Cakera tokokan

Cakera tokokan (Jawi: ‏چکرا توکوقن‎code: ms is deprecated ‎) atau cakera akresi (Inggeris: accretion disk) ialah struktur (selalunya cakera bulat) yang dibentuk oleh bahan meresap dalam gerakan mengorbit mengelilingi jasad pusat yang lebih besar. Jasad pusat tersebut biasanya ialah bintang. Geseran, sinaran tidak sekata, kesan magnetohidrodonamik, dan daya lain mendorong ketidakstabilan yang menyebabkan bahan yang mengorbit dalam cakera berputar ke dalam ke arah badan pusat. Daya graviti dan geseran memampatkan dan menaikkan suhu jasad, menyebabkan pelepasan sinaran elektromagnet. Julat frekuensi sinaran itu bergantung pada jisim objek pusat. Cakera tokokan bintang muda dan protobintang terpancar dalam inframerah; yang berada di sekeliling bintang neutron dan lohong hitam di bahagian X-ray daripada spektrum. Kajian tentang mod ayunan dalam cakera tokokan dirujuk sebagai diskoseismologi.^[1]^[2]

Animasi tokokan lubang hitam

Animasi data superkomputer ini membawa penonton ke zon dalaman cakera tokokan lubang hitam berjisim bintang.

Video ini menunjukkan tanggapan artis tentang angin berdebu yang terpancar dari lubang hitam di tengah galaksi NGC 3783.

Fizik cakera tokokan

Konsepsi artis tentang bahan tarikan lubang hitam dari bintang berdekatan, membentuk cakera tokokan.

Pada tahun 1940-an, model pertama kali diperoleh daripada prinsip fizik asas.^[3] Untuk bersetuju dengan pemerhatian, model tersebut terpaksa menggunakan mekanisme yang belum diketahui untuk pengagihan semula momentum sudut. Jika jirim jatuh ke dalam, ia mesti kehilangan bukan sahaja tenaga graviti tetapi juga kehilangan momentum sudut. Oleh kerana jumlah momentum sudut cakera dikekalkan, kehilangan momentum sudut jisim yang jatuh ke pusat perlu digantikan dengan penambahan momentum sudut jisim yang jauh dari pusat. Dalam erti kata lain, momentum sudut harus "diangkut" ke luar untuk jirim bertambah. Mengikut kriteria kestabilan Rayleigh,

{\frac {\partial (R^{2}\Omega )}{\partial R}}>0,

iaitu $\Omega$ mewakili halaju sudut bagi unsur bendalir dan $R$ ialah jaraknya ke pusat putaran, cakera tokokan dijangka menjadi aliran laminar. Ini menghalang kewujudan mekanisme hidrodinamik untuk pengangkutan momentum sudut.

Sementara itu, jelas bahawa tegasan likat akhirnya akan menyebabkan jirim ke arah pusat menjadi panas dan memancarkan sebahagian daripada tenaga gravitinya. Sebaliknya, kelikatannya sendiri tidak mencukupi untuk menerangkan pengangkutan momentum sudut ke bahagian luar cakera. Kelikatan yang dipertingkatkan oleh kegeloraan ialah mekanisme yang dianggap bertanggungjawab untuk pengagihan semula momentum sudut tersebut, walaupun asal-usul pergolakan itu sendiri tidak difahami dengan baik. Model $\alpha$ yang konvensional memperkenalkan parameter boleh laras $\alpha$ yang menerangkan peningkatan kelikatan berkesan akibat pergolakan pusar dalam cakera.^[4]^[5] Pada tahun 1991, dengan penemuan semula ketidakstabilan putaran magnet (MRI), S. A. Balbus dan J. F. Hawley menetapkan bahawa cakera bermagnet lemah yang bertokok di sekeliling objek pusat yang berat dan padat akan menjadi sangat tidak stabil, menyediakan mekanisme langsung untuk pengagihan semula momentum sudut.^[6]

Cakera buangan

Lawan cakera tokokan ialah cakera buangan iaitu bukannya bahan bertambah daripada cakera ke objek pusat, bahan dibuang dari pusat ke luar ke cakera. Cakera buangan terbentuk apabila bintang bergabung.^[7]

