ब्लैक होल को घुमाने पर तारा बनता है?

Question

कृपया एक शौकिया प्रश्न का बहाना करें। कुछ भी सोचने की कोशिश करते हुए, लेकिन एक दंत प्रक्रिया के दौरान क्या हो रहा था, मेरा दिमाग एक घूमते हुए ब्लैक होल के करीब एक तारे के मॉडल पर गया और मामले में खींचे गए प्रभावों पर।

हालांकि यह स्पष्ट है कि इस तरह के मामले उच्च तापमान के लिए उत्साहित होंगे रोटेशन और उत्तेजना का संयोजन एक निरंतर संलयन प्रतिक्रिया को प्रेरित करने के लिए पर्याप्त हो सकता है?

यदि ऐसा होता है तो घटना क्षितिज पर एक संलयन 'रिंग' बनाए रखने के लिए पर्याप्त ऊर्जा का उत्पादन होगा - अनिवार्य रूप से डोनट स्टार?

क्या हल्के तत्वों का उत्पादन शुरू करने के लिए पर्याप्त प्रतिक्रिया होगी?

खुद को विचलित करने के प्रयास से उत्पन्न शुद्ध जिज्ञासा

Comments

वैसे भी अच्छा सवाल है, लेकिन दंत चिकित्सक पर एक व्याकुलता के रूप में खगोल विज्ञान के लिए ++ 1!

— चप्पो

मैं हां कहना चाहता हूं, संलयन डिस्क में फ्यूजन होता है जो बहुत ही उच्च कक्षीय गति और पदार्थ के कुचलने से होता है, जो कि तुलनात्मक रूप से बहुत छोटे ज्योतिषीय वस्तु में गिरता है, कम से कम, एक तारकीय द्रव्यमान ब्लैक होल के आसपास। जारी की गई कोई भी संलयन ऊर्जा किसी भी गिरते हुए पदार्थ की संभावित ऊर्जा की तुलना में काफी कम है, इसलिए यदि संलयन आसानी से होता है तो यह डिस्क से भागने वाली गामा किरणों के एक छोटे प्रतिशत में ही योगदान देता है। "डोनट स्टार", मुझे लगता है कि हमें अभिवृद्धि डिस्क के साथ रहना चाहिए, क्योंकि यह एक स्टार की तुलना में अधिक हिंसक है। जैसा कि मुझे वास्तव में यकीन नहीं है, मैं सिर्फ टिप्पणी करने जा रहा हूं।

— userLTK

Answer 1

ब्लैक होल (और न्यूट्रॉन स्टार्स) पर सामग्री का अभिवृद्धि उन वातावरणों को प्रदान करता है जो बहुत गर्म और (अपेक्षाकृत) दोनों प्रकार के होते हैं। इन परिस्थितियों में परमाणु संलयन संभव है, सवाल यह है कि क्या यह महत्वपूर्ण है, दोनों ऊर्जावान या नए रासायनिक तत्वों (न्यूक्लियोसिंथेसिस) के उत्पादन के साधन के रूप में।

इनमें से पहले प्रश्न का उत्तर अपेक्षाकृत सीधा है। जैसे ही सामग्री ब्लैक होल की ओर गिरती है, इसका कोणीय संवेग इसे एक अभिवृद्धि डिस्क बनाने के लिए बाध्य करता है। विस्कोस प्रक्रियाएं डिस्क को गर्म करती हैं और टॉर्क प्रदान करती हैं, जिससे सामग्री ऊर्जा और कोणीय गति खो देती है और अंततः इसे ब्लैक होल में गिरने देती है। ग्रेविटेशनल पोटेंशियल एनर्जी (GPE) में से अधिकांश सामग्री ब्लैक होल की ओर गिरने से सामग्री गर्म होने से खत्म हो जाती है।

$=6GM/c^2$$M$$m$$\sim GMmc^2/6GM = mc^2/6$

इसकी तुलना नाभिकीय संलयन से करें। हीलियम में हाइड्रोजन का संलयन केवल शेष द्रव्यमान का 0.7% ऊर्जा के रूप में छोड़ता है जो अभिवृद्धि डिस्क को गर्म कर सकता है।

