| поиск по сайту | |
Астрономия Древней Греции
Астрономия Древних Греков Тот самый Пифагор Аристотель и первая научная картина мира Первый гелиоцентрист «Phaenomena» Евклида и основные элементы небесной сферы Самая яркая “звезда” александрийского неба. Календарь и звезды
Космическая турбулентность |
|||||||||||||||||||||||||
|
Какова природа трения внутри аккреционных дисков, приводящего к выделению гигантской энергии? Возможно, частицы вещества в диске сталкиваются и обмениваются энергией и моментом импульса. Такой механизм работает в кольцах Сатурна: песчинки, камни, валуны и их составляющие соприкасаются друг с другом, энергия переходит в тепло, а момент импульса переходит наружу. Кольца Сатурна в некотором смысле можно считать вязкой жидкостью, в которой сталкивающимися молекулами стали камни! Столкновения заставляют кольца растягиваться по радиусу, но спутники Сатурна действуют как резервуары момента импульса и ограничивают это растяжение. К сожалению, подобным образом невозможно объяснить активность других типов аккреционных дисков. В двойных системах или в центрах галактик столкновения частиц вызвали бы настолько малый приток массы к центру, что невозможно было бы объяснить гигантскую светимость дисков. Возможно, поток вещества в них усиливается крупномасштабными волнами, похожими на спиральные рукава галактик. Так же, как звуковые волны переносят в воздухе энергию, спиральные волны могут переносить в диске энергию и момент импульса наружу, облегчая аккрецию вещества. Астрономы нашли свидетельства существования спиральных волн в аккреционных дисках у некоторых двойных систем, которые, однако, не настолько сильны, чтобы обеспечить приток вещества, необходимый для возникновения наблюдаемого излучения (см. рис.). Многие астрофизики полагают, что важнейший механизм трения в аккреционных дисках - турбулентность, ускоряющая поток вещества. Когда по трубе движется вода, ее вязкость снижает скорость течения у внутренней стенки трубы. Если же градиент скорости увеличится, то он в конечном счете дестабилизирует поток воды и сделает его бурным и хаотичным. Поскольку в аккреционных дисках потоки вещества обладают разными скоростями, в 1970-х гг. астрофизики предположили, что диски могут быть турбулентными. Но когда они попробовали смоделировать это явление, решая уравнения движения жидкости на компьютерах, то не обнаружили условий для развития турбулентности в аккреционных дисках. Возможно, компьютерное моделирование не было точным или аналогия с потоком жидкости в трубе не совсем верна и вращающиеся системы типа аккреционных дисков ведут себя иначе. Исследователи провели лабораторные опыты, пытаясь создать турбулентность в потоках, которые напоминают аккреционные диски, но результаты вновь оказались спорными. И все же астрофизики уверены, что аккреционные диски турбулентны. Впервые попытку рассчитать структуру турбулентного диска в 1973 г. предприняли российские астрофизики Николай Шакура и Рашид Сюняев. Они смогли построить теоретические модели аккреционных дисков и сравнить их с наблюдениями. Ученые показали, что иногда некоторые аккреционные диски в двойных звездных системах на короткое время увеличивают свою светимость (например, карликовая Новая, вспышка аккреционного диска вокруг белого карлика в двойной системе), что вызвано неустойчивостью в диске, которая вынуждает вещество быстрее перемещаться внутрь. Несмотря на вышеизложенные достижения, модель Шакуры-Сюняева ненамного приблизила нас к сути явлений. Расхождение между теорией и данными наблюдений может возникать, если предположение о турбулентности диска вообще неверно. С другой стороны, турбулентность, обеспечивая перенос момента импульса по диску, могла бы дать подобные эффекты, но исследователи не могут предсказать, какими они будут, пока не поймут процессов, стоящих за ними. |
|||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||
