Астронет: К. А. Постнов/ГАИШ Лекции по Общей Астрофизике для Физиков http://variable-stars.ru/db/msg/1170612/9lec/node4.html

---

<< 9.2 Квазары и активные | Оглавление | 9.4 Черные дыры в >>

9.3 Эддингтоновский предел светимости при аккреции на компактные релятивисткие объекты

Рассмотрим плазму на расстоянии от звезды со светимостью . Пусть источник излучения изотропен. Тогда на расстоянии поток излучения . Фотоны взаимодействуют с электронами плазмы (Томсоновское рассеяние) и оказывают давление с силой , где см - томсоновское сечение рассеяния фотона на электроне (в нерелятивистском приближении). Сила притяжения со стороны центрального тела массы , действующая на протоны . Из-за кулоновских сил давление света на электроны передается всему элементу плазмы, при этом равновесие возможно при критичесокм значении светимости (т.н. Эддингтоновский предел)

Замечательно, что этот предел определяется только массой центрального тела и механизмом непрозрачности падающего вещества (в рассмотренном примере ионизованной плазмы - томсоновским рассеянием на электронах). При давление излучения сильнее гравитационного притяжения, падение вещества на тяготеющий центр невозможно, давление излучения обуславливает отток вещества от источника.

Применим эти рассуждения к аккреции на компактные объекты. Выделяемая светимость , где - внутренний радиус аккреционного диска ( в случае Шварцшильдовской черной дыры). Максимальный темп аккреции, при котором она еще возможна (т.е. не останавливается давлением излучения)

Для сверхмассивных черных дыр с массами в миллион солнечных /год. Замечательный факт состоит в том, что наблюдаемые светимости квазаров и ядер активных галактик эрг/с как раз и соответствуют эддингтоновским светимостям при аккреции на сверхмассивные черные дыры с массой солнечных.

Классический пример двойной системы, в которой реализуется сверхкритическая аккреция на компактный объект - SS433, массивная двойная звезда, от которой наблюдаются узконаправленные струи вещества (джеты), движущиеся со скоростью . Двойные системы с релятивистскими струями получили название галактических микроквазаров. Компактные звезды у большинства из них имеют массу и являются надежными кандидатами в черные дыры. По-видимому, сверхкритическая аккреция на черную дыру всегда сопровождается образованием релятивистских джетов, однако механизм их формирования до конца не выяснен.

Отметим также, что при темпах аккреции на черную дыру много меньших возможно установление такого режима падения вещества, при котором выделяемая силами трения теплота не успевает выходить из диска в виде излучения и увлекается вместе с веществом под горизонт событий черной дыры (так называемый режим адвекции). Этот специфический режим, связанный с наличием горизонта у черной дыры, приводит к тому, что излучение от аккреционного диска оказывается значительно меньше, чем по стандартной формуле (9.4). Возможно, что именно этим объясняется аномально малое излучение из окрестностей черной дыры в центре нашей Галактики и в ряде других случаев.

---

<< 9.2 Квазары и активные | Оглавление | 9.4 Черные дыры в >>