तो ऊर्जावान दृष्टिकोण से, संलयन प्रतिक्रियाएं नगण्य हैं, जब तक कि वे डिस्क में बहुत आगे नहीं निकल सकते

न्यूक्लियोसिंथेसिस पैदावार के बारे में सवाल अधिक जटिल है। अधिक बड़े पैमाने पर एक ब्लैक होल और उच्च अभिवृद्धि दर, फिर सामान्य रूप से डिस्क तापमान और घनत्व और उच्चतर फ्यूजन दर। लेकिन यह उन शीतलन प्रक्रियाओं के विवरण पर भी निर्भर करता है जो संभव हैं और ब्लैक होल में कितनी सामग्री को मिलाया जाता है। हू एंड पेंग (2008) 10 सौर-द्रव्यमान ब्लैक होल पर अभिवृद्धि के कुछ मॉडल प्रस्तुत करता है और सुझाव देता है कि इस तंत्र द्वारा कुछ दुर्लभ समस्थानिकों का उत्पादन संभव हो सकता है। स्टेलर के आकार के ब्लैक होल्स को परमाणु संलयन बनाए रखने के लिए आवश्यक तापमान को प्राप्त करने के लिए संभवतः अति-एडिंग्टन अभिवृद्धि दर की आवश्यकता होती है (अर्थात विकिरण-दबाव के विपरीत गोलाकार प्रवाह द्वारा प्रवाह की तुलना में अधिक से अधिक अभिवृद्धि दर संभव है)।फ्रैंकल (2016) । ऐसी दरों की संभावना केवल उन मामलों में होती है जहां ब्लैक होल एक द्विआधारी साथी को बाधित करते हैं, बजाय एक स्थिर अभिवृद्धि प्रवाह के।

Comments

मैंने इस बात पर ध्यान दिया कि "सामग्री के बाकी द्रव्यमान ऊर्जा का एक छठा हिस्सा गर्मी के रूप में छोड़ा जा सकता है" ।

— जॉन डफिल्ड

@ जॉनडफिल्ड शायद मुझे "1/6 तक" कहना चाहिए था, क्योंकि कुछ को निश्चित रूप से ब्लैक होल में बदला जा सकता है।

— रोब जेफ्रीस

शायद आपको १/१ तक कहना चाहिए था!

— जॉन डफ़िल्ड

@JonDuffield सबसे प्रभावी रूप से जो कि बड़े पैमाने पर ऊर्जा को ऊष्मा / विकिरण में परिवर्तित किया जा सकता है, एक गैर-घूर्णन ब्लैक होल के लिए एक अभिवृद्धि डिस्क के साथ वास्तव में लगभग 6% है। यह लगभग ५२% की अधिकतम वृद्धि कर सकता है।

— रोब जेफ्रीज

Answer 2

अभिवृद्धि डिस्क में गर्मी घर्षण के कारण होती है और घर्षण तभी होता है जब सापेक्ष गति होती है। तो उस अभिवृद्धि डिस्क में बहुत सारे कण उच्च वेग के साथ एक दूसरे के सापेक्ष घूम रहे हैं, इसलिए संलयन नहीं होना चाहिए, क्योंकि इसके लिए कण एक साथ आने चाहिए। तारे में भी (हमारे सूर्य की तरह), तारे का द्रव्यमान संलयन उत्पन्न करने के लिए पर्याप्त नहीं है, और इसे क्वांटम टनलिंग की सहायता की आवश्यकता है, इसलिए हम यह नहीं कह सकते कि दबाव उस अभिवृद्धि डिस्क के भीतर उपलब्ध है ताकि परमाणु बल के प्रतिकर्षण को दूर किया जा सके।

Comments

दबाव के बजाय घनत्व और तापमान के बारे में बात करने के लिए यह अधिक सहायक हो सकता है। तापमान यह निर्धारित करता है कि संलयन के लिए कितने कणों में पर्याप्त ऊर्जा है और घनत्व समग्र दर को प्रभावित करता है। ऐसे दबावों में संलयन संभव है जो मानव निर्मित संलयन रिएक्टरों की तुलना में तारकीय कोर की तुलना में बहुत कम हैं।

— हेंस