最内侧稳定圆轨道

✍ dations ◷ 2025-04-03 12:26:21 #相对论,力学,万有引力,黑洞,天体物理学,天文学

最内侧稳定圆轨道(通常称为ISCO )是在广义相对论中,测试粒子可以稳定地绕大质量物体运行的最小圆形轨道。 最内侧稳定圆轨道的位置,即ISCO半径( r i s c o {\displaystyle r_{\mathrm {isco} }} )取决于中心物体的角动量(自旋)。

最内侧稳定圆轨道标记了盘的内边缘,因此在黑洞吸积盘理论中起着重要作用。

对于非旋转的大质量物体,其引力场可以用史瓦西度规表示,那么最内侧稳定圆轨道具有半径

其中 R S {\displaystyle R_{S}} 是具有质量为 M {\displaystyle M} 的大质量物体的史瓦西半径。因此,即使对于非旋转物体,最内侧稳定圆轨道半径也仅是史瓦西半径 R S {\displaystyle R_{S}} 的三倍,这表明只有黑洞和中子星在其表面之外具有最内侧稳定圆轨道。随着中心物体的角动量增加, r i s c o {\displaystyle r_{\mathrm {isco} }} 也随之减少。

在ISCO和光子球之间仍然可能存在圆形轨道,但它们是不稳定的。光子球的半径为

对于像光子这样的无质量测试粒子,唯一可能且不稳定的圆形轨道恰好在光子球上。 在光子球以内,不存在圆形轨道。

旋转黑洞的情况稍有复杂。克尔度规下,赤道面上最内侧稳定圆轨道半径取决于轨道为顺行(下式取负号)或逆行(取正号):

其中

这里 x = a / M {\displaystyle x=a/M} 是为旋转参数。 随着黑洞的旋转速率增加,逆行的ISCO半径向 9 G M / c 2 {\displaystyle 9GM/c^{2}} (a=0时视界半径的4.5倍)增加;而顺行的最内侧稳定圆轨道朝着视界半径减小,并且似乎最终与视界合并,成为一极端黑洞(不过后者是用Boyer-Lindquist坐标假想的结果 )。

如果粒子也在旋转,则最内侧稳定圆轨道会进一步分裂,这取决于粒子旋转方向是否与黑洞旋转方向相同。

相关

  • 台湾高等法院高雄分院坐标:22°39′41″N 120°17′57″E / 22.661370°N 120.299085°E / 22.661370; 120.299085台湾高等法院高雄分院,是中华民国的二级法院之一,属于普通法院,行政组织上系台湾高
  • ɯ̞次闭后不圆唇元音是一种元音。在声学上,更准确的称呼应为次闭次后不圆唇元音。国际音标写作⟨ɯ̞⟩(较低(英语:Relative articulation)的)或⟨ɤ̝⟩(较高(英语:Relative articulati
  • 纽纳姆学院剑桥大学纽纳姆学院(英语:Newnham College, Cambridge) 是剑桥大学的一所女子学院。纽纳姆学院由亨利·西季威克建于1871年,是继格顿学院后第二所招收女性入学的学院。
  • 阴茎 (消歧义)阴茎或阳具可以指:也可能指“生殖器崇拜”的象征物:
  • 入侵希腊法西斯意大利希腊王国希腊反攻势意大利春季攻势(英语:Italian Spring Offensive)希意战争(希腊语:Ελληνοϊταλικός Πόλεμος或Πόλεμος του Σαρ
  • 多尔衮皇父摄政王 清朝追尊皇帝 多尔衮(满语:ᡩᠣᡵᡤᠣᠨ,穆麟德:,太清:;1612年11月17日-1650年12月31日),满洲爱新觉罗氏,曾一度追尊为皇帝,庙号“成宗”,谥号“懋德修道广业定功安民立政诚敬
  • 布鲁斯·斯普林斯汀布鲁斯·斯普林斯汀(英语:Bruce Frederick Joseph Springsteen,1949年9月23日-),昵称 "The Boss",美国摇滚歌手、歌曲创作者与吉他手。斯普林斯汀经常与E街乐团共同创作与巡回演出,
  • 苏瑾 (明朝宦官)苏瑾(1478年-1532年),号玄清,云南腾冲人,明朝正德时期的司设监太监。成化十四年(1478年),出生。成化二十一年(1485年),选入宫廷。弘治七年(1494年),侍奉兴献王朱祐杬。嘉靖元年(1522年),擢升司
  • 古川由利奈古川由利奈(3月4日-),是日本的女性声优,Ability Soul Pro所属。出身于神奈川县,身高152公分;兴趣是舞蹈与插画。※粗体字代表主要角色。2013年2014年2015年2017年2015年2017年2013
  • 何超云何超云(英语:Florinda Chiu-wan Ho,1989年2月26日-),澳门赌王何鸿燊与其三姨太陈婉珍所生之女,有1对龙凤胎的弟妹何超莲及何猷启。曾于澳洲留学,英国升学。何超云开设潮店Chew Close