Teraz astrofizycy poznali mechanizm działania jeszcze potężniejszych źródeł promieniowania, takich jak kwazary i aktywne jądra galaktyk (niezwykle jasne centra galaktyk, które zapewne również czerpią energię z materii opadającej na supermasywną czarną dziurę). Obecnie naukowcy badają, w jaki sposób niestabilność magnetorotacyjna rozwija się w różnych sytuacjach fizycznych i czy za jej pomocą da się wytłumaczyć różnice zaobserwowane między poszczególnymi typami dysków akrecyjnych. Na przykład niektórzy badacze sprawdzają, czy turbulencja MRI rozwija się w dyskach protoplanetarnych, a jeśli tak, to jakie formy przybiera. Z powodu znacznie słabszej grawitacji gwiazdy centralnej dyski te są o wiele chłodniejsze od dysków otaczających białe karły gwiazdy neutronowe i czarne dziury; dlatego też zbudowane są głównie z materii elektrycznie obojętnej (gazu i pyłu), w której zjonizowana plazma jest jedynie niewielką domieszką

Na razie nie wiemy jeszcze, czy pola magnetyczne mogą mieć wpływ ruchy takiego ośrodka. Kilka zespołów badawczych (m.in. kierowany przeze mnie) bada MRI w gorących, nieprzezroczystych dyskach wokół czarnych dziur. W takich dyskach ruchy turbulentne mogą osiągać prędkości naddźwiękowe, przy których w plazmie pojawiają się fale uderzeniowe. (W podobny sposób samolot naddźwiękowy wywołuje falę uderzeniową w powietrzu). Naddźwiękowe ruchy materii mogą zwiększać energię fotonów, które niemal swobodnie poruszają się w stosunkowo przezroczystych obszarach między falami uderzeniowymi. Pochodzące z takich dysków promieniowanie ma charakterystyczne cechy, które badacze układów z czarnymi dziurami powinni móc zaobserwować. W WIELU DYSKACH AKRECYJNYCH występują przepływy turbulentne, nie może więc dziwić fakt, że promieniowanie tych obiektów wykazuje silną zmienność. Zwykle ma ona charakter chaotycznych fluktuacji, ale niekiedy można w tym chaosie dostrzec pewien stopień uporządkowania.

Czasami jasność dysku zmienia się według powtarzających się wzorów, czasami zaś w jej zmianach można wykryć oscylacje o dobrze określonej częstości [ilustracja powyżej]. Satelita RXTE (Rossi Xray Timing Explorer), który może mierzyć bardzo szybkie zmiany natężenia promieniowania rentgenowskiego, dostarczył wielu danych o oscylacjach dysków krążących wokół gwiazd neutronowych i gwiazdowych czarnych dziur o masach od czterech do piętnastu razy większych od masy Słońca. Astrofizycy nie znają przyczyny występowania oscylacji ani powtarzających się zmian jasności. Jedną z ciekawszych hipotez wysunął wraz ze swoimi współpracownikami Robert Wagoner ze Stanford University. Jego zdaniem oscylacje natężenia promieniowania są odbiciem różnych harmonik wibracji dysku, przypominających alikwoty struny skrzypcowej. Podobnie jak dźwięki generowane przez strunę pozwalają określić jej naprężenie i masę, tak obserwowane częstości oscylacji promieniowania niosą informacje o strukturze dysku i własnościach czasoprzestrzeni wokół gwiazdy neutronowej lub czarnej dziury.

Grawitacyjna energia potencjalna wyzwalana w dysku akrecyjnym podczas opadania materii na obiekt centralny zamienia się częściowo w promieniowanie. W niektórych przypadkach jest ona również zużywana na rozpędzanie dżetów (wąskich strug cząstek, które wypływają z dysków wzdłuż osi obrotu) oraz wiatrów (szerokich strumieni materii, które wypływają z rozległych obszarów na powierzchni dysku). Astronomowie z uwagą badają sposoby powstawania różnych rodzajów wypływów, a także mechanizmy, które określają, ile energii dany dysk wyświeca, a ile przekazuje wypływającej materii. Najprawdopodobniej w dyskach różnych typów występują odmienne sposoby wyrzucania cząstek. W niektórych przypadkach wypływy mogą być jednym z podstawowych czynników określających strukturę dysku, ponieważ wraz z materią i energią odprowadzają z niego znaczne ilości momentu pędu.

Tagi: dysk, promieniowanie, gwiazdy

Katalog

Partnerzy

Reklama