Đĩa bồi tụ là gì?

Aug 19 2015
Khi bạn nghĩ về các thiên thể vũ trụ khổng lồ, bí ẩn như những đĩa bồi tụ, nước xoáy xung quanh bồn tắm của bạn có lẽ không phải là điều đầu tiên bạn nghĩ đến. Nhưng này, vật lý hoạt động theo cùng một phép thuật trên mọi quy mô.
Đĩa bồi tụ là một cách mà chúng ta có thể phát hiện các ngôi sao và thậm chí cả các lỗ đen.

Một đĩa bồi tụ nghe giống như một thứ gì đó mà bạn có thể đã cài đặt trên một máy tính để bàn đời cũ để tải một chương trình. ("Để chơi 'Đường mòn Oregon', hãy bắt đầu bằng cách lắp đĩa bồi tụ của bạn.") Nhưng đĩa bồi tụ thì mát hơn nhiều; chúng tôi tìm thấy chúng ở một số nơi thú vị nhất trong vũ trụ. Ví dụ, bạn có thể phát hiện một đĩa bồi tụ trong một hệ sao đôi, hoặc xung quanh một lỗ đen . Nhưng làm thế nào bạn thậm chí có thể biết những gì bạn đang nhìn? Điều "kể" lớn nhất của một đĩa bồi tụ là nó bao quanh một thiên thể (như một ngôi sao hoặc lỗ đen) với một vầng hào quang dày và mờ.

Vòng thiên thể đó là thứ tạo nên đĩa bồi tụ: khí, bụi, vật chất. Trong trường hợp lỗ đen, một đĩa bồi tụ được hình thành khi bất kỳ khí hoặc vật chất nào đến gần nó bị lọt vào phần nắm của lỗ. Vấn đề sau đó đổ xuống nó.

Nhưng hãy chờ một chút: Nó không chỉ rơi thẳng vào. Thay vào đó, do một quá trình được gọi là bảo toàn momen động lượng, là kết quả của vận tốc tác dụng lên một vật thể đang rơi, vật chất sẽ chuyển động xoắn ốc khi nó đi vào. Vật chất chuyển động xoắn ốc được nhanh hơn và nhanh hơn khi nó đến gần hơn, vỡ ra thành các dòng nguyên tử. Giống như nước chảy ra trong bồn tắm, vật chất trôi đi quanh cái hố. Các nguyên tử của nó phẳng ra như một chiếc bánh pizza xoay tròn trên bầu trời - tạo ra chiếc bánh rán mờ ảo của đĩa bồi tụ. Cuối cùng, vật chất mất đi mômen động lượng và rơi xuống điểm thấp [nguồn: Astronomy Cast ].

Nhưng tại sao các lỗ đen phải có tất cả những thú vui thu nhận vật chất? Các ngôi sao cũng tạo ra các đĩa bồi tụ. Hãy tưởng tượng hai ngôi sao trong một hệ thống sao đôi . Những ngôi sao này không chỉ đi chơi bên cạnh nhau; cái nhỏ hơn quay quanh cái lớn hơn. Ngôi sao lớn kéo bất kỳ khí hoặc vật chất nào từ ngôi sao nhỏ vào nó, cuối cùng nuốt chửng chúng - nhưng không phải trước khi khí hoặc vật chất được kéo vào quỹ đạo xung quanh người hàng xóm lớn hơn, tạo ra (bạn hiểu rồi!) Một đĩa bồi tụ [nguồn: Ciardullo ].

Đĩa bồi tụ là một cách mà chúng ta có thể phát hiện các ngôi sao và thậm chí cả các lỗ đen. Ma sát giữa chất khí và vật chất làm cho các đĩa bồi tụ cực nóng; chúng ta có thể nhìn thấy tia X mà các khí siêu nóng của đĩa bồi tụ phát ra. Đĩa bồi tụ thậm chí có thể giúp các nhà khoa học xác định khối lượng của một lỗ đen. Khi đĩa đến gần lỗ đen hơn, nó sẽ tăng tốc độ và thu được năng lượng. Nó cũng phát ra bức xạ, cho phép các nhà thiên văn xác định tốc độ di chuyển của vật chất. Từ đó, họ có thể ngoại suy khối lượng của lỗ đen [nguồn: Robbins et al. ].

