Formação de estrelas em torno de buracos negros em rotação?

Por favor, desculpe uma pergunta amadora. Enquanto tentava pensar em qualquer coisa, menos no que estava acontecendo durante um procedimento odontológico, minha mente se voltou para o modelo de uma estrela perto de um buraco negro em rotação e os efeitos sobre a matéria desenhada.

Embora seja óbvio que tal matéria seria excitada a alta temperatura, a combinação de rotação e excitação seria suficiente para induzir uma reação de fusão sustentada?

Se sim, isso produziria energia suficiente para manter um "anel" de fusão no horizonte de eventos - essencialmente uma estrela de rosca?

Haveria reação suficiente para começar a produzir elementos mais leves?

Pura curiosidade gerada por uma tentativa de me distrair

A acumulação de material em (para) buracos negros (e estrelas de nêutrons) fornece ambientes muito quentes e (relativamente) densos. Nessas circunstâncias, é possível que ocorra fusão nuclear; a questão é se isso é significativo, tanto energeticamente quanto como meio de produzir novos elementos químicos (nucleossíntese).

A resposta para a primeira dessas perguntas é relativamente direta. Quando o material cai em direção ao buraco negro, seu momento angular o força a formar um disco de acreção. Os processos viscosos aquecem o disco e fornecem torques, fazem com que o material perca energia e momento angular e, eventualmente, permita que ele caia no buraco negro. Grande parte da energia potencial gravitacional (GPE) obtida à medida que o material cai em direção ao buraco negro acaba aquecendo o material.

$=6GM/c^2$$M$$m$$\sim GMmc^2/6GM = mc^2/6$

Compare isso com a fusão nuclear. A fusão de hidrogênio em hélio libera apenas 0,7% da massa restante como energia que pode aquecer o disco de acreção.

Portanto, do ponto de vista energético, as reações de fusão são desprezíveis, a menos que possam ocorrer muito mais longe no disco.

A questão sobre a produção de nucleossíntese é mais complexa. Quanto mais maciço for um buraco negro e maior a taxa de acréscimo, em geral, maior a temperatura e a densidade do disco e maior a taxa de fusão. Mas isso também depende dos detalhes dos processos de resfriamento possíveis e da quantidade de material que é introduzida no buraco negro. Hu & Peng (2008) apresentam alguns modelos de acréscimo em um buraco negro de 10 massas solares e sugerem que pode ser possível produzir certos isótopos raros por esse mecanismo. Os buracos negros de tamanho estelar provavelmente precisam de taxas de acréscimo substancialmente super-Eddington para atingir as temperaturas necessárias para sustentar a fusão nuclear (ou seja, taxas de acréscimo muito maiores do que as que são possíveis pelos fluxos de acréscimo esféricos opostos à pressão da radiação), de acordo comFrankel (2016) . Tais taxas são prováveis ​​apenas nos casos em que buracos negros perturbam um companheiro binário, e não através de um fluxo de acreção constante.

O calor no disco de acreção ocorre devido ao atrito e o atrito ocorre apenas quando há movimento relativo. Portanto, nesse disco de acréscimo, muitas partículas estão se movendo uma em relação à outra com altas velocidades, de modo que a fusão não deve ocorrer, porque a partícula deve se unir. Mesmo na estrela (como o nosso Sol), a massa de estrela não é suficiente para produzir fusão, e precisa da ajuda do tunelamento quântico; portanto, não podemos dizer que haja pressão disponível dentro desse disco de acréscimo para superar a repulsão da força nuclear.