सुपरमैसिव ब्लैक होल कैसे अपनी ऊर्जा को विकसित करने के लिए इतनी ऊर्जा का कारण बन सकता है जब इसका विशाल गुरुत्वाकर्षण प्रकाश को भागने से रोकता है?


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जर्मन नवागंतुक लेख का हवाला देने के लिए एस्ट्रोनोमन बीओबाचेन इरवाचेंडेस श्वार्ज़्स लुच :

दास मट्टी-मॉन्स्टर सीटेन्ज एंगबेन ज़ुफ़ोलगे इम हर्ज़ेन डेर 42 मिलियन लिक्टजाहरे एंटरफेरटेन पोलरिंग-गैलाक्सी एनजीसी 660, अकेनविट इनरहल्ब वेनिगर वेनेट हुन्टरटे नर ज़ुगोमेन हैट।

एर्स्ट वेन डाई मासमोन्स्टर ग्रूए मेंगेन मट्टी वर्चुकलेन, वेर्डन सी एक्टिव। Bei diesem Prozess wird so viel Energie frei, dass die Materie hell aufleuchtet, bevor sie im Schwarzen Loch verschwindet und ein Teil von ihr in Form von Jets weit ins Weltall hinaus geschleudert wird।

यह लगभग अनुवाद करता है:

आंकड़ों के अनुसार मामला-मॉन्स्टर 42 मिलियन प्रकाश वर्ष दूर ध्रुवीय वलय आकाशगंगा NGC 660 के मध्य में है, जिसकी गतिविधि केवल कुछ महीनों में बहुत बढ़ गई है।

केवल जब ये मैटर-राक्षस बड़ी मात्रा में पदार्थ निगलते हैं, तो वे सक्रिय हो जाते हैं। यह प्रक्रिया इतनी ऊर्जा जारी करती है, कि यह चमकीले पदार्थ को प्रकाशित करती है, इससे पहले कि यह ब्लैक होल के अंदर गायब हो जाए। इस मामले का एक हिस्सा जेट में जेट के रूप में निकला है।

मेरे भौतिकी के शिक्षक ने मुझे एक बार बताया था, कि एक ब्लैक होल बहुत छोटा आकार और भारी वस्तु है, जिसमें इतना अधिक गुरुत्वाकर्षण है कि कुछ भी नहीं, प्रकाश भी इसके गुरुत्वाकर्षण से बच नहीं सकता है। इस स्पष्टीकरण का समर्थन इस एसईस्ट्रोनामी द्वारा भी किया जाता है - यदि प्रकाश के अलावा कुछ भी प्रकाश की गति से यात्रा नहीं करता है, तो एक ब्लैक होल भी प्रकाश को अपने आप कैसे खींच सकता है? सवाल।

  • यदि एक "सामान्य" (सुपरमासिव नहीं) ब्लैक होल पहले से ही प्रकाश को भागने से रोक सकता है, तो कैसे पदार्थ जो ब्लैक होल में खींचा जाता है वह ऊर्जा / प्रकाश उत्पन्न कर सकता है जो ब्लैक होल के गुरुत्वाकर्षण से बच नहीं सकता है?

  • सुपरमैसिव ब्लैक होल पदार्थ को कैसे खींच सकता है, लेकिन ऊर्जा के प्रकाश फोटॉन नहीं?

  • अतिरिक्त रूप से: इस मामले का एक हिस्सा क्यों है जिसे ब्लैक होल फ्लंग (यानी त्वरित ) ब्रह्मांड में खींच लिया गया है? मैं समझता हूं कि यह मामला शायद विभाजित क्यों है - त्वरण बढ़ता है जहां तक ​​मैं द्विघात जानता हूं, अर्थात वास्तविक त्वरण के संदर्भ में मतभेद, स्थान की निर्भरता में इतना बड़ा हो सकता है कि मामला एक साथ आयोजित नहीं किया जा सकता है। लेकिन मुझे समझ नहीं क्यों बात का एक हिस्सा सही में त्वरित रहा है विपरीत एक शक्ति के रूप में, दिशा बड़ा के रूप में अति विशालकाय ब्लैक होल की गंभीरता की जरूरत होगी। इसलिए: मामले का एक हिस्सा दूसरे हिस्से की तुलना में विपरीत दिशा में (यानी ब्लैक होल के गुरुत्वाकर्षण से) क्यों तेज होता है?


नोट: मेरी भौतिकी शिक्षा सीमित है। मैं न्यूटोनियन गुरुत्वाकर्षण के बारे में थोड़ा और ऊर्जा के संरक्षण के सिद्धांत के बारे में थोड़ा जानता हूं। लेकिन यह सब मुझे भौतिकी के बारे में पता है।

जवाबों:


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यह काफी सही है कि ब्लैक होल में इतना अधिक द्रव्यमान होता है कि ब्लैक होल के आसपास के क्षेत्र से प्रकाश नहीं बच सकता। इस क्षेत्र के किनारे को घटना क्षितिज कहा जाता है। यदि आप किसी घटना क्षितिज को पार करते हैं तो आप कभी वापस नहीं आते हैं। यह समान रूप से प्रकाश, और पदार्थ पर लागू होता है।

ब्लैक होल के चारों ओर कक्षा में पदार्थ हो सकते हैं। चूंकि ब्लैक होल में इतना मजबूत गुरुत्वाकर्षण होता है, परिक्रमा पदार्थ की गति बहुत तेज होगी। वास्तव में यह प्रकाश की गति के करीब होगा। यह उच्च गति इसे बहुत ऊर्जा देती है। ब्लैक होल के चारों ओर एक डिस्क का निर्माण होता है, जिसे एक संलयन डिस्क कहा जाता है, और इस डिस्क में टकराव से मामला लाखों डिग्री तक गर्म हो जाएगा। इन तापमानों पर, डिस्क एक्स-रे के साथ चमक जाएगी।

