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magnétosphère SUN
- Vsuplenie
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Propriétés qualitatives d'un trou noir magnétosphère
Le modèle accepté du disque d'accrétion autour du trou noir supermassif, l'énergie gravitationnelle est continuellement convertie en énergie cinétique, thermique et magnétique à la suite d'actions de viscosité communautaire, mais aussi l'extension et de reconnexion des lignes de champ magnétique. A l'origine, la viscosité peut être turbulent, magnétique, rayonnement, voire moléculaire [7,8]. Nombre d'énergie thermique libérée est suffisante pour maintenir le disque de gaz fortement ionisé. Par conséquent, un tel gaz est un excellent conducteur, ce qui signifie le gel du disque des champs magnétiques dans le plasma (les «magnétohydrodynamique idéale»), à moins que l'on considère une reconnexion des lignes électriques lorsque le champ devient trop chaotique et confus, et un champ de glissement macroscopique à travers le plasma en raison de Rayleigh - Taylor instabilité. Comme le disque de plasma, qui est sous l'influence de la viscosité, en spirale progressivement tombe dans un trou noir, il apporte avec lui gelé dans le champ magnétique et est libéré de ce champ à l'horizon trou étiré.
Fig. La figure 10 montre la région centrale du disque d'accumulation et le champ magnétique congelé-in. Le disque se trouve dans le plan équatorial des trous en raison de l'effet Bardeen Petterson.
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Fig.
10. La région intérieure du disque d' accrétion autour du dyry- noir avec piercing ses lignes de champ magnétique.
Bien que représenté avec un disque mince, l'analyse donnée dans le texte, cela ne signifie nullement pas.
surface
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utilisé dans la discussion de la conservation du flux magnétique.
(Figure reproduite à partir [4].)
À l'avenir, nous allons utiliser les équations de Maxwell et les résultats des tâches de travail modèle 3, pour comprendre la qualité et de la structure du disque de trou magnétosphère.
Près de l'horizon de la situation physique peut être très difficile. Par exemple, la reconnexion des lignes électriques peut être fréquents et conduire à des perturbations graves du champ gelé dans le plasma et le champ à l'horizon peut parfois devenir si forte qu'elle sera repoussée du trou dans le disque (instabilités Rayleigh-Taylor). Cependant loin de magnétohydrodynamique trou idéal (MHD), apparemment, peut servir comme une excellente approximation ..
Selon la loi de Faraday appliquée à 
L'expression de la FEM dans le côté droit peut être réécrite pour l'exprimer à travers un champ magnétique sur le disque en utilisant cette condition de congélation, juste à MHD: où v - vitesse du plasma dans le disque.
Ensuite, l'équation devient:
Cette équation a une interprétation physique évidente: le taux de variation du flux magnétique à travers la surface 
(Mesuré par unité de temps du monde) est égale à la vitesse à laquelle le champ magnétique est transféré à travers le circuit 
courant à l'intérieur du plasma. Ainsi, le flux magnétique est conservé au fil du temps; circuler à travers Elle peut augmenter ou diminuer seulement en raison du fait que les lignes de champ magnétique physiquement déplacé vers l'intérieur ou vers l'extérieur par . Cette conclusion, qui est évidente dans l'espace plat en l'absence de gravité, reste valable dans l'espace courbe autour du trou noir, et en présence de champs gravitationnels et trou gravitomagnitnogo.
Considérons maintenant le sort des lignes de champ magnétiques portés au trou conduire le plasma. Comme le plasma atteint le bord interne du disque (près du rayon minimum d'orbites circulaires stables;. Voir [7]) Et puis dans une spirale tombe dans le trou, il devient une cause sans rapport avec les lignes électriques, qu'elle portait. Toutefois, cela ne signifie pas qu'un champ portable devient libre. La loi de conservation de l'écoulement (1.3) veille à ce que les lignes de force, même en rupture avec leurs sources, ne peuvent échapper à l'infini. Ils peuvent être repoussés dans le lecteur (l'instabilité de Rayleigh-Taylor) ou du perméat presque un espace vide entre le trou et le disque, ou entourant les lignes électriques de pression de Maxwell peut les pousser dans le trou.
