Wie kann ein supermassives Schwarzes Loch so viel Energie zur Erleuchtung seiner Materie bringen, wenn seine massive Schwerkraft verhindert, dass Licht entweicht?

So zitieren Sie den deutschen Zeitungsartikel Astronomen beobachten erwachendes Schwarzes Loch :

The materie monster is is that is that is that is that of the heart of the 42 million of the light distance polarring-galaxie ngc 660, their activity within less months.

Erst wenn die Massemonster große Mengen Materie verschlucken, werden sie aktiv. Bei diesem Prozess wird so viel Energie frei, dass die Materie aufleuchtet, bevor sie im Schwarzen Loch verschwindet und ein Teil von ihr in Form von Jets weit ins Weltall hinaus geschleudert wird.

Dies übersetzt ungefähr zu:

Den Daten zufolge befindet sich das Materiemonster in der Mitte der 42 Millionen Lichtjahre entfernten Polarringgalaxie NGC 660, deren Aktivität in nur wenigen Monaten stark zugenommen hat.

Erst wenn diese Materiemonster große Mengen an Materie verschlucken, werden sie aktiv. Dieser Prozess setzt so viel Energie frei, dass die Materie hell erleuchtet wird, bevor sie im Schwarzen Loch verschwindet. Ein Teil der Materie wird in Form von Jets ins Universum geschleudert.

Mein Physiklehrer sagte mir einmal, dass ein Schwarzes Loch nur ein sehr kleines und schweres Objekt ist, das so viel Schwerkraft hat, dass nichts, nicht einmal Licht, aus seiner Schwerkraft entweichen kann. Diese Erklärung wird auch durch diese SE.astronomy gestützt - Wenn sich außer Licht nichts mit Lichtgeschwindigkeit bewegt, wie kann ein Schwarzes Loch dann auch Licht in sich hineinziehen? Frage.

• Wenn ein "normales" (nicht supermassives) Schwarzes Loch bereits verhindern kann, dass Licht entweicht, wie kann Materie, die in das Schwarze Loch hineingezogen wird, Energie / Licht erzeugen, das der Schwerkraft des Schwarzen Lochs nicht entweichen kann?

• Wie kann ein supermassives Schwarzes Loch Materie ziehen, nicht aber die Lichtphotonen der Energie?

• Zusätzlich: Warum wird ein Teil der Materie, die in das Schwarze Loch gezogen wird, ins Universum geschleudert (dh beschleunigt )? Ich verstehe, warum diese Angelegenheit vielleicht geteilt ist - die Beschleunigung nimmt meines Wissens nach quadratisch zu, dh die Unterschiede in Bezug auf die tatsächliche Beschleunigung können in Abhängigkeit vom Ort so groß sein, dass die Angelegenheit nicht zusammengehalten werden kann. Aber ich verstehe nicht, warum ein Teil der Materie genau in die entgegengesetzte Richtung beschleunigt wird , da eine Kraft benötigt wird, die größer ist als die Schwerkraft des supermassiven Schwarzen Lochs. Deshalb: Warum wird ein Teil der Materie in die entgegengesetzte Richtung beschleunigt (dh aus der Schwerkraft des Schwarzen Lochs) als der andere Teil?

Hinweis: Mein Physikunterricht ist eher begrenzt. Ich weiß ein bisschen über die Newtonsche Schwerkraft und ein bisschen über die Theorie der Energieerhaltung Bescheid. Aber das ist alles, was ich über Physik weiß.

Es ist ganz richtig, dass ein Schwarzes Loch so viel Masse hat, dass Licht nicht aus einem Bereich um das Schwarze Loch entweichen kann. Der Rand dieser Region wird als Ereignishorizont bezeichnet. Wenn Sie einen Ereignishorizont überschreiten, kommen Sie nie wieder. Das gilt für Licht und Materie gleichermaßen.

Um das Schwarze Loch herum befindet sich möglicherweise Materie in der Umlaufbahn. Da das Schwarze Loch eine so starke Schwerkraft hat, wird die Geschwindigkeit der umlaufenden Materie sehr hoch sein. In der Tat wird es in der Nähe der Lichtgeschwindigkeit sein. Diese hohe Geschwindigkeit gibt ihm viel Energie. Die Materie wird um das Schwarze Loch eine Scheibe bilden, die als Akkretionsscheibe bezeichnet wird, und Kollisionen in dieser Scheibe bewirken, dass sich die Materie auf Millionen von Grad erwärmt. Bei diesen Temperaturen leuchtet die Scheibe mit Röntgenstrahlen.

