Kształt gwiazd neutronowych

16

Słyszałem, że im bardziej obiekt się kręci, tym mniej jest prawdziwej sfery. Korzystając z tej logiki, większość gwiazd neutronowych byłaby daleka od kulistej, ogólnie jaki kształt ma większość gwiazd neutronowych?

kingW3
źródło
Weź pod uwagę, że w miarę zmniejszania się zwiększa się również grawitacja, więc występują dwa efekty, które działają przeciwko sobie, im szybszy obrót chce rozciągnąć równik, wzrost grawitacji działa przeciwko temu.
userLTK
2
Pamiętaj, że gwiazdy neutronowe generalnie mają silne pola magnetyczne i wydaje się, że w skrajnych przypadkach pole magnetyczne może powodować zniekształcenie kształtu. Według Kazuo Makishima i in . Zniekształcenie może być wystarczające do „odkształcenia magnetara w płodny kształt, jak piłka nożna, która kołysze się podczas obracania się”.
PM 2, dzwoni
Generalnie więc gwiazdy neutronowe nie są tak daleko od kuli, ponieważ grawitacja obezwładnia rotację, więc większość deformacji pochodzi z teorii względności, tj. Przez skurcz długości.
kingW3

Odpowiedzi:

20

Nie sądzę, byś znalazł jeden uzgodniony kształt dla obracającej się gwiazdy neutronowej, zwłaszcza dlatego, że nie mamy uzgodnionego pojedynczego modelu dla równania stanu materiału w gwiazdy neutronowej (który jest bardziej złożony niż nazwa sugeruje).

Znalazłem jeden otwarty papier (jestem pewien, że jest więcej), który da ci szorstki smak złożoności modelowania kształtu gwiazd neutronowych. Jak zobaczysz trudność braku jednego modelu dla równania stanu (EOS jest zwykle używanym skrótem) to tylko jedna kwestia.

Myślę, że „elipsoida” powinna być uważana za przybliżenie, chociaż nie jest to coś, co uważam za napisane w kamieniu.

Pamiętaj, że aby być użytecznym, papier musi dostarczyć nie tylko model tego, jaki może być kształt, ale także ktoś musi zapewnić sposób zmierzenia tego, co jest trudne. Myślę, że jedną z nadziei na nową erę astronomii fal grawitacyjnych jest możliwość (w końcu) uczynienia bardziej użytecznymi i pomiarów, które pomogą nam zbadać wnętrze gwiazd neutronowych.

Myślę, że to pytanie otwarte.

@ Rob-Jeffries zadał w komentarzu pytanie dotyczące typowych liczb deformacji, a ja odpowiedziałem w komentarzu, ale komentarze mogą zostać usunięte przez system, więc dodaję te informacje jako edycję:

10-510-410-3)

StephenG
źródło
Lepiej, jeśli podałeś porządek szacunku, jak ważne są te rozważania. Najszybciej obracająca się gwiazda neutronowa ma okres 1,4 ms.
Rob Jeffries,
10-510-410-3)
3
Myślę, że o to chciałem, żebyś powiedział. Maksymalnie obracająca się gwiazda neutronowa ma okres obrotu wynoszący 0,3 ms. Nawet najszybciej znane wirujące gwiazdy neutronowe są znacznie wolniejsze niż to. Patrząc na to, byłyby kuliste. Zmiana kształtu jest bardzo subtelna.
Rob Jeffries
Nadal nie dochodzę do sedna. Jaki okres rotacji odpowiada „zwykle”?
Rob Jeffries
@ rob-jeffries: Nigdy nie widziałem rozkładu dla okresów rotacji gwiazd neutronowych, więc nie chciałbym podawać „typowej” wartości. W rzeczywistości byłbym zainteresowany taką dystrybucją.
StephenG
0

Obecnie rozumiemy, że gwiazda jest spłaszczoną sferoidą . Skrajny przykład pokazano poniżej.

sferoid spłaszczony

W przypadku gwiazdy neutronowej różnica między średnicą biegunową a średnicą równikową wynosi około 10% i wyglądałaby bardziej tak:

neutron

dantopa
źródło
1
10% brzmi ekstremalnie. Jaki byłby okres rotacji?
Rob Jeffries
@Rob Jeffries: Poścignę referencję i wyślę ją. Chciałbym inną opinię.
dantopa
-1

Logicznie rzecz biorąc, powinny być kuliste, ponieważ rzeczy o wyższej grawitacji mają tendencję do zapadania się w kule. Gwiazdy neutronowe są wyjątkowo gęste i mają wysoką grawitację. Jednak, o ile wiemy, obracają się również bardzo szybko (np. Pulsars). Powinno być tak, że im szybciej się obracają, tym bardziej przypominałyby dyski (jak elipsa lub niewielka możliwość większej ilości dysku w skrajnych przypadkach). Tak więc, w zależności od prędkości obrotowej, kula dla braku lub dość wysoka prędkość obrotowa, elipsa dla wysokiej prędkości obrotowej, a nawet tarcza dla bardzo wysokiej prędkości obrotowej. Jest tu miejsce na debatę, ale logicznie to widzę.

Edycja: Przez elipsę mam na myśli trójwymiarową elipsę, jak jajko, ale „wyciskała się w drugą stronę”. Zasadniczo kula, która została rozciągnięta na równiku. Im szybciej się obraca, tym bardziej powinien zostać zdeformowany (rozciągnięty wzdłuż równika). Odpowiedź Dantopii pokazuje kształt, który opisuję.

Jonathan
źródło
6
Ta odpowiedź nic nie dodaje.
theonlygusti
3
Nigdy nie zobaczysz gwiazdy neutronowej w kształcie dysku. Jestem pewien, że gwiazda neutronowa obracałaby się w tym punkcie szybciej niż prędkość światła i długo byłaby rozrzucona, zanim zbliżyłaby się do tego punktu.
zefir
@zephyr Być może masz rację, dlatego powiedziałem, że być może ma kształt tarczy (nie jestem pewien, czy kiedykolwiek mogą one utworzyć taki kształt. Kule i stając się bardziej elipsą, szerszą na równiku o większych prędkościach obrotowych powinny być przestrzegane. warto wiedzieć, czy potrafią obracać się wystarczająco szybko, aby utworzyć dysk, czy też przekraczałoby to prędkość światła, o czym wspominasz
Jonathan
I w przeciwnym kierunku nie zobaczysz gwiazdy neutronowej bez obrotu, ponieważ gwiazda neutronowa nadal ma moment pędu rdzenia zapadniętej gwiazdy, co zawsze będzie skutkowało wyjątkowo szybkim obrotem.
David Richerby
@Rob Jeffries Miałem zasadniczo na myśli elipsę 3D, dobry chwyt! Odpowiednio zredagowałem swoją odpowiedź.
Jonathan