ब्लैक होल के सबसे नजदीक डिस्क की ओर से, पदार्थ डिस्क से गिर रहा होगा, लेकिन ब्लैक होल तक पहुंचने से पहले इसे बाहर निकालने के लिए पर्याप्त ऊर्जा मिल सकती है, बहुत तेज गति से, प्रकाश की गति के करीब। यह ब्लैक होल के ध्रुवों पर डिस्क को समकोण पर निकाल दिया जाता है। ये "जेट" हैं। इन जेट्स के साथ तीव्र विकिरण उत्पन्न होता है। ब्लेज़र्स जेट्स के साथ सुदूर सुपरमैसिव ब्लैक होल हैं जो हमारे ठीक ऊपर इंगित किए गए हैं।

तो ब्लैक होल अपने आप में "ब्लैक" है, लेकिन इसके चारों ओर परिक्रमा करने वाला पदार्थ बहुत उज्ज्वल हो सकता है।


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@RobJeffries ब्लेज़र / क्वासर मुद्दा पूरी तरह से गलत नहीं है, लेकिन यह गलत है। एकीकृत मॉडल के अनुसार, क्वासर और ब्लेज़र को AGN (सक्रिय गैलेक्टिक नाभिक) माना जाता है । बस इसे लगाने के लिए, एक क्वासर एक एजीएन दूर है जिसके लिए आकाशगंगा के बाकी हिस्सों को नहीं देखा जाना चाहिए, जबकि एक ब्लाजर एक एजीएन इस तरह से घुमाया जाता है कि हम इसे "जेट-ऑन" देख रहे हैं।
नटालियायर

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ब्लैक होल इवेंट क्षितिज के बाहर प्रकाश अच्छी तरह से आता है ।

पदार्थ अपने कोणीय गति को खोए बिना पहले ब्लैक होल में नहीं गिर सकता (अन्यथा यह ब्लैक होल की परिक्रमा करना जारी रखेगा)। यह ब्लैक होल के आस-पास एक अभिवृद्धि डिस्क में चिपचिपाहट (और अन्य साधनों) द्वारा कोणीय गति के बाहरी स्थानांतरण द्वारा पूरा किया जाता है।

जैसे-जैसे यह मामला ब्लैक होल के करीब आता है, यह गुरुत्वाकर्षण क्षमता को भी खो देता है और यह गैस को गर्म करता है और (ii) गैस से विकिरण करता है।

ब्लैक होल के श्वार्ज़स्चिल्ड त्रिज्या के लगभग 3 गुना , इस मामले में अंतरतम स्थिर वृत्ताकार कक्षा का सामना होता है, जो निकटतम है कि द्रव्यमान के साथ कुछ भी एक ब्लैक होल के चारों ओर एक स्थिर कक्षा बना सकता है। यह आमतौर पर माना जाता है कि वहां से सामग्री ब्लैक होल में गिरती है और हमारे ब्रह्मांड से "खो जाती है" - ब्लैक होल के द्रव्यमान को बढ़ाती है।

तो सभी विकिरण पदार्थ की परिक्रमा से आता है जो ब्लैक होल से श्वार्ज़स्चिल्ड त्रिज्या का कम से कम 3 गुना है। इस स्थिति से प्रकाश को "भागने" के लिए कोई समस्या नहीं है, हालांकि यह गुरुत्वाकर्षण और अनुप्रस्थ सापेक्ष डॉपलर प्रभाव से दृढ़ता से पुनर्वितरित होता है।

"जेट्स" के मुद्दे को एक और सवाल द्वारा कवर किया गया है: ब्लैक होल में जेट्स और अभिवृद्धि डिस्क क्यों हैं?


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इसे लगाने का दूसरा तरीका यह है कि ग्रह या उपग्रह अपने माता-पिता की परिक्रमा क्यों नहीं करते हैं। ब्लैक होल के इर्द-गिर्द घूमते हुए इसी तरह के फैशन विथ । अपनी जड़ता की उच्च ऊर्जा के कारण प्रक्रिया में, वे अन्य कणों द्वारा विरोध करने पर कुछ ऊर्जा का उत्सर्जन करते हैं। इसलिए उन्होंने प्रकाश के रूप में कुछ द्रव्यमान बहाया।

यह महत्वपूर्ण है कि हम महसूस करें कि यह सही गति (दिशा और गति दोनों) के साथ ऊर्जा है जो गुरुत्वाकर्षण के चंगुल से बचने के लिए एक कण तैयार करता है। इसलिए अगर प्रकाश के एक कण में पर्याप्त ऊर्जा होती है और वह सही दिशा में जाता है , तो वह अपनी बाहरी कक्षा से बाहर निकल जाएगा , जो कि क्षितिज से परे, आमतौर पर जेट में।

ऐसे जेट से उत्सर्जित प्रकाश अत्यधिक ऊर्जा का होता है और आमतौर पर गामा स्पेक्ट्रम में देखा जाता है। यदि आप रुचि रखते हैं कि इन उत्सर्जित जेट्स का उपयोग ब्लैक होल या सामान्य उच्च ऊर्जा कण भौतिकी में देखने के लिए कैसे किया जा सकता है, तो बहुत उच्च ऊर्जा गामा रे खगोल विज्ञान देखें। वस्तुओं के पूरे वर्ग हैं जो VHE गामा फोटॉनों और अन्य पेचीदा सामानों का उत्सर्जन करते हैं।

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