Xuất bản lần đầu: 19 tháng 8, 2015

Câu hỏi thường gặp về Accretion Disk

Làm thế nào nóng là một đĩa bồi tụ?
Theo Viện Vật lý Thiên văn Max Planck , ma sát giữa khí và vật chất làm cho các đĩa bồi tụ ở rìa lỗ đen trở nên cực kỳ nóng. Các nhà khoa học ở đó dự đoán nhiệt độ có thể lên tới 10 triệu độ.
Làm thế nào để các đĩa bồi tụ giúp các nhà khoa học?
Đĩa bồi tụ có thể giúp các nhà khoa học xác định khối lượng của một lỗ đen. Khi đĩa đến gần lỗ đen hơn, nó sẽ tăng tốc độ và thu được năng lượng. Nó cũng phát ra bức xạ, cho phép các nhà thiên văn xác định tốc độ di chuyển của vật chất. Từ đó, các nhà thiên văn có thể ngoại suy khối lượng của lỗ đen.
Đĩa bồi tụ được làm bằng gì?
Một đĩa bồi tụ bao quanh một thiên thể (giống như một ngôi sao hoặc lỗ đen) với một quầng dày và mờ. Vòng thiên thể đó là thứ tạo nên đĩa bồi tụ: khí, bụi, vật chất.
Tại sao các đĩa bồi tụ lại phẳng?
Vật chất xoắn ốc khi nó đi trong một lỗ đen. Vật chất chuyển động xoắn ốc ngày càng nhanh hơn khi nó đến gần hơn, vỡ ra thành các dòng nguyên tử. Giống như nước chảy ra trong bồn tắm, vật chất trôi đi quanh cái hố. Các nguyên tử của nó phẳng ra tạo ra cái bánh rán mờ ảo của đĩa bồi tụ. Cuối cùng, vật chất mất đi mômen động lượng và rơi xuống điểm thấp.
Đĩa bồi tụ xuất hiện ở đâu trong hệ mặt trời?
Lỗ đen và hệ thống sao đôi.

Nhiều thông tin hơn

Những bài viết liên quan

  • Cách hoạt động của các thiên hà
  • Điều gì sẽ xảy ra nếu Trái đất ngừng quay?
  • Cách hoạt động của thắt lưng tiểu hành tinh
  • Cách hoạt động của lỗ đen
  • Cách hoạt động của các ngôi sao

Nguồn

  • Diễn viên Thiên văn học. "Đĩa bồi tụ." Ngày 11 tháng 7 năm 2013. (Ngày 11 tháng 9 năm 2014) http://www.astronomycast.com/2013/07/ep-306-accretion-discs/
  • Chào, Robin. "Tiến hóa sao nhị phân." Đại học Penn State. (Ngày 11 tháng 9 năm 2014) http://www2.astro.psu.edu/users/rbc/a1/lec16n.html
  • Bách khoa toàn thư Britannica. "Đĩa bồi tụ." 2014. (Ngày 11 tháng 9 năm 2014) http://www.britannica.com/EBchecked/topic/3072/accretion-disk
  • Krimm, Hans. "Hãy hỏi một nhà Vật lý thiên văn." NASA. Ngày 6 tháng 11 năm 2000. (Ngày 11 tháng 9 năm 2014) http://imagine.gsfc.nasa.gov/docs/ask_astro/answers/001106a.html
  • Masetti, Maggie. "Bạn có thể nghe thấy một lỗ đen?" NASA. Ngày 29 tháng 10 năm 2013. (Ngày 11 tháng 9 năm 2014) http://asd.gsfc.nasa.gov/blueshift/index.php/2013/10/29/maggies-blog-can-you-hear-a-black -hố/
  • Robbins, Stuart và cộng sự. "Hố đen." Hành trình xuyên thiên hà. Ngày 11 tháng 1 năm 2006. (Ngày 11 tháng 9 năm 2014) http://burro.astr.cwru.edu/stu/stars_blackhole.html
  • Wanjek, Christopher. "Vòng quanh hố đen." NASA. Ngày 21 tháng 2 năm 2011. (Ngày 11 tháng 9 năm 2014) http://solarsystem.nasa.gov/scitech/display.cfm?ST_ID=265