¿Un agujero negro que pasa junto a una estrella crearía un punto focal mortal debido a la lente gravitatoria?

tl; dr: visto a distancia, el objeto con lente aparecerá como un anillo o "anillo" alrededor del objeto con lente, y aunque será más brillante que si solo hubiera un espacio vacío, lamentablemente no será un rayo de muerte brillante !

Primero pensemos en lo que hace que una lente familiar sea una lente. Cerca del centro, el grosor no varía mucho, pero a medida que te alejas del centro, el grosor cambia cada vez más rápido.

Si midiéramos la pendiente o el ángulo de la superficie, veríamos que el ángulo aumenta aproximadamente linealmente con la distancia desde el centro.

En la aproximación de lente delgada, el ángulo en que la lente desvía la luz.$\Delta \theta$es proporcional a la distancia desde el centro de la lente$r$donde le da la luz. El poder de flexión aumenta linealmente con la distancia.

dónde$f$es la distancia focal de la lente.

¿Cómo doblan la luz los puntos concentrados de masa? La lente gravitatoria de Wikipedia nos da

y eso es un problema porque ahora$r$está en el fondo!

Los objetos concentrados únicos, como los agujeros negros, no actúan como las lentes familiares que usamos para enfocar. Tienen cierta capacidad para concentrarse un poco en comparación con el espacio vacío, pero no tanto como las lentes reales. Desde una fuente que está a cierta distancia, solo habrá un ángulo que se dobla paralelo en un "haz", los ángulos ligeramente más grandes o más pequeños que pasan un poco más lejos o más cerca de él se doblarán mucho menos o mucho más, ya sea divergiendo o convergendo. del eje después.

Así, visto a distancia, el objeto con lente aparecerá como un anillo o "anillo" alrededor del objeto con lente, y aunque será más brillante que si solo hubiera un espacio vacío, ¡tristemente no será un rayo de muerte brillante !

En el caso de su par estrella/BH, exactamente qué tan brillante será a lo largo de ese eje depende de los detalles, pero se puede obtener una buena estimación mediante el trazado de rayos, ya sea con unas pocas líneas de Python o lápiz y papel para fines de estimación.

Si la estrella estuviera cerca, entonces es un objeto extendido, un disco ancho, y esos puntos no pueden enfocarse en puntos ni siquiera con lentes (no podemos concentrar el cielo azul con una lupa), por lo que no habría mucho de un efecto de muerte Si estuviera lejos, podrías concentrarlo mejor (porque es más puntual), pero sería mucho más tenue al principio porque estaría más lejos.

Un anillo de herradura de Einstein del Hubble La cosa brillante en el medio es la masa de lente, el anillo es el objeto con lente detrás de él. No es un "rayo", sino solo una vista distorsionada, pero es más brillante que si la lente no estuviera allí.

Creo que hay sistemas en los que un agujero negro y una estrella se orbitan entre sí. Entonces, posiblemente tales sistemas disparen haces de radiación mortales hacia afuera desde el plano en el que orbitan los dos objetos.

En la serie Lensman de EE Smith, una gigantesca guerra espacial da como resultado la invención constante de armas más nuevas y poderosas. TV Tropes tiene un tropo Lensman Arms Race que lleva el nombre de la serie.

Un arma desarrollada en la carrera armamentista de Lensman es el Sunbeam, que enfoca artificialmente toda la radiación que emite una estrella en todas las direcciones en un solo haz estrecho de destrucción. Por lo tanto, hace artificialmente lo que un agujero negro que pasa cerca de una estrella podría hacer de forma natural.

Si no recuerdo mal, los rayos de sol solo eran útiles dentro de un sistema solar y no se usaban para proyectar rayos para destruir planetas en otros sistemas solares.

Y me parece intuitivo que un agujero negro no podría enfocar la radiación lo suficientemente fuerte como para que el haz sea mortal a distancias interestelares.

Pero posiblemente alguien podrá calcular a qué distancia puede ser peligroso un haz de radiación mortal procedente de una combinación de estrella y agujero negro.