Sołtan argument - Sołtan argument

The Sołtan argument je astrofyzikální teorie načrtnutá v roce 1982 polština astronom Andrzej Sołtan [pl ]. Tvrdí, že pokud kvasary byly napájeny navýšení na a supermasivní černá díra, pak v našem místním vesmíru musí existovat takové supermasivní černé díry jako „mrtvé“ kvasary.

Dějiny

Již v roce 1969 Donald Lynden-Bell napsal dokument naznačující, že "mrtvé kvasary" byly nalezeny ve středu mléčná dráha a blízké galaxie tím, že tvrdí, že vzhledem k počtu kvazarových čísel, světelnosti, vzdálenosti a účinnosti narůstání do „Schwarzschildova hrdla“ skrz poslední stabilní kruhová dráha (Všimněte si, že termín Černá díra byl vytvořen pouze o dva roky dříve a stále získával populární využití), zhruba 10¹⁰ kvasary existovaly v pozorovatelný vesmír. Tato hustota počtu „mrtvých kvasarů“ byla Lynden-Bellem přičítána vysoké poměr hmotnosti k světlu objekty nalezené ve středu galaxií. Toto je v zásadě Sołtanův argument, ačkoli přímé spojení mezi hmotami černé díry a kvasarem funkce svítivosti chybí. V příspěvku Lynden-Bell také navrhuje některé radikální myšlenky, které jsou nyní plně integrovány do moderního chápání astrofyziky, včetně modelu, který akreční disky jsou podporovány magnetické pole, že extragalaktické kosmické paprsky jsou v nich zrychleny a odhaduje v řádu řádů masy několika nejbližších supermasivní černé díry včetně těch v mléčná dráha, M31, M32, M81, M82, M87, a NGC 4151.^[1]

O třináct let později Sołtan výslovně ukázal, že zářivost (${displaystyle L}$) kvasarů bylo způsobeno nárůstem hmoty na černé díry dané:

${displaystyle L = epsilon {dot {M}} c ^ {2}}$

kde

• ${displaystyle epsilon}$ je faktor účinnosti
• ${displaystyle {dot {M}}}$ je časová sazba hmoty padající do černé díry
• ${displaystyle c}$ je rychlost světla^[2]

Vzhledem k počtu pozorovaných kvasarů u různých červené posuny, byl schopen odvodit integrovaný hustota energie kvůli výstupu kvasaru. Protože pozorovatelé na Zemi jsou tok omezen, existuje vždy více kvasarů, než kolik je pozorováno, a hustota energie, kterou odvodil, je tedy a dolní mez. Získal hodnotu přibližně 10⁻¹⁰ ergs za metr krychlový.^[3]

Sołtan vypočítal hmotnostní hustotu akumulovaného materiálu, protože přímo souvisí s energetickou hustotou kvasarového světla. Odvodil hodnotu přibližně 10¹⁴ sluneční hmoty za kubický Gigaparsec. Tato hmota by byla diskrétně distribuován (protože kvasary jsou jednobodové zdroje); vzhledem k průměrné hmotnosti přibližně deseti milionů hmotností Slunce by bylo statisticky pravděpodobné, že by „mrtvý kvasar“ byl v řádu několika megaparsecs Země.^[3]

V této době se již hromadily důkazy o tom, že ve středu velkých galaxií byly nalezeny supermasivní černé díry, které jsou od sebe rozmístěny přibližně v řádu megaparsec. Tento argument proto odůvodnil, že supermasivní černé díry byly najednou ultraluminiscenčními kvasary.

První kvantitativní odhady hustoty hmoty v supermasivních černých dírách byly 5-10krát vyšší než Sołtanův odhad.^[4] Tento rozpor byl vyřešen v roce 2000 objevením Vztah M-sigma, což ukázalo, že většina dříve publikovaných hmot černé díry byla omylem.^[5]

Současná omezení

Od roku 2008 jsou nejlepší omezení pro supermasivní hmotnost černé díry na kubický megaparsec v místním vesmíru odvozená od Sołtanova argumentu mezi 2 - 5 x 10⁵ sluneční hmoty. Tato hodnota je v souladu s pozorováním masy místních supermasivních černých děr.^[6]

Viz také

• Supermasivní černé díry
• Vztah M-sigma

Reference