nwp.org.pl sprężarka
Astronomiczny tor
Pomimo tych sukcesów opis Szakury i Suniajewa nie może zastąpić rzetelnej teorii turbulencji i musi być traktowany jako przykrywka dla naszej ignorancji. Różnice między przewidywaniami modeli i danymi obserwacyjnymi mogą pojawiać się dlatego, że powszechnie przyjmowane założenia są po prostu błędne. Co więcej, oprócz przekazywania momentu pędu turbulencja może wywoływać inne obserwowalne efekty, których naukowcy nie są w stanie przewidzieć bez głębszego zrozumienia procesów zachodzących w dyskach akrecyjnych. NA SZCZĘŚCIE w 1991 roku w badaniach dysków nastąpił spektakularny przełom. Steven Balbus i John Hawley z University of Virginia stwierdzili, że jeśli materia w dysku akrecyjnym jest dobrym przewodnikiem elektryczności, to nawet bardzo słabe pole magnetyczne destabilizuje dysk i staje się przyczyną rozwoju turbulencji. Dzięki turbulencji pojawia się lepkość, która dyssypuje energię orbitalną i przekazuje moment pędu z wewnętrznych obszarów dysku na zewnątrz. Obecnie uważa się, że niestabilność związana z obecnością pola magnetycznego, zwana niestabilnością magnetorotacyjną (MRI magnetorotational instability), jest kluczowym czynnikiem decydującym o wydajności, z jaką dysk transportuje materię i moment pędu. Gdy ośrodek jest dobrym przewodnikiem elektryczności, linie pola magnetycznego muszą podążać za jego ruchami: pole zawsze kieruje się tam, gdzie materia. Jednocześnie linie pola działają na ośrodek z pewną silą. Gdy są wyginane lub skręcane, pojawia się w nich naprężenie niczym w elastycznych strunach. Aby lepiej zrozumieć wpływ linii pola magnetycznego na materię, wyobraźmy sobie dwie kulki połączone sprężynką i krążące po orbicie wokół ziemskiej. Rozsuńmy kulki w taki sposób, by jedna z nich nieco zbliżyła się do Ziemi, a druga nieco się od niej oddaliła, i puśćmy je swobodnie. Większość z nas pomyśli zapewne, że sprężynka zmusi je do powrotu do początkowych położeń. Okazuje się jednak, że jeśli sprężynka nie jest zbyt sztywna, kulki nie tylko nie zsuną się z powrotem, lecz zaczną się coraz bardziej rozsuwać. Zachowując moment pędu, kulka przesunięta w dół zwiększa swą prędkość orbitalną. Z tego samego powodu kulka przesunięta do góry musi swą prędkość zmniejszyć. Jednak rozciągnięta sprężynka spowalnia szybszą kulkę i przyśpiesza kulkę wolniejszą. Dolna kulka zostaje w ten sposób pozbawiona części energii kinetycznej i opada jeszcze niżej (przy czym paradoksalnie przyśpiesza swój obieg wokół Ziemi). Nadwyżka prędkości przekazana górnej kulce przesuwa ją na jeszcze wyższą orbitę (na której kulka porusza się jeszcze wolniej niż po pierwotnym przesunięciu). W efekcie sprężynka przekazuje górnej kulce część momentu pędu kulki dolnej. Podobnie działają linie pola magnetycznego, które łączą naładowane cząstki znajdujące się w dysku akrecyjnym. Nietrudno zrozumieć, w jaki sposób taka niestabilność prowadzi do rozwoju turbulencji. Rozważmy kolejną analogię: okrągły tor wyścigowy, na którym samochody jadące po torach wewnętrznych poruszają się szybciej od samochodów jadących po torach zewnętrznych. Wyobraźmy sobie, że w pewnej chwili samochody jadące po różnych torach zostają połączone łańcuchami. Samochody z torów wewnętrznych są teraz hamowane i tracą moment pędu, podczas gdy ...
Katalog