Hvordan dannes 'MAD'-tilvækst omkring et sort hul?

Processen med, hvordan stof samler sig på et sort hul i en proces kaldet "Magnetically Arrested Disk (MAD)"-akkretion kræver tilstedeværelsen af ​​kraftige magnetiske felter og involverer flere stadier:

1. Stoftilstrømning:Gas og støv fra det omgivende miljø, såsom en ledsagerstjerne eller interstellar gassky, begynder at strømme mod det sorte hul. Denne sag omtales ofte som accretion disken.

2. Magnetisk feltgenerering:Inde i accretion disken hjælper den differentielle rotation (hvor forskellige dele af disken roterer med forskellige hastigheder) med at forstærke magnetiske felter gennem en proces kaldet dynamo action. Disse magnetiske felter trænger plasmaet ind i akkretionsskiven.

3. Magnetisk arrestation:Når accretion disk gas strømmer indad, støder den på de stærke magnetfelter. Når det magnetiske tryk bliver sammenligneligt med gassens termiske tryk, bliver gassen "magnetisk standset". Dette sker i en vis radius fra det sorte hul, kendt som den magnetosfæriske radius.

4. Magnetisk kanalisering:Inden for magnetosfæren (regionen domineret af magnetiske kræfter) ledes gassen langs de magnetiske feltlinjer mod det sorte hul. Den indfaldende gas danner kollimerede strømme eller jetfly, som hjælper med at transportere masse og energi fra de ydre dele af tilvækstskiven til de indre områder.

5. Dissipation og tilvækst:Når gasstrømmene bevæger sig tættere på det sorte hul, gennemgår de forskellige processer, der spreder deres energi, herunder magnetisk genforbindelse og kollisionsinteraktioner. Denne spredning fører til frigivelse af varme, hvilket får gassen til at blive varm og udsende røntgenstråler og andre former for højenergistråling.

6. Jetdannelse:En brøkdel af den accretionerende gas udstødes i kraftige stråler, der kommer ud vinkelret på accretionskiven. Disse jetfly drives af samspillet mellem den indfaldende gas og de stærke magnetiske felter nær det sorte hul.

Gennem hele MAD-akkretionsprocessen spiller de stærke magnetiske felter en afgørende rolle i at kanalisere stof til det sorte hul, kontrollere hastigheden og mønsteret af tilvækst og drive energiske fænomener som jetfly. Kombinationen af ​​magnetiske felter og differentiel rotation gør MAD-tilvækst til en effektiv mekanisme til at føde supermassive sorte huller i galaksernes centre og sætte dem i stand til at vokse i størrelse og kraft.