¿Cuál es la causa de los chorros en los agujeros negros y las estrellas de neutrones?

Los astrofísicos aún no entienden realmente ese proceso, pero hay algunas hipótesis interesantes. Los dos que me parecen más coherentes son estos:

Formación a través de infalling y campo magnético intenso [1] :

A medida que la materia cae en el disco de acreción de un agujero negro, particularmente agujeros negros grandes o supermasivos, acelera cuanto más baja (debido a la conservación del momento angular) y aumenta la fricción masivamente. Una gran cantidad de esta masa, hasta un 40% se cree, puede convertirse en radiación, principalmente rayos X. una gran parte de la cual se emitirá hacia afuera (recuerde que todo esto está sucediendo fuera del horizonte de eventos). Puede ser que con agujeros negros supermasivos y ciertos otros cuerpos con campos magnéticos inmensamente potentes generados por sus discos de acreción, que cuando una cantidad particularmente grande de masa “golpea al ventilador”, una explosión anormalmente grande puede enfocarse y posiblemente recibir una energía extra impulso por el campo magnético y proyectado hacia afuera desde los polos en chorros de energía y partículas expulsadas que se mueven a velocidades relativistas. Debido a que el campo magnético está siendo generado por la masa rotativa y descendente en el disco de acreción, sus polos siempre serán perpendiculares a la rotación.

Formación mediante arrastre de fotogramas [2] :

Un agujero negro giratorio, de hecho cualquier masa giratoria grande, en realidad arrastra el espacio-tiempo mismo a medida que gira. Esto se llama arrastre de cuadros. El área en la que se produce este efecto con un agujero negro que gira rápidamente se llama ergosfera, y se extiende bien fuera del horizonte de eventos; pero no es remotamente esférico a pesar de su nombre. Su forma es proporcional al momento angular de las diversas partes de la masa central misma. Eso significa que en los “polos norte y sur” rotacionales del agujero negro donde el momento angular es cero, el efecto de arrastre del cuadro no ocurre en absoluto, por lo que la forma coincide con el horizonte de eventos, es decir, la extensión cero. Pero en el ecuador rotacional, el momento angular es el más alto / más rápido, por lo que la forma se extiende más allá del horizonte de eventos. Esto da como resultado un abultado, algo ovoide en forma de calabaza. Me gusta esto:

Se teoriza que este arrastre del marco puede causar algo llamado proceso de Penrose, un efecto en el que las partículas que se están dividiendo, tal vez debido a la intensa acumulación de energía a medida que alcanzan los segmentos más bajos y, por lo tanto, a muy alta velocidad y estados de energía, en el El disco de acreción puede dividirse a lo largo de las líneas de carga. Una parte, imagínelo como la mitad posterior, tendrá una medida negativa de la energía de masa, lo que significa que de repente se impulsa mucho más rápido hacia abajo / hacia adentro más allá del horizonte de eventos. La otra parte, imagínelo como la mitad inicial, tendrá una energía de masa positiva y se impulsará hacia afuera, pero no solo tendrá la suma neta de toda la energía de masa de la parte no dividida principal. También obtendrá una especie de empuje por el efecto de arrastre de fotogramas, en efecto desviando parte del momento angular del agujero negro en sí para darse una velocidad de escape potencialmente relativista.

Pero de nuevo, como se indicó anteriormente, se teoriza que la interacción con los intensos campos magnéticos generados en el disco de acreción enfocará esta explosión hacia afuera en ángulos rectos a la rotación, básicamente directamente hacia afuera desde los polos rotacionales norte y sur. O puede ser que el efecto esté enfocado a lo largo de las líneas de fuerza de arrastre de fotogramas más débil, que también sería hacia afuera de los polos donde la fuerza del efecto de arrastre de fotograma es esencialmente cero. Esta última parte es bastante especulativa, aunque el documento vinculado en el primer caso anterior, por primera vez, proporciona evidencia observacional de la forma de los intensos campos magnéticos alrededor de Sagitario A *, lo que le da algo de peso al caso de que el magnetismo sea el agente de enfoque en cualquier hipótesis.

Pensamientos finales:

Ambos casos son meras hipótesis, y ni siquiera estoy seguro de haberlas entendido o explicado al 100% correctamente. Ni siquiera es falsable aún en este punto, aunque finalmente estamos comenzando a obtener alguna evidencia de observación para comenzar a trabajar debido a un proyecto increíblemente genial llamado Event Horizon Telescope [3].

