Tak jak fale dźwiękowe przenoszą energię przez powietrze, fale spiralne przenoszą energię i moment pędu dysku z jego obszarów wewnętrznych na zewnątrz, umożliwiając tym samym przepływ materii ku centrum. W niektórych dyskach w układach podwójnych astronomowie rzeczywiście wykryli fale spiralne; wydaje się jednak, że są one zbyt słabe, by zapewnić takie tempo przepływu materii, jakie jest potrzebne do uzyskania obserwowanej jasności. Wielu astrofizyków uważa, że najbardziej rozpowszechnioną przyczyną tarcia w dyskach akrecyjnych jest turbulencja. Miałaby ona przyśpieszać przepływ materii poprzez wywoływanie gwałtownych kolizji nie między pojedynczymi cząsteczkami, lecz między wielkoskalowymi elementami dysku. Ruch wody przepływającej przez rurę z niewielką prędkością jest uporządkowany: jej lepkość sprawia, że prędkość przepływu jest największa na osi rury, najmniejsza zaś przy jej ścianie (obserwujemy tu zatem znany nam już z dysków efekt ścinania).

Gdy prędkość przepływu wrasta, efekt ścinania staje się coraz silniejszy, aż wreszcie rozwija się turbulencja pojawiają się chaotyczne prądy i różnych rozmiarów zawirowania. Ponieważ w dyskach akrecyjnych ścinanie jest bardzo silne, w latach siedemdziesiątych naukowcy zaczęli podejrzewać, że również i one są turbulentne. Komputerowe symulacje dysków, wykorzystujące podstawowe równania gazodynamiki, nie potwierdziły jednak tych domysłów. Przyczyna tego negatywnego wyniku pozostaje nieznana. Być może w symulacjach komputerowych pominięto jakiś ważny czynnik. Jest też możliwe, że układy wirujące (takie jak dyski akrecyjne) zachowują się zupełnie inaczej niż ciecz w rurze, i doszukiwanie się analogii między tymi dwoma przypadkami jest całkowicie bezzasadne. Turbulencję próbowano także wygenerować w eksperymentach laboratoryjnych, jednak i tu wyniki okazały się kontrowersyjne (wprawdzie w niektórych przypadkach udało sieją zaobserwować, ale jej przyczyną mogły być zjawiska niewystępujące w rzeczywistych dyskach akrecyjnych).

Mimo tych niepowodzeń astrofizycy nadal uważali, że dyski akrecyjne są turbulentne. Przyjmując to założenie, większość z nich posługiwała się bardzo uproszczonym opisem turbulencji, przedstawionym w 1973 roku przez radzieckich fizyków Nikołaja Szakurę i Raszida Suniajewa. Przeciąwszy gordyjski węzeł lepkości, naukowcy zaczęli konstruować teoretyczne modele dysków akrecyjnych i porównywać je z rzeczywistymi obiektami. W następnych latach podejście to okazało się bardzo owocne. Na przykład w niektórych układach podwójnych dyski akrecyjne czasami znacznie zwiększają swą jasność. (Zjawisko to występuje m.in. w nowych karłowatych, w których rozbłyskują dyski wirujące wokół białych karłów). Posługując się modelami á la Szakura i Suniajew, wykazano, że przyczyną rozbłysków są niestabilności, które zwiększają tempo przepływu gazu przez dysk.



Tagi: dysk, materia, przestrzeń

Katalog

Partnerzy

Reklama