Entonces, la teoría (brevemente) sobre los discos de acreción es que las cosas que caen en el agujero negro probablemente no caerán directamente en él, sino que lo perderán y entrarán en órbita, tal vez por un largo tiempo, tal vez por un corto tiempo, antes de finalmente caer. adentro. Eso tiene sentido.
Pero, ¿por qué discos? ¿La materia que cae en el BH no vendría de todas las direcciones y, por lo tanto, caería en órbitas en todos los planos alrededor del BH, no solo en uno? ¿O es que una vez que hay un indicio de "preferencia de plano" en los escombros, esto tenderá a reforzarse a sí mismo, y cualquier cosa que caiga posteriormente en órbita alrededor del BH golpeará algo en el disco, y así terminará (quizás después de muchas colisiones) siendo barridas en el disco también?
Aquí hay dos efectos diferentes, y ambos están relacionados con fuerzas viscosas en la materia acumulada.
Primero, si la materia que cae tiene algún vector de momento angular distinto de cero , luego considere un plano perpendicular a este vector. Debido a su conservación, no podemos deshacernos de la rotación a lo largo de este plano, pero la componente del momento angular ortogonal al plano es cero. A medida que la materia acumulada se calienta e irradia energía, esa energía se toma del potencial gravitatorio, que se reduce al acercar las partículas de materia. Así, tales interacciones tienden a aplanar la materia en el plano ortogonal a su momento angular.
Pero hay algo más que sucede con los agujeros negros en rotación, como una combinación de su campo gravitomagnético y fuerzas viscosas en la materia, que impulsa la materia al plano de rotación del agujero negro, independientemente de su momento angular inicial. Esto se llama el efecto Bardeen-Petterson [1] :
En un disco de acreción, la viscosidad hace que cada anillo de gas gire en espiral hacia el agujero con una velocidad radial . Si este fuera el único efecto de la viscosidad, el alabeo del disco consistiría en una precesión diferencial. Los anillos sucesivos, cada uno de menor radio que el anterior, habrían interactuado durante más tiempo con el campo [gravitacional] y, por lo tanto, habrían precedido a través de ángulos sucesivamente mayores... . Como resultado, el disco se torcería radialmente, pero no se desplazaría hacia el plano ecuatorial. Sin embargo, la precesión cambia el corte del disco. y así cambia las fuerzas viscosas; y estas fuerzas alteradas impulsan el disco hacia el plano ecuatorial del agujero negro.
Esto solo es significativo más cerca del agujero negro, en . En radios más grandes, la forma del disco se debe a la dirección del momento angular de la materia.
[1] Agujeros negros: el paradigma de la membrana , ed. por Kip S. Thorne, Richard H. Price y Douglas A. Macdonald.
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max williams