Proces Blandford-Znajek - Blandford–Znajek process

Proces Blandforda-Znajka to mechanizm ekstrakcji energii z obracającej się czarnej dziury , wprowadzony przez Rogera Blandforda i Romana Znajka w 1977 roku. Mechanizm ten jest najbardziej preferowanym opisem tego, jak astrofizyczne dżety powstają wokół wirujących supermasywnych czarnych dziur . Jest to jeden z mechanizmów zasilających kwazary , czyli szybko akreujące supermasywne czarne dziury. Ogólnie rzecz biorąc, wykazano, że moc wyjściowa dysku akrecyjnego jest znacznie większa niż moc wyjściowa bezpośrednio z dziury, przez jej ergosferę. Stąd obecność (lub nie) poloidalnego pola magnetycznego wokół czarnej dziury nie ma decydującego znaczenia dla jej całkowitej mocy wyjściowej. Zasugerowano również, że mechanizm odgrywa kluczową rolę jako główny silnik rozbłysku gamma .

Fizyka mechanizmu

Podobnie jak w procesie Penrose'a , ergosfera odgrywa ważną rolę w procesie Blandforda-Znajka. Aby wydobyć energię i moment pędu z czarnej dziury, pole elektromagnetyczne wokół dziury musi zostać zmodyfikowane przez prądy magnetosferyczne . Aby takie prądy mogły być napędzane, pole elektryczne nie musi być ekranowane, a co za tym idzie, pole próżni wytworzone w ergosferze przez odległe źródła musi mieć komponent nieekranowany. Najbardziej preferowanym sposobem zapewnienia tego jest kaskada e ^± par w silnym polu elektrycznym i radiacyjnym. Ponieważ ergosfera powoduje obrót znajdującej się w niej magnetosfery, wychodzący strumień momentu pędu powoduje wydobycie energii z czarnej dziury.

Proces Blandforda-Znajka wymaga dysku akrecyjnego z silnym poloidalnym polem magnetycznym wokół wirującej czarnej dziury. Pole magnetyczne wydobywa energię spinową, a moc można oszacować jako gęstość energii przy prędkości cylindra świetlnego razy obszar:

{\ Displaystyle P = B ^ {2} \ lewo ({\ Frac {r} {r_ {c}}} \ po prawej) ^ {4} r_ {c} c = {\ Frac {B ^ {2} r ^ {4}\omega ^{2}}{c}},}

gdzie B to natężenie pola magnetycznego, to promień Schwarzschilda , a ω to prędkość kątowa . $r_{c}$

Zobacz też

Proces Penrose'a , kolejny mechanizm wydobywania energii z czarnej dziury
Promieniowanie Hawkinga , kolejny mechanizm wydobywania masy, a więc energii z czarnej dziury
Dżety astrofizyczne , duże struktury widoczne wokół niektórych kwazarów i utworzone w procesie Blandforda-Znajka