¿La captura de fotones en un agujero negro (o cualquier otro objeto "muy compacto") reduce la luminosidad/flujo de fotones de su propia emisión isotrópica?

No sé si esta es una pregunta factible o si tengo razón en preguntarla.

Digamos que podemos modelar la radiación proveniente de un objeto muy compacto, como un BH con un disco de acreción o cualquier estrella con las dimensiones adecuadas (por ejemplo, con su disco/radio gravitatorio dentro de su esfera de fotones). R γ = 1.5 R s = 3 METRO ), como un cuerpo negro que irradia isotrópicamente. ¡Supongo que podemos hacerlo, ya que no podemos imaginar ninguna buena razón para descartar esta aproximación en ellos!

Lo que trato de preguntar es básicamente si deberíamos modificar la fórmula para la emisión de cuerpo negro o cualquier magnitud/luminosidad bolométrica en dicho objeto, dado que ya conocemos un radio y una temperatura efectiva (estamos usando L = 4 π σ R 2 T 4 aquí). Y considerando también que debido a la fuerte curvatura algunos fotones emitidos en la superficie del disco/atmósfera estarán regresando al interior y nunca nos alcanzarán...

Debido a la flexión y la formación de lentes, supuestamente solo tenemos un sector del objeto compacto que enviará fotones al exterior, cf. MTW págs. 675 o Shapiro & Teukolsky págs. 352:CAPTURA DE FOTONES

al medir los ángulos de emisión subtendidos de un observador estático local.

Lo que seguro que sé y explico con mis propias palabras es que el flujo de fotones emitidos se reduce cuando lo medimos como receptores en la Tierra, debido a esta captación.

No puedo entender de dónde dices que proviene la emisión. Los discos de acreción no están presentes dentro de la órbita interna más estable. ¿Quizás si reformula y pregunta sobre la emisión de la superficie de una estrella de neutrones?
¿La pregunta es cuál es la superficie de emisión efectiva, cuando se tiene en cuenta la flexión de la luz y la autoabsorción?
@ProfRob, ¿cómo puedo estimar el radio para ubicar el disco de acreción? Y también, en la imagen podemos ver que la captura de fotones ocurre incluso para un radio de distancia lo suficientemente grande, así que pensé que realmente no importaría.
@AndersSandberg eso es de alguna manera lo que estoy tratando de entender. Supongo que al hacer la integral para el flujo a través de la superficie efectiva cambiaría el ángulo sólido o el área que estamos tomando en cuenta para el flujo o la luminosidad.

Respuestas (1)

Respondamos la pregunta desde el punto de vista de una estrella de neutrones estable.

La luminosidad es

L 0 = 4 π R 0 2 σ T 0 4
en el marco de inercia de la superficie de la estrella de neutrones (supongamos un objeto que no gira).

Para un observador distante, el radio de la estrella de neutrones es (por ejemplo, ver Haensel 2001 )

R = R 0 ( 1 R s / R 0 ) 1 / 2 ,
la temperatura es
T = T 0 ( 1 R s / R 0 ) 1 / 2   ,
y la luminosidad
L = L 0 ( 1 R s / R 0 )   .
R s es el radio habitual de Schwarzschild.

Creo que el hecho de que L < L 0 es el efecto del que hablas.