2021
Electric Penrose process: High-energy acceleration of ionized particles by nonrotating weakly charged black hole
TURSUNOV, Arman, Bakhtinur JURAEV, Zdeněk STUCHLÍK a Martin KOLOŠZákladní údaje
Originální název
Electric Penrose process: High-energy acceleration of ionized particles by nonrotating weakly charged black hole
Autoři
TURSUNOV, Arman (860 Uzbekistán, domácí), Bakhtinur JURAEV (860 Uzbekistán, domácí), Zdeněk STUCHLÍK (203 Česká republika, domácí) a Martin KOLOŠ (203 Česká republika, domácí)
Vydání
Physical Review D, College Park (USA), American Physical Society, 2021, 2470-0010
Další údaje
Jazyk
angličtina
Typ výsledku
Článek v odborném periodiku
Obor
10308 Astronomy
Stát vydavatele
Spojené státy
Utajení
není předmětem státního či obchodního tajemství
Odkazy
Kód RIV
RIV/47813059:19630/21:A0000108
Organizační jednotka
Fyzikální ústav v Opavě
UT WoS
000712574800021
Klíčová slova anglicky
EXTRACTION;ENERGETICS
Štítky
Příznaky
Mezinárodní význam, Recenzováno
Návaznosti
GA19-03950S, projekt VaV.
Změněno: 15. 3. 2022 12:55, Mgr. Pavlína Jalůvková
Anotace
V originále
In many astrophysical scenarios the charge of the black hole is often neglected due to unrealistically large values of the charge required for the Reissner-Nordstrom spacetime metric. However, black holes may possess small electric charge due to various selective accretion mechanisms. In this paper we investigate the effect of a small hypothetical electric charge of a Schwarzschild black hole on the ionization of a freely falling neutral particle and subsequent escape of the ionized particle from the black hole. We show that the energy of ionized particle can grow ultrahigh and discuss distinguishing signatures of particle acceleration by weakly charged black holes. We also discuss a possible application of the proposed mechanism as an alternative cosmic ray acceleration scenario. In particular we show that the Galactic center supermassive black hole is capable to act as a PeVatron of protons. The presented mechanism can serve as a simple toy model of a nonrotating compact object acting as a particle accelerator with a potential astrophysical implementations related to the cosmic ray physics and beyond.