В астрономии CENBOL (производное от «BOundary Layer», поддерживаемого атмосферным давлением) - это область аккреционного потока вокруг черной дыры .
Пограничный слой с преобладанием центробежной силы
Поскольку центробежная сила l 2 / r 3 увеличивается очень быстро по сравнению с гравитационной силой (которая выражается как 1 / r 2 ) с уменьшением расстояния r, материя ощущает возрастающую центробежную силу по мере приближения к черной дыре . Таким образом, вещество сначала замедляется, обычно в результате скачка уплотнения, а затем снова ускоряется, превращаясь в сверхзвуковой поток . [1]
Важность CENBOL является то , что он ведет себя как пограничный слой из более черной дыры . Эта область расположена между ударной волной и самой внутренней звуковой точкой аккреционного потока . ЦЕНБОЛ становится горячим из-за внезапного уменьшения радиальной кинетической энергии, и поток раздувается, поскольку горячий газ может бороться с гравитацией. В определенном смысле он ведет себя как толстый аккреционный диск (тор, поддерживаемый ионным давлением, если темп аккреции низкий; или тор, поддерживаемый радиационным давлением, если темп аккреции высокий), за исключением того, что он также имеет лучевую скорость, которая в оригинальных моделях толстой диска не было. [2] Поскольку он горячий, электроны передают свою тепловую энергию фотонам. Другими словами, обратный CENBOL комптонизирует рентгеновские лучи низкой энергии или мягкие фотоны (также называемые затравочными фотонами) и производит рентгеновские лучи очень высокой энергии (также называемые жесткими фотонами). [3] Так же, как пограничный слой, он также производит струи и оттоки.
Наблюдаемый спектр аккреционного диска черной дыры на самом деле частично исходит от диска Кеплера (вязкого диска типа Шакуры и Сюняева (1973) [4] ) в виде многоцветного излучения черного тела. Но степенной компонент в основном исходит из CENBOL. При высоких темпах аккреции в кеплеровском компоненте CENBOL может быть охлажден, так что в спектре может полностью доминировать рентгеновское излучение с низкой энергией. Спектр переходит в так называемое мягкое состояние. Когда кеплеровская скорость невелика по сравнению с компонентой с низким угловым моментом, CENBOL выживает, и в спектре преобладают рентгеновские лучи высокой энергии. Тогда говорят, что он находится в так называемом «жестком состоянии».
При наличии радиационных или тепловых эффектов охлаждения CENBOL может начать колебаться, особенно когда шкала времени падения и шкала времени охлаждения сопоставимы. [5] [6] В этом случае количество перехваченных фотонов низкой энергии будет модулироваться. В результате количество фотонов высокой энергии также модулируется. Этот эффект вызывает у кандидатов в черные дыры так называемые квазипериодические колебания (или QPO).
Рекомендации
- ^ Чакрабарти, СК, изд. (1990). Теория трансзвуковых астрофизических течений . World Scientific. Bibcode : 1990ttaf.book ..... C . DOI : 10,1142 / 1091 . ISBN 978-981-02-0204-0.
- ^ Пачинский, Б .; Wiita, PJ (1980). «Толстые аккреционные диски и сверхкритические светимости». Астрономия и астрофизика . 88 : 23. Bibcode : 1980A&A .... 88 ... 23P .
- ^ Чакрабарти, СК; Титарчук, Л. (1995). «Спектральные свойства аккреционных дисков вокруг галактического и внегалактического черного H». Астрофизический журнал . 455 : 623. arXiv : astro-ph / 9510005 . Bibcode : 1995ApJ ... 455..623C . DOI : 10.1086 / 176610 . S2CID 18151304 .
- ^ Шакура, Н.И.; Сюняев Р.А. (1973), "Черные дыры в двойных системах. Наблюдательный вид", Астрономия и астрофизика , 24 , стр. 337–355, Bibcode : 1973A&A .... 24..337S
- ^ Molteni, D .; Sponholz, H .; Чакрабарти, СК (1996). «Резонансные колебания радиационных ударных волн в аккреционных дисках вокруг компактных объектов». Астрофизический журнал . 457 : 805. arXiv : astro-ph / 9508022 . Bibcode : 1996ApJ ... 457..805M . DOI : 10.1086 / 176775 . S2CID 119342469 .
- ^ Гараин, СК; Ghosh, H .; Чакрабарти, СК (2014). «Квазипериодические колебания в радиационном трансзвуковом потоке: результаты совместного моделирования методом Монте-Карло-TVD». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 437 (2): 1329. arXiv : 1310.6493 . Bibcode : 2014MNRAS.437.1329G . DOI : 10.1093 / MNRAS / stt1969 . S2CID 118597088 .