Trous noirs supermassifs et accrétion
Les trous noirs supermassifs alimentent les noyaux galactiques actifs en attirant le gaz environnant, qui forme un disque d'accrétion chaud rayonnant des quantités prodigieuses d'énergie.
Definition
Un trou noir supermassif est un trou noir de millions à milliards de masses solaires résidant au centre d'une galaxie ; l'accrétion est l'afflux de gaz qui forme un disque chaud et lumineux autour de lui, libérant de l'énergie gravitationnelle sous forme de rayonnement qui alimente les noyaux galactiques actifs.
Scope
Ce sujet couvre les preuves de l'existence de trous noirs supermassifs au centre des galaxies, la physique des disques d'accrétion et la conversion de l'énergie gravitationnelle en rayonnement, la limite de luminosité d'Eddington, ainsi que les signatures spectrales caractéristiques de l'accrétion telles que le « big blue bump » et l'émission de rayons X.
Core questions
- Quelles preuves indiquent que les centres galactiques abritent des trous noirs supermassifs ?
- Comment un disque d'accrétion convertit-il l'énergie gravitationnelle en rayonnement ?
- Qu'est-ce qui détermine la luminosité maximale qu'un trou noir en accrétion peut maintenir ?
- Quelles caractéristiques spectrales révèlent l'accrétion autour des trous noirs supermassifs ?
Key theories
- Le disque d'accrétion standard
- Shakura et Sunyaev ont développé le modèle d'un disque géométriquement mince et optiquement épais dans lequel la viscosité transporte le moment angulaire et chauffe le gaz, rayonnant un spectre multi-température caractéristique.
- Le moteur trou noir pour les AGN
- Rees a synthétisé l'argument selon lequel l'accrétion sur un trou noir massif est le seul mécanisme capable de produire la production compacte, énergétique et variable des noyaux actifs.
- La limite d'Eddington
- La pression de rayonnement de la luminosité d'accrétion s'oppose à l'afflux, établissant une luminosité maximale caractéristique proportionnelle à la masse du trou noir qui régule la vitesse à laquelle les trous noirs peuvent croître.
Clinical relevance
L'accrétion sur les trous noirs supermassifs compte parmi les processus de libération d'énergie les plus efficaces connus, elle est à la base de tous les noyaux galactiques actifs et relie la croissance des trous noirs à leurs galaxies hôtes et au rayonnement qui illumine l'univers lointain.
History
Après que les quasars ont révélé d'énormes luminosités provenant de régions minuscules, Lynden-Bell et d'autres ont suggéré l'existence de trous noirs en accrétion, et le modèle de disque de Shakura-Sunyaev de 1973 a fourni une description quantitative de l'accrétion. La revue de Rees de 1984 a consolidé le paradigme des trous noirs, que des observations ultérieures à travers le spectre ont confirmé.
Key figures
- Nikolai Shakura
- Rashid Sunyaev
- Martin Rees
- Donald Lynden-Bell
Related topics
Seminal works
- shakura1973
- rees1984
- peterson1997
Frequently asked questions
- Comment un trou noir peut-il être si lumineux si la lumière ne peut pas s'en échapper ?
- La lumière ne provient pas de l'intérieur du trou noir, mais du disque d'accrétion de gaz qui spirale vers lui. Le frottement chauffe ce gaz à des températures extrêmes avant qu'il ne franchisse l'horizon des événements, ce qui fait briller intensément la région autour du trou noir.
- Quelle est la masse des trous noirs supermassifs ?
- Leur masse varie d'environ un million à plusieurs milliards de fois celle du Soleil. Les plus massifs se trouvent au centre des galaxies géantes, tandis que les plus petits, comme celui de la Voie lactée, se situent à l'extrémité inférieure de cette fourchette.