Sferă fotonică
Sfera fotonică este o limită sferică de zero grosime în care fotonii care se deplasează pe tangente la sfera respectivă ar fi prinși într-o orbită circulară în jurul găurii negre. Pentru găurile negre care nu se rotesc, sfera fotonică are o rază de 1,5 ori raza Schwarzschild. Orbitele lor ar fi instabile în mod dinamic, prin urmare, orice perturbație mică, cum ar fi o particulă de materie care cade în interior, ar cauza o instabilitate care ar crește în timp, fie fixând fotonul pe o traiectorie exterioară, determinându-l să scape de gaura neagră, sau pe o spirală spre interior în cazul în care ar trece în cele din urmă orizontul evenimentului.
În timp ce lumina poate să scape din sfera fotonică, orice lumină care traversează sfera fotonică pe o traiectorie de intrare va fi capturată de gaura neagră. Prin urmare, orice lumină care ajunge la un observator din afara sferei fotonice trebuie să fi fost emisă de obiecte între sfera fotonică și orizontul evenimentului.
Ergosfera
(Ergosfera este o regiune în formă de dovleac în afara orizontului evenimentului, unde obiectele nu pot rămâne staționare. )
Găurile negre rotative sunt înconjurate de o zonă a spațiului în care este imposibil să se rămână în repaus, numită ergosferă. Aceasta este rezultatul unui proces cunoscut sub numele de tragere de cadre; relativitatea generală prezice că orice masă rotativă va avea tendința să se „tragă ușor” de-a lungul spațiului imediat ce o înconjoară. Orice obiect în apropierea masei rotative va avea tendința de a începe să se miște în direcția de rotație. Pentru o gaură neagră rotativă, acest efect este atât de puternic în apropierea orizontului evenimentului, încât un obiect ar trebui să se deplaseze mai repede decât viteza luminii în direcția opusă, pentru a rămâne nemișcat.
Ergosfera unei găuri negre este un volum a cărui limită interioară este orizontul evenimentului oblic sferic al găurii negre și are o limită exterioară în formă de dovleac, care coincide cu orizontul evenimentelor la poli, dar cu mult mai larg în jurul ecuatorului. Limita exterioară este uneori numită ergosuprafață.
Obiectele și radiațiile pot scăpa în mod normal din ergosferă. Prin procesul Penrose, obiectele pot ieși din ergosferă cu mai multă energie decât au intrat. Această energie este luată din energia de rotație a găurii negre, determinând încetinirea acesteia din urmă.
Cea mai interioară orbită circulară stabilă
În gravitația Newtoniană, particulele de test pot orbita în mod stabil pe distanțe arbitrare de la un obiect central. În relativitatea generală, totuși, există o orbită circulară stabilă cea mai interioară (adesea numită ISCO – Innermost stable circular orbit), în interiorul căreia orice perturbații infinitezimale ale unei orbite circulare vor duce la aspirația în gaura neagră. Locația ISCO depinde de rotirea găurii negre, în cazul unei găuri negre Schwarzschild (spin zero) este:
risco = 3rs = 6GM/c2,
și scade odată cu creșterea rotirii găurii negre pentru particule care orbitează în aceeași direcție cu rotația.
Lasă un răspuns