Η στροφορμή μιας μαύρης τρύπας

Μια μαύρη τρύπα ορίζεται από την μάζα της και την στροφορμή της. Το μεγεθός της ορίζεται από την ακτίνα Schwarzschild, δηλαδή τον ορίζοντα γεγονότων. Αυτός αποτελεί το όριο όπου ούτε το φως δεν διαφεύγει από την βαρυτική έλξη της μαύρης τρύπας. Το μέγεθος του ορίζοντα γεγονότων, εξαρτάται, εκτός από την μάζα, από την περιστροφή της μαύρης τρύπας. Μία μαύρη τρύπα που περιστρέφεται πολύ γρήγορα στρεβλώνει έντονα τον χωρόχρονο κοντά της με αποτέλεσμα να βρίσκεται σε μεγαλύτερη απόσταση ο ορίζοντας γεγονότων. Η ακτίνα της μαύρης τρύπας σε αυτή την περίπτωση είναι η μισή της ακτίνας του ορίζοντα. Αν ο ήλιος μας γινόταν μαύρη τρύπα, ο ορίζοντα γεγονότων θα είχε ακτίνα 3 χιλιόμετρα και ο δίσκος προσαύξησης ακτίνα 6 χιλιόμετρα.

Ο καθορισμός της στροφορμής μιας μαύρης τρύπας είναι πολύ σημαντικός. Η μεγάλη στροφορμή συνδέεται με εκροές ύλης μεγάλης ταχύτητας, οι λεγόμενοι πίδακες (jets).

Ο μόνος τρόπος να μετρήσουμε την στροφορμή μιας μαύρης τρύπας είναι η εκπομπή από το δίσκο συσσώρευσης, το υλικό που γυρίζει γύρω της και πέφτει μέσα στην μαύρη τρύπα. Ο δίσκος δεν φτάνει ως το ορίζοντα γεγονότων, αλλά τον πλησιάζει ανάλογα το πόσο γρήγορα περιστρέφεται η μαύρη τρύπα. Η ύλη σε έναν τέτοιο δίσκο θερμαίνεται σε 1 εκατομμύριο βαθμούς, με αποτέλεσμα να δημιουργηθεί ένα καυτό στέμμα πλάσματος που εκπέμπει ακτίνες Χ. Αυτό το στέμμα βρίσκεται κάτω και πάνω από την μαύρη τρύπα, ενώ ο δίσκος κάθετα στον άξονα περιστροφής της. Από την επίδραση του βαρυτικού πεδίου της μαύρης τρύπας στις ακτίνες Χ μπορούμε να συμπεράνουμε πόσο μακριά είναι από την μαύρη τρύπα ο δίσκος προασαύξησης. Όσο πιο κοντά είναι ο δίσκος συσσώρευσης στον μαύρη τρύπα, τόσο πιο έντονη είναι η απώλεια ενέργειας της ακτινοβολίας. Αυτή η επίδραση της βαρύτητας ονομάζεται βαρυτική ερυθρολίσθηση.

Λόγω περιστροφής του δίσκου προσαύξησης έχουμε και φαινόμενο Ντόπλερ, δηλαδή και μετατόπιση προς το μπλε. Έτσι σε ταχέως περιστρεφόμενη μαύρη τρύπα, δηλαδή δίσκο προσαύξησης κοντά στον ορίζοντα γεγονότων, έχουμε πολύ περισσότερη ερυθρολίσθηση από μετατόπιση στο μπλε.

Η ανακάλυψη πολλών ταχέως περιστρεφόμενων μαύρων τρυπών στα κέντρα πολύ μακρινών γαλαξιών δεν υποστηρίζει την δημιουργία αυτών των τεράστιων μαύρων τρυπών μέσω συγχωνεύσεων μαύρων τρυπών. Για να αποκτήσει μια μαύρη τρύπα τόση στροφορμή πρέπει να συσσωρεύσει υλικό για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Ελπίζω να το απέδωσα σωστά. Είναι από τα θέματα που δεν είμαι σίγουρος ότι τα κατανοώ. Αν κάτι δεν είναι σωστό, είμαι βέβαιος ότι θα βοηθήσετε να το διατυπώσουμε όπως πρέπει.

Το gif σε εσάς παίζει?