Главная > Физика > Физика черных дыр
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

§ 2.9. Гравитационный захват

В этом параграфе мы рассматриваем движение пробной частицы, при котором ее траектория заканчивается в черной дыре. Такое движение может быть двух типов. Во-первых, траектория частицы начинается в бесконечности и заканчивается в черной дыре; во-вторых, траектория начинается и заканчивается в черной дыре. Разумеется, вылететь из черной дыры частица не может. Поэтому движение по траектории второго типа возможно только при выведении частицы на эту траекторию по негеодезической кривой или при рождении частицы вблизи черной дыры

Особый интерес представляет гравитационный захват частицы, прилетающей из бесконечности. Обсудим этот случай.

Как ясно из разобранных в предыдущем параграфе особенностей движения, для захвата необходимо, чтобы при заданном прилетающей из бесконечности частицы ее энергия была больше максимума кривой Рассмотрим гравитационный захват для двух предельных случаев - для частицы, имеющей на бесконечности скорость много меньше световой и для ультрарелятивистской на бесконечности частицы.

В первом случае Кривая имеющая Етях соответствует (см. рис. 17). Максимум этой кривой лежит Значит, этот радиус является минимальным для периастров орбит частиц с приходящих к черной дыре и снова уходящих на бесконечность. При происходит гравитационный захват. Следовательно, прицельное расстояние, соответствующее захвату, Сечение захвата нерелятивистской частицы

Для ультрарелятивистской частицы и сечение захвата

В связи с возможностью гравитационного захвата не всякая частица, имеющая скорость больше второй космической, улетает в бесконечность. Для этого надо еще, чтобы угол между направлением на центр черной дыры и траекторией движения был больше некоторого критического значения Этот критический угол для скорости, равной второй космической, дается выражением

Знак плюс выбирается для знак минус — для

Критический угол для ультрарелятивистской частицы определяется выражением

Знак плюс выбирается для знак минус — для

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление