CID 59522014 .
- ^ Pavan, L.; и др. (2014). «Длинная спиральная струя туманности маяка, IGR J11014-6103» (PDF) . Астрономия и астрофизика . 562 (562): A122. Arxiv : 1309.6792 . Bibcode : 2014a & A ... 562a.122p . doi : 10.1051/0004-6361/2013222588 . S2CID 118845324 . Длинная спиральная струя маяка туманности страница 7
- ^ Halpern, JP; и др. (2014). «Обнаружение рентгеновских пульсаций из интегрального источника IGR J11014-6103». Астрофизический журнал . 795 (2): L27. Arxiv : 1410.2332 . Bibcode : 2014Apj ... 795L..27H . doi : 10.1088/2041-8205/795/2/L27 . S2CID 118637856 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- НАСА - Спросите астрофизика: биполярные самолеты черной дыры
- Space.com - Twisted Physics: как черные дыры выключаются
- Блэндфорд, Роджер; Агол, Эрик; Бродерик, Эйвери; Хейл, Джереми; Купманс, Леон; Ли, Хи-Вон (2001). «Компактные объекты и аккреционные диски». arxiv : Astro-ph/0107228v1 .
- Видео Hubble показывает удар столкновения в Black Hole Jet ( статья )