Auf dem Teil der Scheibe, der dem Schwarzen Loch am nächsten liegt, fällt Materie von der Scheibe ein, aber bevor sie das Schwarze Loch erreicht, kann sie genügend Energie erhalten, um mit sehr hoher Geschwindigkeit nahe der Lichtgeschwindigkeit ausgestoßen zu werden. Es wird im rechten Winkel zur Scheibe an den Polen des Schwarzen Lochs ausgeworfen. Das sind die "Jets". Entlang dieser Strahlen wird intensive Strahlung erzeugt. Blazare sind entfernte supermassereiche Schwarze Löcher mit Jets, die genau auf uns gerichtet sind.

Das Schwarze Loch selbst ist also "schwarz", aber die Materie, die es umkreist, kann sehr hell sein.

Das Licht kommt weit außerhalb des Ereignishorizonts des Schwarzen Lochs.

Materie kann nicht in ein Schwarzes Loch fallen, ohne zuerst den größten Teil ihres Drehimpulses zu verlieren (sonst würde sie das Schwarze Loch einfach weiter umkreisen). Dies wird durch die nach außen gerichtete Übertragung des Drehimpulses durch Viskosität (und andere Mittel) in einer das Schwarze Loch umgebenden Akkretionsscheibe erreicht.

Wenn sich die Materie dem Schwarzen Loch nähert, verliert sie auch die potentielle Gravitationsenergie, und diese geht in (i) das Erhitzen des Gases und (ii) die Strahlung des Gases über.

Bei etwa dem Dreifachen des Schwarzschild-Radius des Schwarzen Lochs trifft die Materie auf die innerste stabile Kreisbahn , die der stabilen Umlaufbahn um ein Schwarzes Loch am nächsten kommt. Es wird normalerweise angenommen, dass das Material von dort in das Schwarze Loch stürzt und aus unserem Universum "verloren" geht - was die Masse des Schwarzen Lochs erhöht.

Die gesamte Strahlung kommt also von umkreistem Material, das mindestens das Dreifache des Schwarzschild-Radius vom Schwarzen Loch entfernt ist. Es ist kein Problem, dass Licht aus dieser Position "entweicht", obwohl es sowohl durch die Schwerkraft als auch durch den transversalen relativistischen Doppler-Effekt stark rotverschoben wird.

Das Thema "Jets" wurde durch eine andere Frage abgedeckt: Warum haben Schwarze Löcher Jets und Akkretionsscheiben?

Eine andere Möglichkeit ist, darüber nachzudenken, warum Planeten oder Satelliten, die ihre Eltern umkreisen, nicht in sie hineinfallen. In ähnlicher Weise wirbeln Materiestücke um das Schwarze Loch. Im Prozess strahlen sie aufgrund der hohen Trägheitsenergie etwas Energie aus, wenn sie anderen Partikeln gegenüberstehen. Sie vergießen also etwas Masse in Form von Licht.

Es ist wichtig, dass wir uns darüber im Klaren sind, dass es Energie mit dem richtigen Impuls (sowohl Richtung als auch Geschwindigkeit) ist, die ein Teilchen vorbereitet, um den Klauen der Schwerkraft zu entkommen. Wenn also ein Lichtteilchen genug Energie hat und in der Leitung richtigen Richtung , es wird von seiner äußeren Umlaufbahn über den Ereignishorizont zu entkommen, in der Regel in Form von Strahlen.

Das von solchen Strahlen emittierte Licht ist von immenser Energie und wird üblicherweise im Gammaspektrum beobachtet. Wenn Sie daran interessiert sind, wie diese emittierten Jets zur Untersuchung des Schwarzen Lochs oder allgemein der Teilchenphysik mit hoher Energie verwendet werden können, schlagen Sie nach: Very High Energy Gamma Ray Astronomy. Es gibt ganze Klassen von Objekten, die VHE-Gammaphotonen und anderes faszinierendes Material emittieren.