ブラックホールがエックス線を発生させる方法は？

Question

ブラックホールが回りの物質を吸い込んだ際にエックス線を出すそうです。他のブラックホールについての回答を参照したところ、そのエックス線はブラックホールの中ではなく外で発生しているみたいです。

ウィキペディアでエックス線について調べてみたところ、エックス線を発生させる方法にはいくつかあるようでした。

(1)電子の励起準位の差によるもの

(2)運動エネルギーによるもの

(3)熱によるもの

(4)トリボルミネッセンス

この段階で私の理解は怪しいのですが、ブラックホールにおけるエックス線の発生はこの４つのうちのどれかでしょうか。あるいはかなり特殊な発生方法なのでしょうか。

ご存知の方いらっしゃいますか。

cozycube1 · Accepted Answer

事象の地平面の外側にある降着円盤が発生源ということはお調べになられたのですね。

その降着円盤の温度は温度にして百万～億のオーダーです。太陽表面が6000度くらいですから、桁違いに高温です。

温度差があれば電磁波（光子）が必ず放出されています。温度差が小さければ赤外線やそれ以下にもなります。

しかし、百万～億という温度が絶対温度3Kの宇宙に放出するとなれば、主にγ線ですね。

この高温は降着円盤の圧縮による熱が主になります。似たような現象は太陽ができた時もあって、星間物質が集まって太陽の元を作り、それが圧縮されて核融合開始するまでの高温になったわけです。

降着円盤では、それよりも桁違いな圧縮があります。太陽の場合は星間物質同士が集まって来ただけですが、降着円盤の中心にブラックホールという強い重力源がありますから、圧縮の強さも桁違いです。

この圧縮を起こす源は重力ですから、位置エネルギーが熱に変換されていくと見ることもできます。降着円盤はブラックホールへ落ちて行くわけですから、その位置エネルギーが、運動エネルギー（落ちて行くほど速くなります）と圧縮に作用する熱エネルギーに変わり、その一部がγ線として放出されるということですね。

この他に、降着円盤は電気を帯びていて、それによる作用もあるでしょう（中心からの宇宙ジェットにも作用します）。また電子が激しく加速運動することもあるでしょう。原子の形を保っているときは、電子の励起を経由することもあるでしょう。トリボルミネッセンスだけでなく各種ルミネッセンスもあるでしょう。

しかし、それらよりも圧縮による高温ということのほうが優勢であろうと思われます。

nananotanu · Answer

手をこすり合わせると熱くなりますよね？それと同じで、ブラックホールに物が回転しながら吸い込まれるときにこすれあって熱が出ます。

熱、と言うと赤外線のイメージかもしれませんが、その波長がX線なだけ。

漫画チックに言うと、そういうことです。

Wr5 · Answer

>そのエックス線はブラックホールの中ではなく外で発生しているみたいです。

事象の地平線(地平面？)の向こうで発生しても、こちらでは観測できません。

降着円盤内で発生している。という説が有力です。
ということで…
>(3)熱によるもの
になるかと。
# 降着円盤内の物質の熱…ですかね。
# ある意味、運動エネルギーと言えなくもないんでしょうか……。

事象の地平面の外側にある降着円盤が発生源ということはお調べになられたのですね。