akrecja (przestrzeń)

Article

January 28, 2023

Akrecja (łac. accretio — wzrost, wzrost) w astrofizyce to proces opadania materii na masywne ciało kosmiczne z otoczenia pod wpływem grawitacji. Akrecja jest obowiązkowym etapem formowania się gwiazd, planet i innych ciał niebieskich.

Rodzaje akrecji

Akrecja charakteryzuje się przepływem materii w kierunku środka ciężkości i istnieją cztery rodzaje akrecji: Akrecja sferycznie symetryczna (akrecja Bondiego) występuje, gdy prędkość masywnego ciała względem otoczenia jest mniejsza niż prędkość dźwięku, a ośrodek nie ma pędu obrotowego. Akrecja cylindryczna (akrecja Bondi-Hoyle'a-Littletona) występuje, gdy prędkość masywnego ciała względem otoczenia przekracza prędkość dźwięku, a substancja otoczenia nie ma pędu obrotowego. Akrecja zachodzi w stożku znajdującym się za ciałem i ograniczonym przez falę uderzeniową. W przypadku akrecji materii z określonym momentem obrotowym powstaje dysk akrecyjny. Jeśli obserwuje się zarówno akrecję dyskową, jak i quasi-sferyczną, mówimy o akrecji dwustrumieniowej.W wyniku akrecji energia grawitacyjna poruszającej się materii zamienia się w ciepło, substancja nagrzewa się i emituje fale elektromagnetyczne. Akrecja do ciała emitującego (gwiazdy) jest możliwa tylko wtedy, gdy jasność tego ciała nie przekracza pewnej granicy krytycznej (granica Eddingtona), przy której siły grawitacyjne równoważą się ciśnieniem promieniowania.

Akrecja w polu magnetycznym

W przypadku akrecji plazmy na ciało niebieskie z własnym polem magnetycznym, mechanizmy akrecji są określone przez magnetohydrodynamiczne oddziaływanie plazmy z polem magnetycznym. Jeżeli ciśnienie pola magnetycznego w pobliżu ciała niebieskiego przekracza ciśnienie gazu akrecyjnej plazmy, to akrecja zatrzymuje się w odległości promienia Alfvéna, czyli na granicy magnetosfery i jest kierowana do biegunów magnetycznych ciało niebieskie. Warunkiem koniecznym akrecji plazmy do biegunów magnetycznych jest jej wejście do magnetosfery, co następuje w wyniku rozwoju niestabilności hydromagnetycznych typu Rayleigha-Taylora. Granicę magnetosfery (magnetopauzy) wyznacza warunek równych ciśnień pola magnetycznego i plazmy,

Akrecja w bliskich układach podwójnych

W przypadku układów podwójnych akrecja jest znacznie asymetryczna i może mieć istotny wpływ na ewolucję zarówno poszczególnych elementów, jak i całego systemu. Najintensywniejsza akrecja w układach podwójnych ma miejsce, gdy w procesie ewolucji jeden ze składników wypełnia swoją wnękę Roche'a, co prowadzi do przepływu materii do sąsiedniej gwiazdy przez wewnętrzny punkt Lagrange'a L1. W tym procesie płynąca materia tworzy dysk akrecyjny, którego istnienie wyjaśnia wiele efektów obserwowanych w źródłach promieniowania rentgenowskiego.

Zjawiska astronomiczne spowodowane akrecją

Najciekawsze zjawiska są spowodowane akrecją na zwarty składnik układu podwójnego, który wyewoluował. Niestacjonarna akrecja na białych karłach w przypadku, gdy ich towarzyszem jest masywny czerwony karzeł, prowadzi do powstawania nowych karłów (gwiazdy typu U Gem (UG)) i gwiazd zmiennych podobnych do nowych. Akrecja na białe karły, które mają silne pole magnetyczne pole magnetyczne jest skierowane w stronę biegunów magnetycznych białego karła, a cyklotronowy mechanizm akrecji promieniowania plazmy w obszarach subpolarnych powoduje znaczną polaryzację promieniowania w widzialnej części widma (bieguny i bieguny pośrednie). do białych karłów prowadzi do jego akumulacji na powierzchni białego karła (który składa się głównie z helu) i podgrzania do temperatur reakcji syntezy helu, co w przypadku niestabilności termicznej prowadzi do wybuchu, który jest obserwowany jako błysk nowego świtu. Wystarczająco długa i intensywna akrecja do masywnego białego karła może spowodować przekroczenie przez niego granicy Chandrasekhara i zapaść grawitacyjną, która jest obserwowana jako eksplozja supernowej typu Ia. Podczas akrecji do gwiazd neutronowych, które mają silne pole magnetyczne, ciśnienie pola magnetycznego w magnetosferze gwiazdy neutronowej jest równe ciśnieniu przepływu plazmy, a zjonizowana materia opada głównie w rejony biegunów magnetycznych. Gdy oś magnetyczna nie pokrywa się z osią obrotu, obserwator może zaobserwować okresowe zmiany promieniowania wraz z okresem obrotu gwiazdy — pulsary rentgenowskie; Akrecji do gwiazd neutronowych towarzyszy gromadzenie się i tworzenie zdegenerowanej powłoki bogatej w wodór i hel na ich powierzchni, co ostatecznie prowadzi do wybuchowej syntezy termojądrowej. taki ob” obiekty obserwowane są jako rozbłyski źródeł promieniowania rentgenowskiego z okresem od kilku godzin do kilku dni. Akrecja na czarne dziury tworzy supergorący dysk akrecyjny, który jest obserwowany jako źródło promieniowania rentgenowskiego.

Notatki

Połączyć

Accretion in Astrophysics [Zarchiwizowane 25 lutego 2022 w Wayback Machine.] // VUE Postnov K. A., Lectures on General Astrophysics for Physicists [Zarchiwizowane 6 marca 2007 w Wayback Machine.] Samus N. N., Variable Stars [Zarchiwizowane 4 marca 2016 w the Wayback Machine.] VF Suleymanov, X-ray Astronomy [Zarchiwizowane 11 marca 2007 w Wayback Machine.] Bryan Gaensler et al., Astrophysics, abstract astro-ph/0312362 Mark A. Garlick's Space Art

Original article in Ukrainian language