Forma de estrelas de nêutrons

Ouvi dizer que quanto mais um objeto gira, menor é a esfera verdadeira. Usando essa lógica, a maioria das estrelas de nêutrons estaria longe de ser esférica; em geral, qual é a forma da maioria das estrelas de nêutrons?

rotation neutron-star

— kingW3
fonte

Considere que, à medida que diminui, a gravitação também aumenta; portanto, existem dois efeitos que funcionam um contra o outro: quanto mais rápida a rotação quiser esticar o equador, o aumento na gravidade trabalha contra isso.

— userLTK

Lembre-se de que as estrelas de nêutrons geralmente têm campos magnéticos fortes e parece que em casos extremos o campo magnético pode induzir distorção de forma. De acordo com Kazuo Makishima e cols., A distorção pode ser suficiente para "deformar o magnetar em uma forma prolata, como uma bola de futebol, que oscila à medida que gira".

— PM 2Ring

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

— Rob Jeffries

Assim, em geral, as estrelas de nêutrons não estão tão longe de uma esfera, já que a gravidade supera a rotação; portanto, a maior parte da deformação vem da relatividade, ou seja, pela contração do comprimento.

— kingW3

Respostas:

Eu não acho que você encontrará uma única forma combinada para uma estrela de nêutrons rotativa, até porque não temos um modelo único acordado para a equação de estado do material em uma estrela de nêutrons (que é mais complexa do que a nome sugere).

Encontrei um artigo disponível abertamente (tenho certeza de que há mais) que lhe dará uma amostra da complexidade de modelar a forma das estrelas de nêutrons. Como você verá, a dificuldade de nenhum modelo único para uma equação de estado (EOS é a abreviação normalmente usada) é apenas uma questão.

Eu acho que "elipsóide" deve ser considerado uma aproximação, embora não seja algo que eu consideraria escrito em pedra.

Lembre-se de que, para ser útil, um artigo deve fornecer não apenas um modelo para o formato, mas também alguém deve fornecer uma maneira de medir isso, o que é desafiador. Penso que uma das esperanças para a nova era da astronomia das ondas gravitacionais é poder (eventualmente) tornar mais úteis e medidas que nos ajudem a investigar o interior das estrelas de nêutrons.

Então essa é uma pergunta em aberto, eu acho.

@ Rob-Jeffries fez uma pergunta no comentário sobre números típicos para a deformação, e eu respondi no comentário, mas os comentários podem ser removidos pelo sistema, por isso estou adicionando essas informações como uma edição:

Na primeira seção do artigo, a que vinculei, citam deformações fracionárias como sendo tipicamente , talvez em casos especiais e, em casos extremos, até . No entanto, outro artigo fornece uma análise baseada na rigidez da crosta e uma deformação muito pequena para uma estrela de nêutrons específica. O artigo que eu gostei inicialmente descreve um limite superior baseado em considerações de ondas gravitacionais, eu acho, em vez de uma análise geral. $10^{−5}$ $10^{−4}$ $10^{−3}$

— StephenG
fonte

Melhor se você fornecesse uma ordem de estimativa de quão importantes são essas considerações. A estrela de nêutrons em rotação mais rápida tem um período de 1,4 ms.

— Rob Jeffries

Na primeira seção do artigo, a que vinculei, citam deformações fracionárias como sendo tipicamente

, talvez

em casos especiais e, em casos extremos, até

. No entanto, outro artigo fornece uma análise baseada na rigidez da crosta e uma deformação muito pequena para uma estrela de nêutrons específica. O artigo que eu gostei inicialmente descreve um limite superior baseado em considerações de ondas gravitacionais, eu acho, em vez de uma análise geral. Eu estaria interessado em ouvir mais sobre isso de membros mais bem informados.

10^{- 5}

$10^{-5}$

10^{- 4}

$10^{-4}$

10^{- 3}

$10^{-3}$

— precisa saber é o seguinte

Eu acho que era esse o ponto que eu queria que você fizesse. Uma estrela de nêutrons com rotação máxima possui um período de rotação de 0,3 ms. Até as estrelas de nêutrons rotativas mais rapidamente conhecidas são muito mais lentas que isso. Então, para olhar, eles seriam esféricos. A mudança de forma é muito sutil.

— Rob Jeffries

Ainda não chegou ao ponto. A que período de rotação corresponde "tipicamente"?

— Rob Jeffries

@ rob-jeffries: Eu nunca vi uma distribuição para os períodos de rotação de estrelas de nêutrons, então eu seria relutante em dar um valor "típico". Eu estaria interessado em ver essa distribuição, de fato.

— StephenG

O entendimento atual é que a estrela é um esferóide oblato . Um exemplo extremo é mostrado abaixo.

Para uma estrela de nêutrons, a diferença entre o diâmetro polar e o diâmetro equatorial é de cerca de 10% e seria mais ou menos assim:

— dantopa
fonte

10% parece extremo. Qual seria o período de rotação?

— Rob Jeffries

@ Jeff Jeffries: Vou perseguir a referência e enviá-lo. Amaria outra opinião.

— Dantopa

-1

Logicamente falando, eles devem ser esféricos, pois as coisas com maior gravidade tendem a desmoronar em esferas. Estrelas de nêutrons são extremamente densas e têm alta gravidade. No entanto, eles estão tanto quanto sabemos girando extremamente rápido também (por exemplo, pulsares). Deve ser que, quanto mais rápido eles girarem, mais se parecerão com discos (como uma elipse ou uma pequena possibilidade de mais discos em casos extremos). Portanto, dependendo da velocidade de rotação, esfera para uma velocidade de rotação não muito alta, elipse para alta velocidade de rotação ou possivelmente um disco para uma velocidade de rotação extremamente alta. Há espaço para debate aqui, mas é assim que eu vejo isso logicamente.

Edit: Por elipse, quero dizer uma elipse tridimensional, como um ovo, mas "esmagou o outro lado". Basicamente, uma esfera que foi esticada em seu equador. Quanto mais rápido ele gira, mais deve ser deformado (esticado ao longo do equador). A resposta de Dantopia mostra a forma que estou descrevendo.

— Jonathan
fonte

Esta resposta não acrescenta nada.

— precisa saber é o seguinte

Você nunca verá uma estrela de nêutrons em forma de disco. Tenho certeza de que uma estrela de nêutrons estaria girando mais rápido do que a velocidade da luz naquele ponto e teria sido afastada há muito tempo antes de chegar perto desse ponto.

— Zephyr

@zephyr Você pode estar certo, por isso eu disse que possivelmente em forma de disco (não tenho certeza se eles podem ou formam essa forma. Esferas e uma elipse cada vez mais larga, mais larga no equador com velocidades de rotação mais altas devem ser o que é observado. ser interessante para saber se eles podem girar rápido o suficiente para formar um disco ou se isso iria exceder a velocidade da luz como você mencionou.

— Jonathan

E, na direção oposta, você não verá uma estrela de nêutrons sem rotação, pois a estrela de nêutrons ainda possui o momento angular do núcleo da estrela colapsada, o que sempre resultará em rotação extremamente rápida.

— David Richerby

@ Jeff Jeffries eu quis dizer basicamente uma elipse 3D, boa captura! Eu editei minha resposta de acordo.

— 24717 Jonathan