Хабр Курсы для всех
РЕКЛАМА
Практикум, Хекслет, SkyPro, авторские курсы — собрали всех и попросили скидки. Осталось выбрать!
Хабр доступен 24/7 благодаря поддержке друзей
Комментарии 23
Разве у нас есть возможность измерить форму звезд настолько точно, кроме как посчитать теоретически?
Для ближайшей звезды (Солнца) — есть. Его уже всячески измерили с очень большой точностью.
На основе этих экспериментальных данных проверили теорию и модели и убедились в их достаточной точности. Для других звезд считают уже из теории и наблюдаемых параметров.
Для нейтронных звезд прямой экспериментальной проверки теории как дает Солнце для обычных звезд пока нет. Но со временем их даст гравитационная астрономия.
Для очень массивных, компактных и быстро вращающихся объектов, таких как нейтронные звезды любые отклонения их формы от идеальной будут порождать гравитационные волны. Причем параметры этих волн однозначно определяются характеристиками вращающегося объекта.
Пока таких волн не удалось зарегистрировать. Но это как раз согласуется с имеющимися теоретическими моделями физики нейтронных звезд: теория говорит, что они должны быть очень близки к идеальным сферам несмотря на быстрое вращение и текущей чувствительности гравитационных детекторов недостаточно для регистрации таких слабых грав. волн.
Когда грав. детекторы начнут «чувствовать» ближайшие к нам пульсары — можно будет проверить насколько хорошо имеющаяся теория работает для подобных экстремальных состоянии материи как в нейтронных звездах.
На основе этих экспериментальных данных проверили теорию и модели и убедились в их достаточной точности. Для других звезд считают уже из теории и наблюдаемых параметров.
Для нейтронных звезд прямой экспериментальной проверки теории как дает Солнце для обычных звезд пока нет. Но со временем их даст гравитационная астрономия.
Для очень массивных, компактных и быстро вращающихся объектов, таких как нейтронные звезды любые отклонения их формы от идеальной будут порождать гравитационные волны. Причем параметры этих волн однозначно определяются характеристиками вращающегося объекта.
Пока таких волн не удалось зарегистрировать. Но это как раз согласуется с имеющимися теоретическими моделями физики нейтронных звезд: теория говорит, что они должны быть очень близки к идеальным сферам несмотря на быстрое вращение и текущей чувствительности гравитационных детекторов недостаточно для регистрации таких слабых грав. волн.
Когда грав. детекторы начнут «чувствовать» ближайшие к нам пульсары — можно будет проверить насколько хорошо имеющаяся теория работает для подобных экстремальных состоянии материи как в нейтронных звездах.
Насколько я понял, детектируемая по грав. волнам величина падет как 1/r. То есть если так мы видели с расстояния порядка 1 миллиард световых лет колебания, которые дошли как искажение метрики 10^-22. Для условной пропорции берем, что на расстоянии 3 км от места столкновения искажение метрики было 0.1.
Сейчас прикину — правильно ли я посчитал. Расстояние беру порядка 10^9*3*10^12 км = 3*10^21 км. Тут прикидка величин сходится.
Теперь условно считаем, что мы пробуем на расстоянии около 1000 св. лет зафиксировать колебания от нейтронной звезды. Опять прикидываем, что это около
10^3*3*10^12 км = 3*10^15 км.
Если мы опять надеемся зафиксировать лишь искажение мощностью 10^-22, значит на расстоянии 3 км от источника грав. волны должны иметь искажение
10^-22*10^15 = 10^-7.
Теперь осталось понять — какое колебание объема НЗ может создать такое искажение метрики на расстоянии 3 км от места колебания. Просто в качестве бреда — взять метрику Шварцшильда вокруг НЗ и сказать, что масса НЗ внезапно выросла.
Сейчас прикину — правильно ли я посчитал. Расстояние беру порядка 10^9*3*10^12 км = 3*10^21 км. Тут прикидка величин сходится.
Теперь условно считаем, что мы пробуем на расстоянии около 1000 св. лет зафиксировать колебания от нейтронной звезды. Опять прикидываем, что это около
10^3*3*10^12 км = 3*10^15 км.
Если мы опять надеемся зафиксировать лишь искажение мощностью 10^-22, значит на расстоянии 3 км от источника грав. волны должны иметь искажение
10^-22*10^15 = 10^-7.
Теперь осталось понять — какое колебание объема НЗ может создать такое искажение метрики на расстоянии 3 км от места колебания. Просто в качестве бреда — взять метрику Шварцшильда вокруг НЗ и сказать, что масса НЗ внезапно выросла.
Да, амплитуда волн падает как 1/R, а энергия и мощность как и у всех волн как 1/R^2
Я не знаю как для НЗ посчитать правильно. Для 2х тел вращающихся вокруг общего центра еще приблизительно посчитать могу, а для слегка деформированного тела не знаю как правильно считается.
