Accretion of γ > 5/3 gas by a Schwarzschild black hole
Description
Causality demands that all spherical accretion flows into a Schwarzschild black hole pass through a critical point. In Michel's relativistic generalization of Bondi's theory, there are three such points, but only one of these is physical for a given polytropic equation of state. For a gas with γ<5/3, the only critical points is the one found by Bondi, which lies well outside the event horizon (rsub(s)). There is a relativistic critical point for a 5/3<γ<3 gas, which lies near, but outside rsub(s). All critical points are computed to lie within rs for γ>3; but it is shown that this is equivalent to the sound speed being superluminal ar r > rs. Therefore, the equation of state for such a gas must soften before reaching rs. Given any physical equation of state, the critical flow determines a unique accretion rate. (orig.)
Abstract (German)
Die Kausalitaet verlangt, dass alle kugelfoermigen Akkretionsstroemungen in ein Schwarzschild'sches schwarzes Loch einen kritischen Punkt passieren. In Michels relativistischer Generalisierung der Bondi-Theorie gibt es drei derartige Punkte, von denen allerdings nur einer fuer eine gegebene polytrope Zustandsgleichung physikalisch ist. Fuer ein Gas mit γ < 5/3 gibt es nur den kritischen Punkt von Bondi, der weit ausserhalb des Ereignishorizonts (rsub(s)) liegt. Es gibt einen relativistischen kritischen Punkt fuer ein 5/3 < γ < 3 Gas, der nahe bei rsub(s), aber noch ausserhalb davon liegt. Fuer γ > 3 liegen alle berechneten kritischen Punkte innerhalb von rs; es wird jedoch gezeigt, dass es sich hier um ein Aequivalent zu der bei r > rs superluminalen Schallgeschwindigkeit handelt. Die Zustandsgleichung fuer ein solches Gas muss demzufolge 'aufgeweicht' werden, bevor rs erreicht ist. Fuer jede gegebene physikalische Zustandsgleichung bestimmt die kritische Stroemung eine eindeutige Akkretionsrate. (orig.)Additional details
Publishing Information
- Journal Title
- Astron. Astrophys.
- Journal Volume
- 70
- Journal Issue
- 4
- Series
- Astron. Astrophys.
- Journal Page Range
- 583-584
INIS
- Country of Publication
- Germany
- Country of Input or Organization
- Germany
- INIS RN
- 10450765
- Subject category
- S79: ASTROPHYSICS, COSMOLOGY AND ASTRONOMY;
- Descriptors DEI
- BLACK HOLES; EQUATIONS OF STATE; HYDRODYNAMICS; RELATIVISTIC RANGE; STAR ACCRETION
- Descriptors DEC
- ENERGY RANGE; EQUATIONS; FLUID MECHANICS; MECHANICS; STAR EVOLUTION