Processos físicos

Dadas as densidades e temperaturas típicas em discos de acreção, a viscosidade é muito baixa para impulsionar a deriva para dentro. Pensa-se que o atrito vem da turbulência devido à rotação do disco que amplifica quaisquer campos magnéticos que já lá se encontram. Essa turbulência fornece a viscosidade efetiva que impulsiona a deriva da matéria para dentro enquanto transporta o excesso de momento angular para fora.

Como o material no disco se aproxima do acretor, ele acelera em resposta à forte atração gravitacional e se move ao longo de um caminho em espiral a velocidades orbitais supersônicas enquanto ainda se desloca gradualmente para dentro a velocidades subsônicas. Se o acretor for uma estrela de sequência principal normal, a velocidade orbital é de centenas de quilómetros por segundo. Nos casos mais extremos de estrelas de neutrões ou buracos negros, o movimento orbital aproxima-se da velocidade da luz e, portanto, precisa de ser descrito pela teoria da relatividade. A emissão do disco exibe efeitos relativistas como o redshift gravitacional, no qual o comprimento de onda da luz emitida é deslocado para comprimentos de onda mais longos.

Porque o material do disco precisa perder energia para se acumular no objeto central, o material no disco fica quente, e o calor gerado escapa pelos dois lados do disco. Nos binários de raios X, onde o acretor é uma estrela de nêutrons ou um buraco negro, as temperaturas nos discos de acreção variam de alguns milhares a vários milhões de kelvins. Portanto, o disco emite luz de infravermelhos a comprimentos de onda de raios X de baixa energia (suave). Frequentemente partes do disco podem evaporar para formar uma coroa de baixa densidade ainda mais quente, semelhante à do Sol, emitindo radiação na faixa de raios X de alta energia (dura).

Muito pode ser aprendido com estudos espectrais detalhados (ver espectroscopia) da emissão dos discos de acreção. A emissão contínua fornece pistas sobre a taxa a que a massa flui através do disco e sobre a distribuição da temperatura na superfície do disco. A emissão da linha e sua forma detalhada permitem a medição dos parâmetros do sistema. Nos melhores casos, a massa e a velocidade de rotação do objeto compacto central podem ser determinadas através da análise detalhada do comprimento de onda e da forma de certas linhas espectrais de ferro. Estas linhas fornecem a melhor evidência para a existência de buracos negros.

Muitos objetos de acreção diferentes, incluindo quasares, radio galáxias, binários de raios X e estrelas jovens, ejetam parte do material acretido de seus pólos na forma de jatos supersônicos (ver jato de rádio). Geralmente pensa-se que estes jatos são provavelmente impulsionados por forças magnéticas que surgem nas linhas do campo magnético que são helicoidalmente torcidas pela rotação do disco e que são direcionadas perpendicularmente a ele.

Juhan Frank

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