Если бы это были просто точечные «выпуклости» (бугорки) на поверхности — то можно было бы прикинуть рассматривая их как 2 отдельных тела соответствующей массы вращающихся вокруг общего центра на расстоянии равном радиусу НЗ. Т.к. основную сферическую часть НЗ можно не учитывать. Но тут не точечные деформации, а просто небольшое отклонение от сферической формы, где «дефектная» масса размазана по всей поверхности тела.
По рассчетам — 1 млрд. св. лет это ближе к 10^22 км. Разегистрированные на Земле искажения метрики были на пике где-то 10^-21. Порядки все-равно сходятся, т.к. экстремальные искажения метрики были на большем расстоянии от источника — в тех же случаях первых регистраций сливались довольно большие черные дыры, там размер самих ЧД по несколько десятков км в диаметре каждая, т.е. порядка 100 км от центра масс это только искаженный горизонт событий сливающихся ЧД.
И по вращающимся НЗ есть «хак» позволяющий значительно повысить точность — в отличии от слияний, которые скоротечны (от долей секунды до десятков секунд примерно) вращающаяся НЗ дает постоянные гравитационные волны с практически не меняющейся частотой и в течении очень длительного времени (тысячи лет как минимум).
За счет этого применив хороший мат анализ и большие вычислительные мощности «вытащить» из шума полезный сигнал, который намного слабее чувствительности детектора.
Где-то на 2-4 порядка можно увеличить чувствительность при использовании данных с тех же детекторов.
Сейчас уже где-то до 10^-24 источники постоянных грав. волн прощупаны на типовых для вращающихся НЗ частотах. Чем больше данных накопится и чем больше выч. мощностей вложить, тем выше будет чувствительность поиска источников подобных волн.
Можно кстати в этом и лично поучаствовать (предоставив выч. мощности):
Einstein@Home
einsteinathome.org
Там как раз последние год-полтора идет поиск полстоянных грав. волн от НЗ.
У меня часть мощностей под это выделена.
Я не знаю как для НЗ посчитать правильно. Для 2х тел вращающихся вокруг общего центра еще приблизительно посчитать могу, а для слегка деформированного тела не знаю как правильно считается.
Если бы это были просто точечные «выпуклости» (бугорки) на поверхности — то можно было бы прикинуть рассматривая их как 2 отдельных тела соответствующей массы вращающихся вокруг общего центра на расстоянии равном радиусу НЗ. Т.к. основную сферическую часть НЗ можно не учитывать. Но тут не точечные деформации, а просто небольшое отклонение от сферической формы, где «дефектная» масса размазана по всей поверхности тела.
По рассчетам — 1 млрд. св. лет это ближе к 10^22 км. Разегистрированные на Земле искажения метрики были на пике где-то 10^-21. Порядки все-равно сходятся, т.к. экстремальные искажения метрики были на большем расстоянии от источника — в тех же случаях первых регистраций сливались довольно большие черные дыры, там размер самих ЧД по несколько десятков км в диаметре каждая, т.е. порядка 100 км от центра масс это только искаженный горизонт событий сливающихся ЧД.
И по вращающимся НЗ есть «хак» позволяющий значительно повысить точность — в отличии от слияний, которые скоротечны (от долей секунды до десятков секунд примерно) вращающаяся НЗ дает постоянные гравитационные волны с практически не меняющейся частотой и в течении очень длительного времени (тысячи лет как минимум).
За счет этого применив хороший мат анализ и большие вычислительные мощности «вытащить» из шума полезный сигнал, который намного слабее чувствительности детектора.
Где-то на 2-4 порядка можно увеличить чувствительность при использовании данных с тех же детекторов.
Сейчас уже где-то до 10^-24 источники постоянных грав. волн прощупаны на типовых для вращающихся НЗ частотах. Чем больше данных накопится и чем больше выч. мощностей вложить, тем выше будет чувствительность поиска источников подобных волн.
Можно кстати в этом и лично поучаствовать (предоставив выч. мощности):
Einstein@Home
einsteinathome.org
Там как раз последние год-полтора идет поиск полстоянных грав. волн от НЗ.
У меня часть мощностей под это выделена.
а более старые, миллисекундные пульсары, вращаются гораздо быстрее
Долгоживущая стабильная нейтронная звезда со временем будет лишь медленно уменьшать скорость вращения
Так всё-таки,
Скорее всего ускоряется, пока на неё что-то падает. А вот дальше сложно сказать. Свободное вращение вроде не тратит энергию.
Разгоняя окружающее вещество магнитным полем — тормозится.
А вот падающее на неё вещество наоборот её разгоняет.
И что сильнее — как получится.
А вот падающее на неё вещество наоборот её разгоняет.
И что сильнее — как получится.
Только вот подстава — веещство не обязано падать с моментом импульса таким, какой именно разгонит пульсар, а не затормозит его.
А ещё есть гипотеза, что момент импульса могут уносить грав. волны, как поток частиц со спином 2. Для этого нужно представить «джеты» гравитонов вдоль оси вращения и узнать проекцию спина, которая в них преобладает.