Lihat juga

Rujukanan

^ Nowak, Michael A.; Wagoner, Robert V. (1991). "Diskoseismology: Probing accretion disks. I - Trapped adiabatic oscillations". Astrophysical Journal. 378: 656–664. Bibcode:1991ApJ...378..656N. doi:10.1086/170465.
^ Wagoner, Robert V. (2008). "Relativistic and Newtonian diskoseismology". New Astronomy Reviews. 51 (10–12): 828–834. Bibcode:2008NewAR..51..828W. doi:10.1016/j.newar.2008.03.012.
^ Weizsäcker, C. F. (1948). "Die Rotation Kosmischer Gasmassen" [The rotation of cosmic gas masses]. Zeitschrift für Naturforschung A (dalam bahasa Jerman). 3 (8–11): 524–539. Bibcode:1948ZNatA...3..524W. doi:10.1515/zna-1948-8-1118.
^ Shakura, N. I.; Sunyaev, R. A. (1973). "Black Holes in Binary Systems. Observational Appearance". Astronomy and Astrophysics. 24: 337–355. Bibcode:1973A&A....24..337S.
^ Lynden-Bell, D.; Pringle, J. E. (1974). "The evolution of viscous discs and the origin of the nebular variables". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 168 (3): 603–637. Bibcode:1974MNRAS.168..603L. doi:10.1093/mnras/168.3.603.
^ Balbus, Steven A.; Hawley, John F. (1991). "A powerful local shear instability in weakly magnetized disks. I – Linear analysis". Astrophysical Journal. 376: 214–233. Bibcode:1991ApJ...376..214B. doi:10.1086/170270.
^ Poindexter, Shawn; Morgan, Nicholas; Kochanek, Christopher S (2011). "A binary merger origin for inflated hot Jupiter planets". Astronomy & Astrophysics. 535: A50. arXiv:1102.3336. Bibcode:2011A&A...535A..50M. doi:10.1051/0004-6361/201116907. S2CID 118473108.

Frank, Juhan; Andrew King; Derek Raine (2002), Accretion power in astrophysics (ed. Third), Cambridge University Press, ISBN 978-0-521-62957-7
Krolik, Julian H. (1999), Active Galactic Nuclei, Princeton University Press, ISBN 978-0-691-01151-6

Pautan luar

Cakera akresi di Ensiklopedia Britannica
Professor John F. Hawley homepage
Nonradiative Black Hole Accretion
Accretion Discs on Scholarpedia
Merali, Zeeya (21 June 2006). "Magnetic fields snare black holes' food". New Scientist.

[1] Nowak, Michael A.; Wagoner, Robert V. (1991). "Diskoseismology: Probing accretion disks. I - Trapped adiabatic oscillations". Astrophysical Journal. 378: 656–664. Bibcode:1991ApJ...378..656N. doi:10.1086/170465.

[2] Wagoner, Robert V. (2008). "Relativistic and Newtonian diskoseismology". New Astronomy Reviews. 51 (10–12): 828–834. Bibcode:2008NewAR..51..828W. doi:10.1016/j.newar.2008.03.012.

[W1948-3] Weizsäcker, C. F. (1948). "Die Rotation Kosmischer Gasmassen" [The rotation of cosmic gas masses]. Zeitschrift für Naturforschung A (dalam bahasa Jerman). 3 (8–11): 524–539. Bibcode:1948ZNatA...3..524W. doi:10.1515/zna-1948-8-1118.

[SS1973-4] Shakura, N. I.; Sunyaev, R. A. (1973). "Black Holes in Binary Systems. Observational Appearance". Astronomy and Astrophysics. 24: 337–355. Bibcode:1973A&A....24..337S.

[LBP1974-5] Lynden-Bell, D.; Pringle, J. E. (1974). "The evolution of viscous discs and the origin of the nebular variables". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 168 (3): 603–637. Bibcode:1974MNRAS.168..603L. doi:10.1093/mnras/168.3.603.

[BH1991-6] Balbus, Steven A.; Hawley, John F. (1991). "A powerful local shear instability in weakly magnetized disks. I – Linear analysis". Astrophysical Journal. 376: 214–233. Bibcode:1991ApJ...376..214B. doi:10.1086/170270.

[7] Poindexter, Shawn; Morgan, Nicholas; Kochanek, Christopher S (2011). "A binary merger origin for inflated hot Jupiter planets". Astronomy & Astrophysics. 535: A50. arXiv:1102.3336. Bibcode:2011A&A...535A..50M. doi:10.1051/0004-6361/201116907. S2CID 118473108.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]