หลุมดำมวลยวดยิ่งและการพอกพูนมวล
หลุมดำมวลยวดยิ่งขับเคลื่อนนิวเคลียสดาราจักรกัมมันต์โดยการดึงดูดก๊าซโดยรอบ ซึ่งก่อตัวเป็นจานพอกพูนมวลร้อนที่แผ่พลังงานมหาศาลออกมา
Definition
หลุมดำมวลยวดยิ่งคือหลุมดำที่มีมวลหลายล้านถึงหลายพันล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์ ซึ่งอยู่ ณ ใจกลางกาแล็กซี; การพอกพูนมวลคือการไหลเข้าของก๊าซที่ก่อตัวเป็นจานร้อนสว่างรอบหลุมดำ ปลดปล่อยพลังงานโน้มถ่วงในรูปของรังสีที่ขับเคลื่อนนิวเคลียสดาราจักรกัมมันต์
Scope
หัวข้อนี้ครอบคลุมหลักฐานของหลุมดำมวลยวดยิ่งที่ใจกลางกาแล็กซี ฟิสิกส์ของจานพอกพูนมวลและการเปลี่ยนพลังงานโน้มถ่วงเป็นรังสี ขีดจำกัดความส่องสว่างของเอ็ดดิงตัน และลักษณะเฉพาะของสเปกตรัมของการพอกพูนมวล เช่น big blue bump และการปล่อยรังสีเอกซ์
Core questions
- หลักฐานใดที่แสดงว่าใจกลางกาแล็กซีเป็นที่อยู่ของหลุมดำมวลยวดยิ่ง?
- จานพอกพูนมวลเปลี่ยนพลังงานโน้มถ่วงเป็นรังสีได้อย่างไร?
- อะไรเป็นตัวกำหนดความส่องสว่างสูงสุดที่หลุมดำที่กำลังพอกพูนมวลสามารถคงไว้ได้?
- ลักษณะสเปกตรัมใดที่เผยให้เห็นการพอกพูนมวลรอบหลุมดำมวลยวดยิ่ง?
Key theories
- จานพอกพูนมวลมาตรฐาน
- Shakura และ Sunyaev ได้พัฒนาแบบจำลองของจานที่บางทางเรขาคณิตและทึบแสง ซึ่งความหนืดจะขนส่งโมเมนตัมเชิงมุมและให้ความร้อนแก่ก๊าซ แผ่สเปกตรัมที่มีอุณหภูมิหลากหลายลักษณะเฉพาะ
- กลไกหลุมดำสำหรับ AGN
- Rees ได้สังเคราะห์กรณีที่การพอกพูนมวลเข้าสู่หลุมดำมวลมากเป็นกลไกเดียวที่สามารถสร้างผลลัพธ์ที่กะทัดรัด มีพลังงานสูง และเปลี่ยนแปลงได้ของนิวเคลียสกัมมันต์
- ขีดจำกัดเอ็ดดิงตัน
- ความดันรังสีจากความส่องสว่างของการพอกพูนมวลจะต้านทานการไหลเข้า กำหนดความส่องสว่างสูงสุดลักษณะเฉพาะที่แปรผันตรงกับมวลของหลุมดำ ซึ่งควบคุมว่าหลุมดำสามารถเติบโตได้เร็วแค่ไหน
Clinical relevance
การพอกพูนมวลเข้าสู่หลุมดำมวลยวดยิ่งเป็นหนึ่งในกระบวนการปลดปล่อยพลังงานที่มีประสิทธิภาพสูงสุดเท่าที่ทราบ เป็นพื้นฐานของนิวเคลียสดาราจักรกัมมันต์ทั้งหมด และเชื่อมโยงการเติบโตของหลุมดำเข้ากับกาแล็กซีเจ้าบ้านและรังสีที่ส่องสว่างจักรวาลอันไกลโพ้น
History
หลังจากที่ควาซาร์เผยให้เห็นความส่องสว่างมหาศาลจากบริเวณเล็กๆ Lynden-Bell และคนอื่นๆ ได้ชี้ไปที่หลุมดำที่กำลังพอกพูนมวล และแบบจำลองจาน Shakura-Sunyaev ในปี 1973 ได้ให้คำอธิบายเชิงปริมาณของการพอกพูนมวล บทวิจารณ์ของ Rees ในปี 1984 ได้รวบรวมกระบวนทัศน์ของหลุมดำ ซึ่งการสังเกตการณ์ในภายหลังตลอดสเปกตรัมได้ยืนยันแล้ว
Key figures
- Nikolai Shakura
- Rashid Sunyaev
- Martin Rees
- Donald Lynden-Bell
Related topics
Seminal works
- shakura1973
- rees1984
- peterson1997
Frequently asked questions
- หลุมดำจะส่องสว่างได้อย่างไรในเมื่อแสงไม่สามารถหลุดรอดออกมาได้?
- แสงไม่ได้มาจากภายในหลุมดำ แต่มาจากจานพอกพูนมวลของก๊าซที่หมุนวนเข้าหาหลุมดำ แรงเสียดทานทำให้ก๊าซนี้ร้อนจัดจนถึงอุณหภูมิสูงมากก่อนที่จะข้ามขอบฟ้าเหตุการณ์ ทำให้บริเวณรอบหลุมดำส่องสว่างเจิดจ้า
- หลุมดำมวลยวดยิ่งมีมวลเท่าใด?
- พวกมันมีมวลตั้งแต่ประมาณหนึ่งล้านถึงหลายพันล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์ หลุมดำที่มวลมากที่สุดจะอยู่ที่ใจกลางกาแล็กซีขนาดใหญ่ ในขณะที่หลุมดำที่เล็กกว่า เช่น ในทางช้างเผือก จะอยู่ที่ปลายล่างของช่วง