Общая теория относительности - Хокинга В.
Скачать (прямая ссылка):
практике, требуются токи, свободно текущие поперек горизонта. Поскольку
частицы должны двигаться внутрь на горизонте и могут, по-видимому,
двигаться наружу на больших расстояниях, должен существовать какой-то
источник зарядов, переносящих ток во внутренней магнитосфере. Он может
обеспечиваться разрушением вакуума над горизонтом, как при ударе молнии.
Это приводит к тому, что при ожидаемых внутри ядра квазара условиях
существуют простые механизмы, способные произвести это разрушение. Это
дает альтернативный способ высвобождения значительной части энергии покоя
аккрецируемого вещества. На самом деле любой аккрецирующий замагниченный
газ будет, по-видимому, нестабильным, так что большая часть энергии будет
выделяться скорее во взрывных вспышках [1831, чем в описанных здесь
идеализированных стационарных во времени процессах.
Конечным результатом действия как коронального, так и электромагнитного
механизма будет, по-видимому, коллимированный ветер, вполне вероятно,
движущийся с релятивистской скоростью. Однако он вряд ли может создавать
двойной радиоисточник без дополнительных фокусирующих механизмов вдали от
дыры.
Если оказывается, что основная часть наблюдаемой энергии излучения имеет
вторичное происхождение и не генерируется очень близко к дыре, то
становится гораздо труднее отличить модель с черной дырой от модели,
основанной, например, на сверхмассивной звезде. Вероятно, в понимании
природы излучающей области наибольшие надежды можно возлагать на
рентгеновские наблюдения удаленных квазаров и оптические наблюдения
«Лацертид» (класс квазароподобных объектов, характеризуемых отсутствием
эмиссионных линий и наличием высокой поляризации, крутого спектра и
экстремально быстрой переменности).
Если черная дыра в квазаре не окружена особенно массивным диском, она
должна получать газообразное топливо со скоростью ~(1 — 100)/Ио год-1.
Постулируются два характерных механизма. Во-первых, плотное скопление
звезд вокруг массивной дыры долж-
///. Астрофизика черных дыр
201
но иметь в центре пик плотности, обеспечиваемый действием механизмов,
обсужденных в разд. 5 для черных дыр в шаровых скоплениях. Звезды внутри
этого пика могут разрушаться приливными силами или столкновениями, и
значительная часть газообразных продуктов разрушения должна падать на
дыру 164, 1131. Если бы дыра была достаточно массивна (M^ICM©), она могла
бы притягивать достаточно плотные области скопления, так чтобы обеспечить
топливом даже наиболее яркие квазары [2251. Можно было бы думать, что
поставляемая таким образом плазма будет неспособна определять выделенную
ось. Напротив, Бардин и Петтерсон [12] показали, что если дыра быстро
вращается, то в пределах —100 шварцшиль-довских радиусов аккрецируемая
плазма будет оседать в экваториальной плоскости дыры. Интересно, что дыра
с массой Ma^108Mq создает приливное ускорение ~c,/?q(GM/i)-2 в звезде
типа Солнца, которое меньше, чем ее собственная гравитация ~GMqRq2. Это
означает, что звезды не будут разрушаться приливными силами до
пересечения ими горизонта, и это может обеспечить способ выключения
квазаров, когда их массы становятся больше чем — 108Л1©1821.
Другим постулируемым источником аккрецируемого вещества для черной дыры
является окружающий газ в окрестности дыры. Такой газ мог бы
генерироваться звездными процессами (Сверхновые, планетарные туманности и
т. д.) в гипотетической окружающей галактике (см., например, 1671) или
выхватываться из проходящей галактики (см., например, статью Ганна в
книге 1801).
Образование черной дыры прежде всего дает богатые возможности для
произвольных теоретических выводов. Как обсуждается в п. 7.1, дыра может
быть первичной и на самом деле играть роль зародыша конденсации
окружающей галактики. Однако она может быть также естественным продуктом
эволюции массивного ядра звездного скопления, увеличенным в масштабе
вариантом сценария для шарового скопления (см. разд. 5). Как и в шаровых
скоплениях, дыра может проглотить заметную часть массы первичного
скопления, если только имеется эффективный механизм диссипации (например,
звездные столкновения), который может увеличить энергию связи звезд. Этот
вопрос подробно обсуждается Рисом в работе [801.
6.5. НАБЛЮДЕНИЯ ЧЕРНЫХ ДЫР В КВАЗАРАХ
В качестве заключения разд. 6 отметим, что модель квазара с черной дырой,
по-видимому, не даст легко узнаваемых в наблюдениях признаков, как,
впрочем, и многие конкурирующие модели. Например, обнаружение
значительного смещения в радиоположении от одного всплеска до другого
более всего согласовывалось бы с моделью звездного скопления;
демонстрация убедительной периодичности в световой кривой квазара 1144]
могла бы служить сильным свидетельством в пользу несколлапсированной
сверхмассивной
202
Р. Д. Блэндфорд, К. С, Торн
звезды. Как и в случае двойных рентгеновских источников, по-видимому,
лучшее, на что можно надеяться в ближайшем будущем,— это цепь аргументов,
