Dysk akrecyjny to struktura powstająca z gazu, pyłu lub innej materii krążącej wokół centralnego obiektu o dużej masie, takiego jak czarna dziura, gwiazda neutronowa, biały karzeł lub młoda gwiazda. Materia w dysku akrecyjnym opada w kierunku centralnego obiektu, zyskując prędkość orbitalną i tworząc charakterystyczny płaski, wirujący dysk.
Jakie informacje znajdziemy w publikacji?
Powstawanie i struktura dysku akrecyjnego
Dysk akrecyjny formuje się, gdy materia z otoczenia centralnego obiektu zaczyna się na niego akumulować pod wpływem sił grawitacyjnych. Materia ta, posiadająca moment pędu, nie opada bezpośrednio na centralny obiekt, lecz zaczyna krążyć wokół niego. W wyniku tarcia wewnątrz dysku materia traci energię kinetyczną i powoli spiralnie przemieszcza się ku centrum, prowadząc do dalszej akrecji na obiekt centralny.
Obiekt ten jest strukturą wysoce zorganizowaną, której głównymi właściwościami są płaskość i rotacja. Dyski te mają wyraźnie różne regiony: zewnętrzne, gdzie materia jest chłodniejsza i rzadsza, oraz wewnętrzne, bliżej centralnego obiektu, gdzie temperatura wzrasta do bardzo wysokich wartości, co prowadzi do intensywnej emisji promieniowania.
Często obserwuje się emisję w zakresie widzialnym, ultrafioletowym, a także rentgenowskim, szczególnie w przypadku dysków akrecyjnych wokół czarnych dziur lub gwiazd neutronowych.
Polecamy również …
Dyski akrecyjne wokół różnych typów obiektów
Dyski akrecyjne wokół czarnych dziur
Powstałe wokół czarnych dziur, zarówno tych o masach gwiazdowych, jak i supermasywnych w centrach galaktyk, dyski akrecyjne są źródłem ekstremalnie energetycznych zjawisk. Materia opadająca w stronę horyzontu zdarzeń osiąga ogromne prędkości i temperatury, co powoduje silną emisję rentgenowską i może prowadzić do powstania dżetów – strumieni materii wyrzucanych z biegunów czarnej dziury z prędkością bliską prędkości światła.
Dyski akrecyjne wokół młodych gwiazd
Wokół młodych gwiazd, takich jak np. T Tauri, dyski akrecyjne są miejscem formowania się planet. W dyskach protoplanetarnych, złożonych z gazu i pyłu, zachodzą procesy kondensacji i koagulacji, które prowadzą do powstawania planet i innych małych ciał niebieskich.
Dyski akrecyjne wokół gwiazd neutronowych i białych karłów
W systemach podwójnych, gdzie jedna z gwiazd jest zwarta (np. gwiazda neutronowa lub biały karzeł), dyski akrecyjne powstają, gdy materia przepływa z towarzyszącej gwiazdy na zwarty obiekt. Tego typu dyski są źródłem intensywnych promieniowań rentgenowskich oraz czasem prowadzą do zjawisk takich jak nowe, wybuchy rentgenowskie, czy nawet supernowe typu Ia.
Znaczenie dysków akrecyjnych w badaniach astronomicznych
Dyski akrecyjne są ważnym elementem w wielu procesach astronomicznych – od formowania się gwiazd i planet, po zrozumienie zachowania czarnych dziur i innych zwartych obiektów. Badania nad nimi dostarczają cennych informacji na temat dynamiki, struktury i ewolucji tych układów.
Dzięki dyskom akrecyjnym astronomowie mogą badać również fundamentalne procesy fizyczne, takie jak transfer momentu pędu, emisja promieniowania oraz formowanie struktur kosmicznych.
(1) Frank, J., King, A., & Raine, D. J. (2002) / „Accretion Power in Astrophysics”. Cambridge University Press.
(2) Pringle, J. E. (1981) / „Accretion Discs in Astrophysics”. Annual Review of Astronomy and Astrophysics, 19(1), 137-162.
(3) Kato, S., Fukue, J., & Mineshige, S. (2008) / „Black-Hole Accretion Disks: Towards a New Paradigm”. Kyoto University Press.
(4) Hartmann, L. (1998) / „Accretion Processes in Star Formation”. Cambridge University Press.
(5) Lynden-Bell, D. (1969) / „Galactic Nuclei as Collapsed Old Quasars”. Nature, 223(5207), 690-694.