А ещё есть гипотеза, что момент импульса могут уносить грав. волны, как поток частиц со спином 2. Для этого нужно представить «джеты» гравитонов вдоль оси вращения и узнать проекцию спина, которая в них преобладает.
Ну да, 50:50 что аккреционный диск закрутится в правильную сторону.
Вдоль оси вращения импульс унести не получится, а поперёк диск равномерный и не излучает.
Вдоль оси вращения импульс унести не получится, а поперёк диск равномерный и не излучает.
Да не импульс унести, а момент импульса. Падающее вещество должно его как-то потерять. Это может быть потеря энергии вращающегося диска (скажем ЭМ излучение), а я придумал, что ещё гравитны учитывать нужно. Момент импульса направлен именно вдоль оси вращения частицы, значит нам нужно преобладание фотонов и гравитонов со спином «вверх» (относительно оси вращения) над частицами со спином «вниз» в исходящем из системы потоке.
Но у нас будет преимущественное направление падающего потока вещества, если это просто случай системы «компактный объект + не очень маленькая звезда». Там по крайней мере можно надеятся, что за время много меньше периода вращения звезды и БК/НЗ в двойной системе (скажем 15и часов) направление прилета вещества на звезду будет постоянным.
Но у нас будет преимущественное направление падающего потока вещества, если это просто случай системы «компактный объект + не очень маленькая звезда». Там по крайней мере можно надеятся, что за время много меньше периода вращения звезды и БК/НЗ в двойной системе (скажем 15и часов) направление прилета вещества на звезду будет постоянным.
веещство не обязано падать с моментом импульса таким, какой именно разгонит пульсарОбязано. И вещество и пульсар образовались из одного облака, значит и направление вращения у них совпадает.
Есть звезда с протопланетным диском, у которой его внутренняя честь вращается в одну сторону, а внешняя — в другую.
Так что редкие случаи ещё не невозможность встретить.
Так что редкие случаи ещё не невозможность встретить.
Нужно считать. Так как основной вариант падения вещества на компактный объект действительно образование этого объекта в двойных системах, то наверное там будет момент импульса в нужном направлении. Можно было бы подумать о тройных системах — как в смысле «компактный объект + пара», так и в смысле «компактный объект как части пары». В таких системах возможны свои особенности, но учесть в модели сохранение момента импульса всей системы «3 звезды + газ» будет сложнее.
они состоят из нейтронов всего на 90%
Довольно интересный оборот речи.
А как обстоят дела со сферичностью у горизонта событий черных дыр?
Ведь они тоже вращаються? вроде во вселенной очень трудно найти объект который не вращается?
И какая форма у сингулярности вращающейся черной дыры? точки или 1 мерное кольцо?
Ведь они тоже вращаються? вроде во вселенной очень трудно найти объект который не вращается?
И какая форма у сингулярности вращающейся черной дыры? точки или 1 мерное кольцо?
Но если эти нейтронные звёзды быстро вращались, то некоторое время они могут оставаться нейтронной звездой, пока достаточно энергии не будет испущено в виде гравитационных волн, и они не достигнут состояния критической нестабильности. Такой процесс может увеличить максимальную массу нейтронной звезды, по крайней мере, временно, на 10-20%.
Поясните, пожалуйста, этот момент. Как это — «временно увеличить максимальную массу»? «Отодвинуть вверх» предел массы, до которой она ещё не ЧД? Т.е. быстро вращающаяся НЗ в какой-то момент потеряет достаточно скорости и может ВНЕЗАПНО стать чёрной дырой? И куда тогда денется её магнитное поле?
Силе гравитации противодействует сила давления (как-то описываем «нейтронное» ядро для звезды массой больше максимальной для БК) и центробежная сила. Для центробежной силы нужна кинетическая энергия. Гравитационные волны — способ потерять эту энергию. Правда я не знаю, насколько заметными будут гравитационные волны именно от НЗ массой 2.75..3 солнечных.
Ага, речь именно о слиянии нейтронных звезд. Там конечно будет большая энергия вращения у этого тела и заметный квадрупольный момент. Испускание слабых гравитационных волн я предполагаю даже от «гидродинамической» эволюции такой «двойной капли».
Ага, речь именно о слиянии нейтронных звезд. Там конечно будет большая энергия вращения у этого тела и заметный квадрупольный момент. Испускание слабых гравитационных волн я предполагаю даже от «гидродинамической» эволюции такой «двойной капли».
ЧВФ
«У пульсара, имеется внешняя оболочка из протонов, создающих (при вращении) чрезвычайно сильное магнитное поле, в триллион раз превышающее таковое на поверхности Солнца» — Почему же протоны (без электронов) не разлетаются?
У нас в S_теории предложена другая модель образования мощного магнитного поля НЗ (пульсаров, магнетаров) в виде регулярной структуры «упаковки» нейтронов. Все нейтроны имеют собственные дипольные и магнитные моменты. При определенной «укладке» нейтронов (определяемой их э/м моментами) их магнитные моменты складываются и образуют мощное магнитное поле НЗ.
black_semargl — Браво!
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
Спросите Итана: как вращение влияет на форму пульсаров?