Notas al pie

[1] Se resolvió la estructura y la variabilidad del campo magnético cerca del horizonte de eventos de Sagitario A *

[2] Arrastrar cuadros – Wikipedia

[3] Telescopio de horizonte de eventos

En los quásares son rayos gamma, porque los quásares realmente no tienen la capacidad de producir nada más. Los agujeros negros supermasivos solo están estabilizando los cuásares, aunque nunca serán completamente estables. Estos eventualmente generan agujeros negros de masa estelar que tienen un tamaño más limitado porque tienen una estructura interna diferente. Los agujeros negros de masa estelar se descomponen en supernovas, pero en el proceso generan versiones más pequeñas de sí mismos, que progresivamente comienzan a parecerse a los neutrones. Los agujeros negros, como otros objetos que giran rápidamente, tienden a formar pares binarios que acomodan el momento angular en niveles mucho más bajos de conflicto de flujo. Se considera que estas no necesariamente serían Supernovas simultáneamente, por lo que probablemente consideró que las Supernovas forman Agujeros Negros, y no al revés. Por el contrario, las estrellas de neutrones son restos de supernovas, y las Kilonovae son realmente solo la fase final de una supernova. Estos se congelan porque la reacción en cadena que causa la supernova comienza en el exterior de la estrella de neutrones en formación que sufre la reacción en cadena. Antes de que se complete la reacción en cadena, se pierde la masa crítica, dejando el centro en gran parte intacto. Los chorros de la estrella de neutrones son solo una prueba más de que, en los objetos que giran rápidamente, la gravedad decae más rápido en los polos que en el ecuador, lo que no solo es coherente sino que es casi un inquilino fundamental de mi teoría. Lo que se emite desde la estrella de neutrones es simplemente un producto de desintegración de masa subcrítica muy similar a los de la supernova. Publicaré sobre esto en un futuro cercano.

En primer lugar, los chorros astrofísicos son ubicuos, los vemos en todas partes, desde agujeros negros súper masivos, hasta la formación de estrellas y la formación de planetas.

En segundo lugar, tenemos un buen manejo de lo que está sucediendo, sí, hay algunos detalles que resolver, pero básicamente lo tenemos.

Tiene que ver con la acumulación y los campos magnéticos. Entonces, cuando el material cae en un objeto astrofísico compacto, forma un disco debido a la conservación del momento angular. Ese material se calienta y se ioniza. El gas ionizado interactúa con el campo magnético del disco y el objeto compacto. El disco normalmente está cerca de perpendicular al campo. El material queda atrapado en las líneas de campo, lo que hace que el campo magnético se tuerza. Esta torsión hace que el material atrapado se acelere, fuera del disco, en forma de chorro binario, lo que elimina el momento angular.

Este chorro no se lanza en la superficie del objeto ni, en la persecución de un agujero negro, en el horizonte de eventos, es lanzado por el disco. Lo más probable es que esté más allá del radio de coronación.

Esos no son chorros de agujeros negros o estrellas de neutrones, están alejados del material circundante, horizonte de eventos alrededor de agujeros negros, desconocidos alrededor de estrellas de neutrones. Sean lo que sean, una gran cantidad de energía está involucrada impulsada por el objeto central.

La causa de los chorros en ambos agujeros negros y estrellas de neutrones podría ser, en mi opinión, la transformación de los dos. Ambos comienzan como una estrella y luego se convierten en un agujero negro, una estrella de neutrones, etc., dependiendo de la energía y el tamaño de la estrella. Esa es mi opinión.

Todavía no estamos exactamente seguros. Pero tenemos teorías.

Puede tener que ver con los campos magnéticos en el plasma y en el objeto que estimulan la aceleración del gas en chorros delgados.

Puede ser que el gas esté tan caliente que brille mucho más que su límite de Eddington (tenga en cuenta que el límite para los agujeros negros supermasivos es enorme) y, por lo tanto, se expande, pero las áreas más cercanas al objeto tienen el mayor impulso y, por lo tanto, se forman barreras alrededor de dos huecos en forma de cono, que son los únicos lugares para que escape la radiación.

Ni siquiera sabemos de qué están hechos los chorros. Y si le haces esta pregunta a un verdadero científico, la responderán con tanta jerga que no tienes idea de lo que en realidad están diciendo. Básicamente, “No lo sé, pero intentaré confundirte para que no lo sepas”.

Consideremos los chorros sin introducir entidades oscuras invisibles. [1]

Notas al pie

[1] El Proyecto Thunderbolts ™