7.3 Accretie op neutronensterren en zwarte gaten - energie en snelheid van een deeltje in een zwaartekrachtveld


Figuur 66: Accretie in een dubbelstersysteem.

Bij het proces van accretie valt er materie op een hemellichaam. Accretie komt in allerlei astrofysische omstandigheden voor, bijvoorbeeld als een ster materie overdraagt aan een andere ster, bij de vorming van een ster en planeten uit een protoplanetaire schijf, bij het invangen door een hemellichaam van gas en stof uit de interstellaire materie, etc. Accretie op compacte objecten is het meest efficiŽnte proces van energieopwekking dat we in de natuur kennen. Alle bekende zwarte gaten, en ook veel neutronensterren, zijn gevonden door de enorme hoeveelheden hoogenergetische straling die dit oplevert. Om beter te begrijpen hoe dit werkt bekijken we de energie van een deeltje dat beweegt in een zwaartekrachtveld. Hierbij komt ook de snelheid van beweging onder invloed van de zwaartekracht weer aan de orde waarover we in ß4.1.6 al het een en ander hebben afgeleid.

Natuurlijk moeten we hierbij niet vergeten dat in de omgeving van neutronensterren en zwarte gaten de zwaartekracht zo sterk is, dat de bijbehorende karakteristieke snelheden (baansnelheid, vrije-val snelheid, ontsnappingssnelheid) van de orde van $c$ worden. Voor een precieze beschrijving van de beweging van deeltjes in de omgeving van compacte objecten is de algemene relativiteitstheorie nodig. Toch kun je zelfs in het geval van compacte objecten met (zorgvuldig toegepaste) klassieke mechanica al een heel eind komen. We bekijken eerst in het algemeen de begrippen arbeid en energie bij beweging onder invloed van een kracht, en passen dit vervolgens toe op de zwaartekracht.


[INDEX]