Warum ersticken Schwarze Löcher?

Ich habe gelesen, dass ein Schwarzes Loch irgendwann an einem Stern "ersticken" kann:

"... die zerstörte Sternmaterie erzeugte so viel Strahlung, dass sie den Infall zurückdrängte. Das Schwarze Loch verschluckte sich an der schnell infallierenden Materie."

Warum erstickt ein Schwarzes Loch? Wie schaffen es Astronomen, dieses seltene Ereignis zu beobachten?

Es gibt eine Grenze dafür, wie schnell ein Schwarzes Loch Materie ansammeln kann. Wenn sich ein Stern einem Schwarzen Loch nähert, kann er gezeitenbedingt gestört und auseinandergezogen werden. Das Material des Sterns fällt dann in Richtung des Schwarzen Lochs und dabei wird die potentielle Energie der Gravitation in die Erwärmung fließen. Jetzt könnte das Sternmaterial normalerweise nicht direkt in das Schwarze Loch fallen - der Drehimpuls muss erhalten bleiben, so dass es zuerst eine "Akkretionsscheibe" bildet. Die Viskosität in der Scheibe kann den Drehimpuls nach außen transportieren, sodass das Material durch den Ereignishorizont fallen kann. Die endgültige Geschwindigkeit, mit der das Schwarze Loch Masse schlucken kann, wird durch die Geschwindigkeit gesteuert, mit der Material die inneren Teile der Akkretionsscheibe erreichen kann.

Wenn die Akkretionsscheibe sehr heiß und leuchtend ist, kann die Geschwindigkeit, mit der Material hinzugefügt werden kann, begrenzt sein. Dies ist als Eddington-Grenze bekannt . Grundsätzlich passiert, dass die Strahlung von den inneren Teilen der Akkretionsscheibe so intensiv ist, dass jedes neue Material, das in Richtung des Schwarzen Lochs fällt, "weggeblasen" werden kann. Dies ist dann ein selbstregulierendes Phänomen, da die Leuchtkraft der Scheibe von dem darauf fallenden Material abgeleitet wird - und so ein Gleichgewicht hergestellt wird, das die Akkretionsrate auf das begrenzt, das nur eine ausreichende Leuchtkraft erzeugt, die das Fortschreiten der Akkretion ermöglicht. Diese Begrenzung der Akkretionsrate bedeutet, dass der Artikel, auf den Sie sich beziehen, "Ersticken" bedeutet.

Eine Schätzung der maximalen Akkretionsrate wird durch Gleichsetzen der Akkretionsleuchtkraft und der Eddington-Leuchtkraft (die maximale Leuchtkraft, die ein Objekt haben kann, bevor der Strahlungsdruck die Akkretion stoppt) festgelegt. Dies hängt wiederum von der Effizienz mit der die Energie des Gravitationspotentials in Strahlung umgewandelt wird, wenn Material in das Schwarze Loch fällt.$\epsilon \sim 0.1$

Das Zeitschriftenpapier, das über diese Entdeckung berichtet - Vinko et al. (2015) - Analysieren Sie die Lichtkurve des Ereignisses und legen Sie nahe, dass es sich um ein Schwarzes Loch mit bis Sonnenmassen handelt, das einen Stern von etwa einer Sonnenmasse tidal abbricht und verschluckt. 10 $10^{5}$$10^{6}$

Die Eddington-Leuchtkraft (für sphärische Akkretion) wäre Sonnenhelligkeiten, aber dieses Ding hatte eine Spitzenhelligkeit (sogar in Röntgenstrahlen) von Sonnenhelligkeiten, was darauf hinweist, dass es sein muss in dem Regime, in dem der Strahlungsdruck die Akkretionsrate verringern würde. Um diese Leuchtkraft zu liefern, wäre erforderlich . Für ergibt dies eine maximale Massenakkretionsrate pro Tag. Somit würde es mehr als 10 Jahre dauern, um den Stern selbst bei dieser Spitzenrate zu "schlucken". 10 11 & egr; ˙ M c 2 ~ 10 11 L ⊙ & egr; ~ 0,1 ˙ M ~ 2 × 10 - 4 M $\leq 3\times 10^{10}$$10^{11}$$\epsilon \dot{M} c^2 \sim 10^{11} L_{\odot}$$\epsilon \sim 0.1$$\dot{M} \sim 2\times 10^{-4} M_{\odot}$

Ich habe gelesen, dass ein Schwarzes Loch irgendwann an einem Stern "ersticken" kann: "... die zerstörte Sternmaterie erzeugte so viel Strahlung, dass sie auf den Infall zurückschob. Das Schwarze Loch verschluckte sich an der schnell infallierenden Materie."

Ich las den Bericht und fand ihn vernünftig und im Einklang mit Robs Antwort. Beachten Sie jedoch, dass es keine Gewissheit gibt, dass dies tatsächlich passiert ist. Sie sahen ein sehr helles "optisches vorübergehendes" Ereignis, das etwa zehnmal heller war als eine normale Supernova. Siehe das Papier auf dem arXiv: Ein leuchtender, schnell ansteigender UV-Transient, der von ROTSE entdeckt wurde: ein Gezeitenstörungsereignis? Es gibt ein Fragezeichen am Ende des Titels, sie wissen es nicht genau. Und sehen Sie dies aus dem Nachrichtenartikel:

"Um vier Möglichkeiten einzugrenzen, untersuchten sie Dougie mit dem umlaufenden Swift-Teleskop und dem riesigen Hobby-Eberly-Teleskop bei McDonald und erstellten Computermodelle. Diese Modelle zeigten, wie sich Dougies Licht verhalten würde, wenn es durch verschiedene physikalische Prozesse erzeugt würde. Die Astronomen dann verglichen die verschiedenen theoretischen Dougies mit ihren Teleskopbeobachtungen der realen Sache. "

Sie fanden das, was sie für am besten hielten. Aber wir wissen nicht genau, ob dies tatsächlich ein Schwarzes Loch war, das an einem Stern "erstickt".

Warum erstickt ein Schwarzes Loch?

Wir wissen es nicht genau. Beachten Sie in dem Artikel auf den Seiten 8 und 9, dass es sich um eine außeraxiale GRB-Interpretation handelt. Es ist möglich, dass dies passiert ist. Oder etwas ganz anderes. Die Idee der Gezeitenstörung scheint gut zu passen, aber sie wissen es nicht genau. Schauen Sie sich auf jeden Fall die Zusammenfassung auf Seite 12 an, um eine schöne Zusammenfassung zu erhalten:

"Das Szenario mit Gezeitenstörungen wurde untersucht, indem das Ereignis an eine geänderte Version des in Guillochon et al. (2014) vorgestellten Modells angepasst wurde. Das TDE-Modell ergab eine gute Anpassung an die photometrische und spektrale Entwicklung der Fackel mit der höchsten Wahrscheinlichkeit Modelle, die auf eine Störung eines Sonnenmassensterns durch ein Schwarzes Loch hinweisen. "

Wie schaffen es Astronomen, dieses seltene Ereignis zu beobachten?

Sie beobachteten nicht wirklich ein schwarzes Loch, das an einem Stern erstickte. Was sie sahen, war ein optischer Übergang. Etwas, das wie eine Supernova aussah, aber nicht zum Supernova-Muster passte. Sie denken also, es war die Störung eines Sterns durch ein Schwarzes Loch.