Nous pouvons faire une image qualitative de l'évolution du champ près du trou, en combinant des considérations de pression et la tension Maxwell Maxwell. Considérons d' abord une ligne magnétique idéalisée de la force sous la forme de charnières indiquées dans le schéma Fig a1. 11. Le bord gauche de la boucle a déplacé le plasma, qui est gelé, il était, à travers l'horizon étendu, et le reste de la boucle récemment libéré lorsque le plasma est à l'intérieur de la boucle, est tombé dans le trou, en laissant une boucle derrière. A ce moment charnière était libre dans un vide presque complet dans un champ gravitationnel superstrong tendu juste au-dessus de l'horizon. Lorsque le plasma est confiné boucle sa gauche, il est apparu que la tension Maxwell le long de la ligne de force ne soit pas compensée par d' autres forces agissant sur le plasma, de sorte que la ligne d'alimentation est comprimé et empilés parallèlement à l'horizon étiré, générant ainsi un courant à l'horizon (la loi d'Ampère, le tableau a2) et puis détruit par l'action de ce courant (chauffage ohmique, tableau aS)
Considérons maintenant les lignes de champ magnétique (tels que ceux qui courent à travers un trou dans le diagramme 61 Figure 11), qui se prolongent à de très grandes distances radiales possible, loin des trous qu'ils font une boucle et retournés au disque d'accrétion ou de prolonger indéfiniment, d' entrer dans l' espace interstellaire Ce pouvoir ligne contribuent au flux magnétique net à travers le «chapiteau», illustré à la figure 10, et donc ne peut pas anéantir l'évolution de ces lignes de force dans le voisinage de l'horizon sera déterminée par les aléas des pressions Maxwell les poussant. Si en quelque sorte toutes les lignes de force dans le trou à un moment venu à un endroit localisé (figure 61 dans la figure 11), plus elles restent en tant que telle ne peut pas, la pression Maxwell rapidement ( à partir de la vitesse locale de la lumière) et secouaient leur créer une distribution plus ou moins uniforme (figure 62), cependant, en raison du redshift gravitationnel opposé redressant champ persisteront près de l'horizon et les lignes tendues de force seront effectivement mis en parallèle avec le redressement tendu l'horizon, qui sera suivie par une dissipation ohmique. détails qualitatifs du mouvement de ces lignes de force, y compris l'énergie et l'équilibre, sont discutés dans [4] Les résultats de ce mouvement est d'environ une distribution uniforme du champ, pénétrant horizon étiré.
A partir de ces considérations , nous pouvons conclure (Thorne suivre McDonald et [4] et McDonald et Syuenu et [5]) que la structure de trou magnétosphère de la qualité et le disque doivent être aussi dans le diagramme de la figure 11, quel que soit le chaos il est un domaine qui imprègne le disque, le champ qui imprègne le trou, il sera très lissée. Si le disque est "essaie" de perdre un champ aléatoire sur le trou, la puissance en boucle fermée sera détruite dans un temps caractéristique 
Tout en laissant le terrain ordonné. Si la pression Maxwell des lignes électriques qui imprègnent le disque, à un certain point, poussant le trou de la boîte, conduisent à l'apparition de condensation, puis redressez retour champ du même temps caractéristique et devenir plus ou moins homogène.
les lignes de champ magnétique qui imprègnent l'horizon étendu et illustré sur la figure 11, dans un pas fixé dans le trou directement de la force gravitationnelle, ils "forcé" à pénétrer dans le trou en raison de la pression exercée par les lignes électriques Maxwell environnants, qui sont à leur tour fixés sur le disque.
L'intensité du champ au niveau du trou est déterminée par l'histoire de l'évolution du disque dans le passé, le flux résultant dans le trou en ce moment est égal au débit total, qui a été publié un disque de tous les temps qui précède l'existence. Dans certains de l'ère disco a été libéré du champ de la même polarité, dans d'autres époques - des champs de polarité opposée. (Par exemple, les lignes de champ affichés dans la partie gauche de la figure 11, dans laquelle le trou est transmise dans un avenir proche, sont de polarité opposée aux lignes de champ qui pénètrent dans le trou pour le moment).
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Fig. 11 Brunissage champ magnétique étiré l'horizon d'un trou noir. Au fond (en) - un champ repassé possible de la structure finale, mais également le disque environnant, et son champ chaotique. Sur la gauche (Al - aS) - la disparition des boucles magnétiques fermés, qui fait partie du processus de lissage. Droite (61 - 63) - une redistribution dynamique des lignes électriques, qui ont d' abord été très concentrée près |
L'intensité du champ maximal résultant, susceptibles d'avoir une valeur, nécessaire d'établir un équilibre entre la pression magnétique 
à proximité du trou et le gaz de la pression p du gaz dans les parties les plus internes du disque.
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Fig. 12. La structure en spirale du champ magnétique dans stationnaire à symétrie axiale porteur magnétosphère courant d'un trou noir. Dans les lignes de champ se situent dans les surfaces magnétiques, deux d' entre elles (marquées avec les numéros 1 et 2) sont présentés ci - dessous. |
La figure 12 montre la structure du champ magnétique d'un trou noir dans la solution Kerr. Les lignes de champ sont représentées par des hélices qui sont enroulés de façon répétée sur la surface magnétique.
Le champ magnétique du Soleil - 50 Gs. Si l' on suppose, comme dans la majorité des études sur la structure du champ magnétique que la diminution de l'intensité du champ magnétique est inversement proportionnelle au rayon, la puissance estimée du champ magnétique au centre du soleil doit être d' au moins 10 Juillet Gs. Pression calculée dans le centre de la p ga Sun = Octobre 16 dyne / cm 2. À partir des modèles typiques de disques d' accrétion autour des trous noirs supermassifs dans les noyaux galactiques (voir., Par exemple, l' annexe C [6]), il en résulte que le gaz de p peut être de l'ordre de Juillet 10 dyne / cm 2 et, en conséquence, l'intensité du champ magnétique maximum caractéristique au niveau du trou peut être 10 G. 4
Auteurs: SI Gordeev, VN Voloshin 28.07.2003
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