吸积盘内部的物质应为盘内部的摩擦而变热。对于你的问题,最基本的答案就是你离一个大块物体越近,产生的热量越多,吸积盘变得越热。因为你可以到达离黑洞(或者其他致密天体,比如中子星)比离巨星更近的位置,致密天体周围的吸积盘更热。
仔细考虑这个问题的方法是想象一下吸积盘中的粒子都在环绕着中心大质量天体的轨道上。离大质量天体越近,引力越强,因此那里的粒子会被拉着在比远处的粒子更快的轨道上运动。因此,如果你可以想象两个以大质量天体为中心的相邻粒子环,更接近大质量天体的环会转的更快,并且与它相邻的环摩擦。
两个环之间的这种摩擦会使它们因为彼此之间的摩擦而变热。这个过程中发热的速度取决于多个因素-例如两个环之间的摩擦力的大小。如果构成吸积盘的物质粘性很大,那么它会产生更多的热量。举一个简单的例子来把这个问题解释清楚,想象一个由糖浆构成的吸积盘会比水构成的吸积盘产生更多的热。事实上,构成吸积盘的物质中粘性的来源被认为是混乱的磁场混合的结果(因此,专业上讲它并不是粘性,虽然它原理类似)。
然而,对我们而言我们不需要担心粘性,我们真正关心的因素是两个环相互摩擦的相对速度。正如你所想象的那样,如果环之间相对运动的速度越快,它们会更多地相互摩擦,产生更多的热量。
现在,已证明你离一个大质量天体越近,围绕天体运动的两个粒子环间的相对速度越大。(为了弄懂这个,你可能需要用一点数学知识,大质量天体引起的引力与1/R^2成比例,其中R是我们距离天体的距离。如果你用一些数字进行尝试的话,你会发现如果R很小,R改变一点就会引起引力的很大变化。那意味着如果你离大质量天体很近的话,两个相邻的环之间的引力将会有很大的不同,因此与外部的环相比,内部的环将会被拉着在一个更快的轨道上运动,两个环之间的相对速度也会比远处的两个相邻环之间的相对速度更大。)
那么这些与巨星和致密天体之间的不同有什么关系?简单地说,对于一个巨星而言,吸积盘不能离质量中心特别近。如果你想到更近的地方,你会突然发现你撞到了星球的表面,并且进入了其中。但是如果你想像一个和巨星相同质量的致密天体,根据定义它要小得多,因此你可以得到一个扩展的离天体中心更近的吸积盘。在这个吸积盘的内部,物质环之间摩擦很剧烈,因此这部分吸积盘变得很热。
黑洞是根据广义相对论所推论、在宇宙空间中存在的一种质量相当大的天体和星体。黑洞是由质量足够大的恒星在核聚变反应的燃料耗尽后,发生引力坍缩而形成。黑洞的质量是如此之大,它产生的引力场是如此之强,以致于大量可测物质和辐射都无法逃逸,就连传播速度极快的光子也逃逸不出来。由于类似热力学上完全不反射光线的黑体,故名黑洞。
图:大麦哲伦云面前的黑洞(中心)的模拟视图。请注意引力透镜效应,从而产生两个放大,以星云最高处扭曲的视野。银河系星盘出现在顶部,扭曲成一个弧形。
1.WJ百科全书
2.天文学名词
3. Dave Rothstein
如有相关内容侵权,请于三十日以内联系作者删除
转载还请取得授权,并注意保持完整性和注明出处
留言与评论(共有 0 条评论) |