El proceso de Blandford-Znajek es un mecanismo para la extracción de energía de un agujero negro en rotación , [1] [2] introducido por Roger Blandford y Roman Znajek en 1977. [3] Este mecanismo es la descripción más preferida de cómo son los chorros astrofísicos formados alrededor de agujeros negros supermasivos giratorios . Este es uno de los mecanismos que alimentan a los cuásares , o agujeros negros supermasivos de rápida acumulación. [4]En términos generales, se demostró que la potencia de salida del disco de acreción es significativamente mayor que la potencia de salida extraída directamente del agujero, a través de su ergosfera. [5] [6] Por lo tanto, la presencia (o no) de un campo magnético poloidal alrededor del agujero negro no es determinante en su producción de energía total. También se sugirió que el mecanismo juega un papel crucial como motor central para una explosión de rayos gamma . [7]
Física del mecanismo
Como en el proceso de Penrose , la ergosfera juega un papel importante en el proceso de Blandford-Znajek. Para extraer energía y momento angular del agujero negro, el campo electromagnético alrededor del agujero debe ser modificado por corrientes magnetosféricas . Para impulsar tales corrientes, el campo eléctrico no necesita ser apantallado y, en consecuencia, el campo de vacío creado dentro de la ergosfera por fuentes distantes debe tener un componente no apantallado. La forma más preferida de proporcionar esto es una cascada e ± pair en un fuerte campo eléctrico y de radiación. [8] Como la ergosfera hace que la magnetosfera dentro de ella gire, el flujo saliente del momento angular da como resultado la extracción de energía del agujero negro.
El proceso de Blandford-Znajek requiere un disco de acreción con un fuerte campo magnético poloidal alrededor de un agujero negro giratorio. El campo magnético extrae energía de espín, y la potencia se puede estimar como la densidad de energía a la velocidad del cilindro de luz multiplicado por el área:
donde B es la fuerza del campo magnético,es el radio de Schwarzschild y ω es la velocidad angular . [4]
Ver también
- Proceso de Penrose , otro mecanismo para extraer energía de un agujero negro
- Radiación de Hawking , otro mecanismo para extraer masa, por lo tanto energía de un agujero negro
- Chorros astrofísicos , grandes estructuras vistas alrededor de algunos cuásares y creadas por el proceso de Blandford-Znajek
Referencias
- ↑ Frolov, Valeri P .; Zelnikov, Andrei (2011), Introducción a la física de los agujeros negros , Oxford: Oxford University Press , ISBN 978-0-19-969229-3, Zbl 1234.83001, (Capítulo 8.9: Agujeros negros en el campo magnético externo).
- ^ Lea, Robert (31 de enero de 2019). "Cómo los agujeros negros alimentan chorros relativistas" . Medio . Consultado el 10 de septiembre de 2020 .
- ^ RD Blandford y RL Znajek, "Extracción electromagnética de energía de los agujeros negros de Kerr", Mon. No. R. Astr. Soc. 179: 433 - 456 (1977) .
- ^ a b Frank, Juhan; Rey, Andrés; Raine, Derek J. (febrero de 2002). Poder de acreción en astrofísica (tercera ed.). Cambridge, Reino Unido: Cambridge University Press. Bibcode : 2002apa..book ..... F . ISBN 0521620538.
- ^ Livio, M .; Ogilvie, GI; Pringle, JE (1 de febrero de 1999). "Extracción de energía de agujeros negros: la importancia relativa del mecanismo de Blandford-Znajek" . El diario astrofísico . 512 (1): 100-104. arXiv : astro-ph / 9809093 . Código bibliográfico : 1999ApJ ... 512..100L . doi : 10.1086 / 306777 .
- ^ McKinney, Jonathan C. (1 de septiembre de 2005). "Potencia total y Jet Blandford-Znajek en presencia de un disco de acreción" . Las cartas de la revista astrofísica . 630 (1): L5 – L8. arXiv : astro-ph / 0506367 . Código Bibliográfico : 2005ApJ ... 630L ... 5M . doi : 10.1086 / 468184 . S2CID 18743811 .
- ^ Lee, HK; Wijers, RAMJ; Brown, GE (2000). "El proceso de Blandford-Znajek como motor central para una explosión de rayos gamma" . Informes de física . 325 (3): 83-114. arXiv : astro-ph / 9906213 . Código Bibliográfico : 2000PhR ... 325 ... 83L . doi : 10.1016 / S0370-1573 (99) 00084-8 . ISSN 0370-1573 . S2CID 7936182 .
- ^ Camenzind, M .: "Objetos compactos en astrofísica" (Springer 2007, ISBN 978-3-540-25770-7 ), pág. 500, 505.
enlaces externos
Los físicos identifican el motor que impulsa los rayos de energía del agujero negro un artículo de la revista Quanta sobre los escenarios SANE vs MAD del proceso Blandford-Znajek