2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки





Начать новую тему Ответить на тему На страницу Пред.  1 ... 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14  След.
 
 Re: 11.02 возможно объявят об детектировании гравитационных волн
Сообщение18.06.2016, 03:10 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


27/04/09
21060
Уфа
bondkim137 в сообщении #1132573 писал(а):
Аккреционный диск, насколько я понимаю, формируется из самих тел нейтронных звезд? Интересный такой газ аккреционного диска тогда получается :)
А бывший почему нельзя заимствовать? Да и потом если каким-то образом разжать нейтронную звезду (в аккреционном диске явно не то соотношение давления и температуры), получится обычное вещество…

 Профиль  
                  
 
 Re: 11.02 возможно объявят об детектировании гравитационных волн
Сообщение18.06.2016, 03:20 
Аватара пользователя


07/02/12
1079
Питер
arseniiv
Ну, например, бывшего уже и не было - все поели. А после слияния на короткое время он появился. Кроме как из тел самих нейтронных звезд, взяться ему неоткуда.
До этого я думал, что на практике извлечь материю назад из тела нейтронных звезд практически невозможно.
Мы все побывали в сверхновых. А так, получается, кто-то из нас мог побывать и в нейтронных звездах =)

(Оффтоп)

Может кому-то и страпельки достались =)

 Профиль  
                  
 
 Re: 11.02 возможно объявят об детектировании гравитационных волн
Сообщение18.06.2016, 12:39 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
63897
arseniiv в сообщении #1132574 писал(а):
А бывший почему нельзя заимствовать?

Аккреционный диск - это, по сути, не объект, а процесс. Как огонёк свечи. Ему постоянно нужна подпитка.

В тесной двойной системе в качестве подпитки используется соседняя "обычная" звезда на стадии гиганта, вылезающая за свою полость Роша. (Причём, на одном "проходе рубанка" процесс не останавливается: перетекающий газ меняет соотношение масс звёзд, передаёт угловой момент от одной звезды к другой, по сути подтормаживает вращение, и в итоге уменьшает полость Роша "кормящей" звезды, и в результате в неё не помещается уже новый газ. (К тому же, когда у звезды снимают верхние слои газа, то нижние расширяются, потому что раньше они были сжаты весом верхних.))

Очень рекомендую пару тонких популярных книжек:
Липунов. В мире двойных звезд. (Библиотечка Квант - 52)
Черепащук. Чёрные дыры во Вселенной.
(Последнюю уже не достать, но она продублирована как глава в книге Черепащук, Чернин. Вселенная, жизнь, чёрные дыры, которую можно найти.)

Таким образом, если у нас двойная нейтронная звезда, то в ней аккреционного диска от "обычной" звезды уже нет. Тесных тройных систем, по-видимому, не бывает (они механически нестабильны, в лучшем случае могут быть системы 2+1 из тесной двойной и удалённого компонента).

Из чего ещё можно сделать аккреционный диск? Из межзвёздного газа? У него очень малая плотность. Для питания сверхбольшой (сверхмассивной) чёрной дыры в центре галактики, он ещё может подойти, но для чёрной дыры звёздной массы - не то.

Короткоживущие аккреционные диски образуются при коллапсном взрыве сверхновой, когда ядро превращается в компактный объект, а внешние слои звезды частично падают на него, частично разбрасываются взрывом. Время жизни такого диска - порядка часов максимум, потом "топливо кончается".

-- 18.06.2016 12:53:02 --

arseniiv в сообщении #1132574 писал(а):
Да и потом если каким-то образом разжать нейтронную звезду (в аккреционном диске явно не то соотношение давления и температуры), получится обычное вещество…

Дело в том, что "разжать" нейтронную звезду практически никак нельзя - гигантское тяготение. С ним может справиться только другое гигантское тяготение - приливные силы, например, от тесного прохождения другой нейтронной звезды. Или прямое столкновение с другой нейтронной звездой.

Что же получится при "разжатии" нейтронной звезды - большой вопрос. Физика на него ответа не знает. И дело здесь даже не в "страпельках". Дело в том, что мы очень мало знаем фазовую диаграмму ядерного вещества (= обычного вещества при ядерных плотностях). Нам известны два "острова стабильности":
- обычные ядра атомов - в диапазоне примерно $А\sim 1\text{-}10^2$;
- нейтронная материя нейтронных звёзд - вырожденный нейтронный газ, стабилизированный внешним давлением (гравитационным, но это не важно) - это $A\sim 10^{46}.$
А что лежит между ними - мы понятия не имеем. Может быть, существуют какие-нибудь ещё стабильные "капли нейтронов" при $A\sim 10^{23}$? Или при $A\sim 10^6$? Теоретически рассчитать такие штуки - неподъёмно. Экспериментально до них не добраться. То есть, этот промежуток в сорок порядков - абсолютная Terra Incognita.

 Профиль  
                  
 
 Re: 11.02 возможно объявят об детектировании гравитационных волн
Сообщение18.06.2016, 14:19 
Супермодератор
Аватара пользователя


09/05/12
11807
Кронштадт
bondkim137 в сообщении #1132573 писал(а):
Как я понимаю, времени реакции сети патрулирующих телескопов (например, Мастер
), на данный момент, для коротких гамма-всплесков недостаточно (т.к. там на все доли секунды). А нейтронные звезды при объединении быстро коллапсируют в черную дыру - потому, собственно, всплески короткие.
Именно так.
bondkim137 в сообщении #1132573 писал(а):
Аккреционный диск, насколько я понимаю, формируется из самих тел нейтронных звезд? Интересный такой газ аккреционного диска тогда получается :)
Ну, тут уже все совсем вилами на воде писано...

