Материал в аккреционном дискеНагрев диска обусловлен трением внутри него. Близость к массивным объектам ведет к повышению температуры диска. Чем ближе вы находитесь к черной дыре (или другому компактному объекту, такому как нейтронная звезда), тем горячее становится аккреционный диск.
Чтобы подробно обдумать это, представьте каждую частицу аккреционного диска, вращающуюся на орбите вокруг центрального массивного объекта.
Рядом с массивом гравитация сильнее, потому что частицы там вращаются быстрее, чем более удалённые частицы.
Если представить два соседних «кольца» частиц, центрированных на массиве, то кольцо, ближе к нему, вращается быстрее и будет труться о соседнее.
Трение между двумя «кольцами» приведет к их нагреву. Скорость выделения тепла зависит от нескольких факторов, например, интенсивности трения между кольцами. Аккреционный диск из вязкого материала будет нагреваться сильнее. Например, воображаемый аккреционный диск из патоки нагреется больше, чем аналогичный диск из воды. Источником вязкости в материале, который предположительно составляет аккреционный диск, считаются смешанные турбулентные магнитные поля (это не совсем «вязкость» с технической точки зрения, но принцип действия схожий).
Для наших задач неважна вязкость. Нас интересует относительная скорость трения двух колец. Чем быстрее кольца вращаются относительно друг друга, тем больше «терение» и тепловое излучение.
Чем ближе к массивному объекту, тем больше относительная скорость колец частиц, вращающихся вокруг него. 2Если расстояние до объекта (R) мало, изменение R окажет существенное влияние на силу тяжести. Например, если находитесь очень близко к массивный объекту, гравитационная сила на двух соседних кольцах будет разной: внутреннее кольцо вытянется по орбите быстрее внешнего, а относительная скорость между кольцами станет больше, чем у двух соседних колец дальше.
Что об этом говорит расхождение между гигантскими звездами и компактными объектами?
Просто рядом с гигантской звездой аккреционный диск не может находиться слишком близко к центру масс. Если попытаться приблизиться слишком близко, столкнетесь с поверхностью звезды и окажетесь внутри нее. Но если представить компактный объект той же массы, что и гигантская звезда, то по определению он гораздо меньше. Поэтому аккреционный диск может простираться намного ближе к центру объекта. Внутренняя часть этого диска будет очень горячей из-за сильного трения между «кольцами» материала.