블랙홀 회전 주위에 별 형성?

아마추어 질문을 실례합니다. 치과 시술 중에 무슨 일이 일어나고 있는지에 대한 생각을하면서 내 마음은 회전하는 블랙홀에 가까운 별의 모형과 물질의 영향에 영향을 미쳤다.

이러한 물질이 고온으로 여기 될 것이라는 것은 명백하지만, 회전과 여기의 조합이 지속적인 융합 반응을 유도하기에 충분할 수 있을까?

그렇다면, 이것이 사건의 지평선에서 퓨전 '링'을 유지하기에 충분한 에너지를 생산할 것인가?

더 가벼운 요소를 생산하기에 충분한 반응이 있습니까?

자신을 산만하게하려는 시도에 의해 생성 된 순수한 호기심

블랙홀 (및 중성자 별)에 재료가 축적되면 매우 뜨겁고 상대적으로 밀도가 높은 환경을 제공합니다. 이러한 상황에서 핵융합이 일어날 수 있는가, 이것이 에너지 적으로 중요한지 또는 새로운 화학 원소를 생산하는 수단 (핵 생성)인지에 대한 문제이다.

첫 번째 질문에 대한 답변은 비교적 간단합니다. 재료가 블랙홀쪽으로 떨어지면 각 운동량으로 인해 강제 디스크가 형성됩니다. 점성 공정은 디스크를 가열하고 토크를 제공하여 재료가 에너지와 각 운동량을 잃게하여 결국 블랙홀로 떨어집니다. 재료가 블랙홀쪽으로 떨어질 때 얻은 중력 전위 에너지 (GPE)의 대부분은 재료를 가열하게됩니다.

블랙홀의 가장 안쪽에있는 원형 궤도는 3 Schwarzschild radii 이며, 여기서 은 블랙홀 질량입니다. 이 반경으로 떨어지는 질량 재료에 대해 방출 된 GPE 는 입니다. 즉, 물질의 나머지 질량 에너지의 6 분의 1이 열로 방출 될 수있다. M m ~ G M m C 2 / 6 G M = m C 2 /$=6GM/c^2$$M$$m$$\sim GMmc^2/6GM = mc^2/6$

이것을 핵융합과 비교하십시오. 수소의 헬륨으로의 융합은 나머지 디스크의 0.7 % 만 에너지를 디스크를 가열 할 수있는 에너지로 방출합니다.

따라서 에너지 관점에서 핵융합 반응은 디스크에서 훨씬 더 많이 발생하지 않는 한 무시할 수 있습니다.

핵 합성 수율에 대한 질문은 더 복잡합니다. 블랙홀이 많을수록 증가율이 높을수록 일반적으로 디스크 온도와 밀도가 높아지고 융합 률이 높아집니다. 그러나 가능한 냉각 공정의 세부 사항과 블랙홀에 얼마나 많은 재료가 전달되는지에 달려 있습니다. Hu & Peng (2008) 은 태양계 블랙홀 10 개에 대한 일부 가속 모델을 제시하며이 메커니즘으로 특정 희귀 동위 원소를 생성 할 수 있다고 제안합니다. 스텔라 크기의 블랙홀은 아마도 핵융합을 유지하는 데 필요한 온도를 달성하기 위해 매우 실질적으로 수퍼에 딩턴의 발생률이 필요할 것이다.프랭클 (2016) . 이러한 비율은 블랙홀이 꾸준한 증가 흐름이 아닌 이진 컴패니언을 방해하는 경우에만 가능합니다.

마찰 디스크로 인한 열은 마찰로 인해 발생하며 마찰은 상대 운동이있을 때만 발생합니다. 따라서 그 가속 디스크에서 많은 입자들이 높은 속도로 서로에 대해 움직이고 있기 때문에, 그 입자에 대해 합쳐 져야하기 때문에 융합이 일어나지 않아야합니다. 별처럼 (우리 태양처럼), 별의 질량은 융합을 생성하기에 충분하지 않으며 양자 터널링의 도움이 필요하므로 핵력의 반발을 극복하기 위해 그 가속 디스크 내에서 압력을 이용할 수 있다고 말할 수 없습니다.