sábado, 16 de noviembre de 2024

Chorro relativista genera SMBH


La materia que se acerca a un agujero negro lo hace con una velocidad y dirección propia, no se dirige directamente al agujero, que ocupa un espacio minúsculo en relación al que ocupaba la materia que se le acerca. Esto hace que una partícula de esa materia no caiga dentro de él, sino que adquiere más velocidad. Si no es frenada por otras partículas, escapa. Si es frenada en parte, quedará orbitando cerca del agujero, ganando velocidad con el acercamiento.

En una órbita cercana al horizonte de sucesos llamada ergosfera la velocidad de lo que orbite ahí se iguala a la de la luz, de manera que lo que llegue ahí es indistinguible de una radiación electromagnética (llamémoslo luz) y su dimensión, visto desde fuera, es 0.

Supongo que antes de llegar a la ergosfera, los átomos giran en un plano, el disco de acreción, y chocan entre sí a velocidades relativistas. Los choques a esa velocidad producen reacciones nucleares que desprenden radiación y partículas veloces, incluidos los átomos ionizados que resulten de la reacción. La velocidad y dirección resultantes son aleatorias, de manera que las partículas resultantes, formadas por iones y electrones, no tienen porqué caer en dirección a ese pequeño espacio ocupado por el agujero, sino que escapan, preferentemente en dirección perpendicular al disco, por donde encuentran menos resistencia.

La velocidad de estas partículas cargadas genera campos magnéticos que canalizan su movimiento y las enfocan en un chorro extremadamente estrecho.


A medida que más materia se acerca a ese disco esta reacciona, se impulsa y sale en la dirección de dos chorros opuestos. La masa acretada puede llegar a ser la de un agujero supermasivo, pero debido a su velocidad y dirección inicial no cae al agujero central, sino que sigue el proceso descrito arriba. El resultado es materia que circula a velocidades relativistas, pero en una sola dirección en un espacio largo, estrecho y rectilineo, el de los chorros opuestos que surgen del disco, y que puede tener en conjunto una masa inmensa.


Es de suponer que las partículas del chorro no viajan todas a la misma velocidad, en parte porque unas son iones pesados y otras electrones ligeros.

A lo largo de su viaje por esa línea, parte de esas partículas se acercarán y otras se alejarán. Las que se acerquen y tengan una velocidad relativa baja se atraerán entre si por fuerzas de gravedad y por fuerzas electrostáticas. Acabarán formando cuerpos densos que acumularán más masa que se le acerque del chorro que, por venir en la misma dirección, no se podrá a orbitar, como ocurría cerca del agujero que originó el chorro, sino que caerá diréctamente en el objeto nuevo. Si la masa canalizada por el chorro es del orden de un agujero negro supermasivo, quizá alguno de los objetos formados en el chorro puede crecer hasta formar un agujero negro con una masa mucho mayor que la del agujero origen del chorro.


Quizá algunos agujeros negros supermasivos (SMBH por sus iniciales en inglés) se generen en los chorros relativistas del centro de galaxias activas.

Quizá se forman nuevas galaxias, con un SMBH en su centro, a partir de la materia de esos chorros.


P.D.:

Quizá este hipotético proceso de crecimiento de un SMBH podría explicar el descubrimiento de un SMBH que acreta materia 40 veces más rápido que el límite teórico de Eddington, tal como dice ese artículo:

https://www.nature.com/articles/s41550-024-02402-9

"A super-Eddington-accreting black hole ~1.5 Gyr after the Big Bang observed with JWST"


Se me ocurrió oyendo ese episodio del podcast Coffee Break en el que se refieren al artículo:

https://go.ivoox.com/rf/135927311

Ep486_B: Basura Espacial; Supernova Fallida; Agujeros Negros; Planeta 9


En el minuto 46 Héctor y Gastón sugieren que un campo magnético puede canalizar la materia que acreta el agujero y así superar la presión de radiación. Supongo que el campo magnético de un chorro relativista externo podría hacer este efecto.