Форма нейтронных звезд

Я слышал, что чем больше объект вращается, тем меньше это истинная сфера. Используя эту логику, большинство нейтронных звезд были бы далеко не сферическими, в общем, какой формы большинство нейтронных звезд?

rotation neutron-star

— kingW3
источник

Учтите, что когда она уменьшается, гравитация также увеличивается, поэтому есть два эффекта, которые работают друг против друга, чем быстрее вращение хочет растянуть экватор, тем сильнее работает гравитация.

— userLTK

Имейте в виду, что нейтронные звезды обычно имеют сильные магнитные поля, и кажется, что в крайних случаях магнитное поле может вызвать искажение формы. По словам Казуо Макишимы и др., Искажения может быть достаточно, чтобы «деформировать магнитар в вытянутую форму, похожую на футбольный мяч, который качается при вращении».

— PM 2Ring

См astronomy.stackexchange.com/questions/10376/...

— Роб Джеффрис

Так что в общем случае нейтронные звезды не так далеки от сферы, поскольку гравитация подавляет вращение, поэтому большая часть деформации происходит из-за относительности, то есть из-за сокращения длины.

— kingW3

Ответы:

Я не думаю, что вы найдете единую согласованную форму для вращающейся нейтронной звезды, не в последнюю очередь потому, что у нас нет единой согласованной модели для уравнения состояния вещества в нейтронной звезде (которая является более сложной, чем Название подсказывает).

Я нашел одну открыто доступную статью (я уверен, что их больше), которая даст вам грубое представление о сложности моделирования формы нейтронных звезд. Как вы увидите, сложность отсутствия единой модели для уравнения состояния (обычно используется сокращение EOS) - это только одна проблема.

Я думаю, что «эллипсоид» следует рассматривать как приближение, хотя я не считаю, что это написано на камне.

Помните, что для того, чтобы быть полезным, бумага должна предоставлять не только модель того, какой может быть форма, но и кто-то должен предоставить способ измерить это, что является сложной задачей. Я думаю, что одна из надежд новой эры гравитационно-волновой астрономии состоит в том, чтобы (в конечном итоге) сделать более полезными и измерения, которые помогут нам исследовать внутренность нейтронных звезд.

Так что это открытый вопрос, я думаю.

@ Rob-Jeffries задал вопрос в комментарии о типичных числах для деформации, и я ответил в комментарии, но система может удалить комментарии, поэтому я добавляю эту информацию в качестве правки:

В первом разделе статьи, на которую я ссылался, они указывают, что дробные деформации обычно составляют , возможно, в особых случаях и в крайних случаях до . Однако другая статья дает анализ, основанный на жесткости коры и очень маленькой деформации для конкретной нейтронной звезды. Мне кажется, что первоначально мне нравилось описывать верхний предел, основанный на соображениях гравитационной волны, а не на общем анализе. $10^{−5}$ $10^{−4}$ $10^{−3}$

— StephenG
источник

Лучше, если вы дадите оценку вероятности того, насколько важны эти соображения. Наиболее быстро вращающаяся нейтронная звезда имеет период 1,4 мс.

— Роб Джеффрис

10^{- 5}

$10^{-5}$

10^{- 4}

$10^{-4}$

10^{- 3}

$10^{-3}$

Я думаю, что это было то, что я хотел, чтобы вы сделали. Максимально вращающаяся нейтронная звезда имеет период вращения около 0,3 мс. Даже самые быстрые из известных вращающихся нейтронных звезд намного медленнее этого. Так что смотреть, они будут сферическими. Изменение формы очень тонкое.

— Роб Джеффрис

Все еще не доходя до сути. Какой период вращения соответствует «типично»?

— Роб Джеффрис

@ rob-jeffries: я никогда не видел распределения периодов вращения нейтронных звезд, поэтому я не хотел бы давать «типичное» значение. На самом деле мне было бы интересно увидеть такое распределение.

— StephenG

В настоящее время понимается, что звезда - сплющенный сфероид . Экстремальный пример показан ниже.

Для нейтронной звезды разница между полярным диаметром и экваториальным диаметром составляет около 10% и будет выглядеть примерно так:

— dantopa
источник

10% звучит экстремально. Для какого периода ротации это будет?

— Роб Джеффрис

@Rob Джеффрис: Я буду преследовать ссылку вниз и отправлю ее. Хотелось бы другого мнения.

— Дантопа

-1

Логически говоря, они должны быть сферическими, поскольку вещи с более высокой силой тяжести имеют тенденцию разрушаться в сферы. Нейтронные звезды чрезвычайно плотны и имеют высокую гравитацию. Однако они, насколько нам известно, вращаются очень быстро (например, пульсары). Должно быть, чем быстрее они вращаются, тем более похожими на диск они становятся (например, эллипс или небольшая вероятность большего количества диска в крайних случаях). Таким образом, в зависимости от скорости вращения, сфера для довольно высокой скорости вращения, эллипс для высокой скорости вращения или, возможно, даже диск для чрезвычайно высокой скорости вращения. Здесь есть место для дебатов, но я так понимаю.

Редактировать: под эллипсом я имею в виду 3-мерный эллипс, как яйцо, но «раздавленный в другую сторону». В основном сфера, которая была вытянута на экваторе. Чем быстрее он вращается, тем больше он должен быть деформирован (растянут вдоль экватора). Ответ Дантопии показывает форму, которую я описываю.

— Джонатан
источник

Этот ответ ничего не добавляет.

— theonlygusti

Вы никогда не увидите нейтронную звезду в форме диска. Я совершенно уверен, что нейтронная звезда будет вращаться быстрее, чем скорость света в этой точке, и она долго разлеталась бы, пока не приблизилась к этой точке.

— зефир

@zephyr Возможно, вы правы, поэтому я и сказал, что, возможно, в форме диска (не уверен, что они когда-либо смогут или будут формировать эту форму. Сферы и становление более эллиптическими, более широкими на экваторе с более высокими скоростями вращения, должны быть именно такими, какие наблюдаются. было бы интересно узнать, могут ли они вращаться достаточно быстро, чтобы образовать диск, или это будет превышать скорость света, как вы упомянули

— Джонатан

И, в противоположном направлении, вы не увидите нейтронную звезду без вращения, поскольку у нейтронной звезды все еще есть момент импульса ядра коллапсирующей звезды, который всегда будет приводить к чрезвычайно быстрому вращению.

— Дэвид Ричерби

@Rob Джеффрис Я имел в виду в основном 3D-эллипс, хороший улов! Я отредактировал свой ответ соответственно.

— Джонатан