Questão:
Como um buraco negro em formação adquire campos magnéticos?
Kaius
2016-02-06 10:39:21 UTC
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Na verdade, há uma pergunta semelhante neste site: O magnetismo pode escapar de um buraco negro?, mas as respostas não se concentram no acúmulo, que é minha principal preocupação, então eu começo um novo.

No livro de Kip Thorne Black Holes and Time Warps: Einstein's Outrageous Legacy , há um parágrafo no Capítulo 9, descrevendo como o buraco negro central de um quasar (ou rádio galáxia) adquire um campo magnético por acreção:

De onde vêm essas linhas de campo magnético? Do próprio disco. Todo o gás no Universo é magnetizado, pelo menos um pouco, e o gás do disco [de acreção] não é exceção. Conforme, pouco a pouco, o gás do disco se acumula no buraco, ele carrega consigo suas linhas de campo magnético. Ao se aproximar do buraco, cada pedaço de gás desliza por suas linhas de campo magnético e através do horizonte, deixando as linhas de campo para trás, saindo do horizonte e entrelaçando-o [...]. Essas linhas de campo de rosca, firmemente confinadas pelo disco circundante, devem então extrair a energia rotacional do buraco pelo processo Blandford-Znajek.

Infelizmente, esta descrição não parece clara para mim (embora Thorne geralmente é excelente para explicar as coisas ao longo do livro). Para ser mais específico, não consigo obter uma imagem do gás "deslizando para baixo" em suas linhas de campo magnético através do horizonte de eventos, enquanto faz o campo magnético "sobressair" do horizonte ao mesmo tempo. E aqui Thorne não pareceu apontar para nenhum artigo de pesquisa original para um estudo mais aprofundado.

Então, minhas perguntas são:

(1) Os astrônomos de hoje ainda acreditam que o acúmulo de disco é o processo principal pelo qual buracos negros supermassivos adquirem um campo magnético?

(2) Se a resposta para (1) for "sim", então como posso construir a imagem (se houver tal imagem) que Thorne está tentando transmitir em seu parágrafo?

(3) Há algum artigo de pesquisa que trate desse problema com alguns detalhes?

Qualquer ajuda é apreciada!

Um responda:
HDE 226868
2016-02-06 22:12:11 UTC
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Endereçando (2) e (3) primeiro:

Em um caso como este, sua melhor opção é ir direto à fonte. Nesse caso, seriam Blandford & Znajek (1977), os criadores do mecanismo proposto. eles têm várias figuras sobre diferentes estruturas magnetosféricas, dependendo de diferentes campos magnéticos. No entanto, o mais importante é a Figura 1, o caso geral:

$ D $ representa o disco de acreção, enquanto $ T $ é a zona de transição onde a matéria está movendo-se rapidamente radialmente em direção ao buraco negro. As linhas representam as linhas do campo magnético, ao longo das quais partículas carregadas. Elétrons (e - ) viajam na direção das setas médias em cada linha de campo; pósitrons (e + ) viajam na outra direção. As linhas de campo estão mais próximas umas das outras na área do disco mais perto do buraco negro, indicando o campo magnético mais forte.

Se você quer uma boa visão geral do processo, este é o artigo a ser examinado. Dito isso, está longe de ser uma leitura fácil.

Com relação a (1), não sou um astrônomo e não estou realmente qualificado para dizer qual é a opinião dominante entre os astrônomos. No entanto, tanto quanto eu sei, o processo Blandford-Znajek é atualmente aceito como uma forte possibilidade de gerar os campos magnéticos observados perto da maioria dos buracos negros (incluindo buracos negros de massa estelar).

Obrigado por me indicar esse excelente artigo. Reconhecidamente, o artigo de Blandford-Znjek é um trabalho seminal sobre a extração eletromagnética da energia rotacional de buracos negros e responde a muitas perguntas sobre a fonte de energia de quasares e galáxias de rádio. No entanto, devo dizer que, quanto ao escopo de minha pergunta, este artigo é apenas de relevância tangencial, uma vez que não aborda o processo de acréscimo de material em nenhum detalhe. Ainda esperando uma resposta mais relevante.


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