Forma delle stelle di neutroni

Ho sentito che più un oggetto gira, meno una vera sfera è. Usando questa logica la maggior parte delle stelle di neutroni sarebbe tutt'altro che sferica, in generale che forma hanno la maggior parte delle stelle di neutroni?

rotation neutron-star

— kingW3
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Considera che man mano che si restringe aumenta anche la gravità, quindi ci sono due effetti che agiscono l'uno contro l'altro, la rotazione più veloce vuole allungare l'equatore, l'aumento della gravità agisce contro questo.

— userLTK

Ricorda che le stelle di neutroni generalmente hanno forti campi magnetici e sembra che in casi estremi il campo magnetico possa indurre distorsione della forma. Secondo Kazuo Makishima et al. La distorsione può essere sufficiente per "deformare la magnetar in una forma prolata, come un pallone da calcio, che oscilla mentre gira".

— PM 2Ring

Vedi astronomy.stackexchange.com/questions/10376/…

— Rob Jeffries

Quindi in generale le stelle di neutroni non sono così lontane da una sfera poiché la gravità sovrasta la rotazione, quindi la maggior parte della deformazione deriva dalla relatività, cioè dalla contrazione della lunghezza.

— kingW3

Risposte:

Non penso che troverai una singola forma concordata per una stella di neutroni rotante, anche perché non abbiamo un singolo modello concordato per l'equazione di stato del materiale in una stella di neutroni (che è più complessa della il nome suggerisce).

Ho trovato un documento apertamente disponibile (sono sicuro che ce ne sono altri) che ti darà un sapore approssimativo per la complessità di modellare la forma delle stelle di neutroni. Come vedrai la difficoltà di nessun singolo modello per un'equazione di stato (EOS è l'abbreviazione generalmente usata) è solo un problema.

Penso che "ellissoide" debba essere considerato come un'approssimazione, sebbene non sia qualcosa che considererei scritto in pietra.

Ricorda che per essere utile un documento deve fornire non solo un modello per quello che potrebbe essere la forma, ma anche qualcuno deve fornire un modo per misurarlo, il che è una sfida. Penso che una delle speranze per la nuova era dell'astronomia delle onde gravitazionali sia quella di riuscire (eventualmente) a rendere più utili e misurazioni che ci aiutino a studiare l'interno delle stelle di neutroni.

Quindi questa è una domanda aperta, penso.

@ Rob-Jeffries ha posto una domanda in commento sui numeri tipici per la deformazione, e ho risposto in commento ma i commenti possono essere rimossi dal sistema, quindi sto aggiungendo queste informazioni come modifica:

Nella prima sezione del documento che ho collegato citano le deformazioni frazionarie come tipicamente , forse in casi speciali e in casi estremi fino a . Tuttavia, un altro articolo fornisce un'analisi basata sulla rigidità della crosta e su una deformazione molto piccola per una particolare stella di neutroni. L'articolo che inizialmente mi è piaciuto descrivere un limite superiore basato su considerazioni sulle onde gravitazionali, credo, piuttosto che su un'analisi generale. $10^{−5}$ $10^{−4}$ $10^{−3}$

— StephenG
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Meglio se hai dato un ordine di stima dell'ignoranza per quanto siano importanti queste considerazioni. La stella di neutroni a rotazione più veloce ha un periodo di 1,4 ms.

— Rob Jeffries,

Nella prima sezione del documento che ho collegato citano le deformazioni frazionarie come tipicamente

, forse

in casi speciali e in casi estremi fino a

. Tuttavia, un altro articolo fornisce un'analisi basata sulla rigidità della crosta e su una deformazione molto piccola per una particolare stella di neutroni. L'articolo che inizialmente mi è piaciuto descrivere un limite superiore basato su considerazioni sulle onde gravitazionali, credo, piuttosto che su un'analisi generale. Sarei interessato a saperne di più su questo da membri meglio informati.

10^{- 5}

$10^{-5}$

10^{- 4}

$10^{-4}$

10^{- 3}

$10^{-3}$

— StephenG

Penso che sia stato questo il punto che volevo farti capire. Una stella di neutroni che ruota al massimo ha un periodo di rotazione di circa 0,3 ms. Anche le stelle di neutroni rotanti più note sono molto più lente di così. Quindi, a guardarli, sarebbero sferici. Il cambio di forma è molto sottile.

— Rob Jeffries,

Ancora non si arriva al punto. Quale periodo di rotazione corrisponde a "tipicamente"?

— Rob Jeffries,

@ rob-jeffries: non ho mai visto una distribuzione per i periodi di rotazione delle stelle di neutroni, quindi mi dispiacerebbe dare un valore "tipico". Sarei interessato a vedere una tale distribuzione, in effetti.

— StephenG

La comprensione attuale è che la stella è uno sferoide oblato . Un esempio estremo è mostrato sotto.

Per una stella di neutroni, la differenza tra il diametro polare e il diametro equatoriale è di circa il 10% e apparirebbe più simile a questa:

— dantopa
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Il 10% suona estremo. Per quale periodo di rotazione si tratterebbe?

— Rob Jeffries,

@Rob Jeffries: inseguirò il riferimento e lo invierò. Mi piacerebbe un'altra opinione.

— dantopa,

-1

Logicamente parlando, dovrebbero essere sferici poiché le cose con gravità più elevata tendono a collassare in sfere. Le stelle di neutroni sono estremamente dense e hanno un'elevata gravità. Tuttavia, per quanto ne sappiamo, ruotano anche molto velocemente (ad es. Pulsar). Dovrebbe essere che più velocemente ruotano, più diventerebbero simili al disco (come un'ellisse o una leggera possibilità di più di un disco in casi estremi). Quindi, a seconda della velocità di rotazione, sfera per velocità di rotazione da No a abbastanza elevata, ellisse per alta velocità di rotazione o eventualmente anche un disco per velocità di rotazione estremamente elevata. C'è spazio per il dibattito qui, ma è così che lo vedo logicamente.

Modifica: Per ellisse, intendo un'ellisse tridimensionale, come un uovo, ma "schiacciata dall'altra parte". Fondamentalmente una sfera che è stata distesa sul suo equatore. Più veloce gira, più dovrebbe essere deformato (allungato lungo l'equatore). La risposta di Dantopia mostra la forma che sto descrivendo.

— Jonathan
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Questa risposta non aggiunge nulla.

— theonlygusti,

Non vedrai mai una stella di neutroni a forma di disco. Sono abbastanza sicuro che una stella di neutroni ruoterebbe più velocemente della velocità della luce in quel punto e sarebbe stata a lungo scagliata prima di avvicinarsi a quel punto.

— Zefiro,

@zephyr Forse hai ragione, quindi perché ho detto che probabilmente è a forma di disco (non sono sicuro che possano o possano mai formare quella forma. Le sfere e diventando più un'ellisse, più ampie sull'equatore con velocità di rotazione più elevate dovrebbero essere ciò che si osserva. essere interessante sapere se possono ruotare abbastanza velocemente da formare un disco o se questo supererebbe la velocità della luce come dici tu.

— Jonathan

E, nella direzione opposta, non vedrai una stella di neutroni senza rotazione, poiché la stella di neutroni ha ancora il momento angolare del nucleo della stella crollata, che si tradurrà sempre in una rotazione estremamente rapida.

— David Richerby,

@Rob Jeffries intendevo sostanzialmente un'ellisse 3D, buona cattura! Ho modificato la mia risposta di conseguenza.

— Jonathan,