 Профиль  
                  
 
 Re: 11.02 возможно объявят об детектировании гравитационных волн
Сообщение18.06.2016, 14:33 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
63897
P. S. Если говорить про "аккреционный диск из тел нейтронных звёзд", то он, скорее всего, будет состоять из обычных ядер. Дело в том, что то, что я говорил про неизвестность фазовой диаграммы ядерного вещества - относится к её крайней области $T=0,$ "холодное вещество". А когда вещество нейтронной звезды посыплется в аккреционный диск, оно быстро разогреется, и тут уже вряд ли останется что-то стабильное, кроме обычных ядер (железо, скорей всего, хотя и с разбросом). Ну и электроны, безусловно, будут, для электронейтральности. В общем, обычная плазма.

 Профиль  
                  
 
 Re: 11.02 возможно объявят об детектировании гравитационных волн
Сообщение18.06.2016, 17:43 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


27/04/09
21060
Уфа
Munin в сообщении #1132617 писал(а):
Таким образом, если у нас двойная нейтронная звезда, то в ней аккреционного диска от "обычной" звезды уже нет. Тесных тройных систем, по-видимому, не бывает (они механически нестабильны, в лучшем случае могут быть системы 2+1 из тесной двойной и удалённого компонента).

Из чего ещё можно сделать аккреционный диск? Из межзвёздного газа? У него очень малая плотность. Для питания сверхбольшой (сверхмассивной) чёрной дыры в центре галактики, он ещё может подойти, но для чёрной дыры звёздной массы - не то.
Ага, вот теперь ясно! Мне не хватало как раз этого.

Munin в сообщении #1132617 писал(а):
А что лежит между ними - мы понятия не имеем. Может быть, существуют какие-нибудь ещё стабильные "капли нейтронов" при $A\sim 10^{23}$? Или при $A\sim 10^6$? Теоретически рассчитать такие штуки - неподъёмно. Экспериментально до них не добраться. То есть, этот промежуток в сорок порядков - абсолютная Terra Incognita.
А. Интересный поворот.

Munin в сообщении #1132624 писал(а):
P. S. Если говорить про "аккреционный диск из тел нейтронных звёзд", то он, скорее всего, будет состоять из обычных ядер. Дело в том, что то, что я говорил про неизвестность фазовой диаграммы ядерного вещества - относится к её крайней области $T=0,$ "холодное вещество". А когда вещество нейтронной звезды посыплется в аккреционный диск, оно быстро разогреется, и тут уже вряд ли останется что-то стабильное, кроме обычных ядер (железо, скорей всего, хотя и с разбросом). Ну и электроны, безусловно, будут, для электронейтральности. В общем, обычная плазма.
Ну вот это я и хотел написать в предыдущем посте, хотя, конечно, у меня были только рукомахания.

 Профиль  
                  
 
 Re: 11.02 возможно объявят об детектировании гравитационных волн
Сообщение18.06.2016, 18:42 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
63897
Да у меня, в общем-то, тоже.

 Профиль  
                  
 
 Re: 11.02 возможно объявят об детектировании гравитационных волн
Сообщение30.06.2016, 20:33 


30/06/16
1
Munin в сообщении #1132617 писал(а):
Очень рекомендую пару тонких популярных книжек:
Липунов. В мире двойных звезд. (Библиотечка Квант - 52)
Черепащук. Чёрные дыры во Вселенной.
(Последнюю уже не достать, но она продублирована как глава в книге Черепащук, Чернин. Вселенная, жизнь, чёрные дыры, которую можно найти.)

Какой смысл советовать научпоп, лучше уж человеку сесть за учебники, не так ли?

 Профиль  
                  
 
 Re: 11.02 возможно объявят об детектировании гравитационных волн
Сообщение30.06.2016, 22:40 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
63897
Кому как. Если кто-то имеет достаточно энтузиазма и сил сидеть за учебниками - тому, конечно, учебники. Просто это бывает примерно 1 раз из 10. Поэтому, если советовать по умолчанию учебники, - то человек просто "сорвётся", и ничего не прочитает и не узнает. А тому, кто имеет энтузиазм и силы, советовать учебники, в общем-то, и не надо - он их сам найдёт, или сам догадается спросить.

 Профиль  
                  
 
 Re: 11.02 возможно объявят об детектировании гравитационных волн
Сообщение30.06.2016, 23:06 
Супермодератор
Аватара пользователя


09/05/12
11807
Кронштадт
Munin в сообщении #1134982 писал(а):
Кому как. Если кто-то имеет достаточно энтузиазма и сил сидеть за учебниками - тому, конечно, учебники.
Я бы добавил, что посоветованный "научпоп" - на редкость высокого уровня (особенно первый, да не обидятся на меня авторы второго), а учебников (именно учебников, не монографий и обзоров) по этим вопросам практически нет.

 Профиль  
                  
 
 Re: 11.02 возможно объявят об детектировании гравитационных волн
Сообщение30.06.2016, 23:13 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
63897
Ну Липунов вообще голова! :-)

Но эти две книжки удачно дополняют друг друга:
- в первой рассказывается о том, что бывает при аккреции на белый карлик;
- во второй - аналогично, что бывает при аккреции на нейтронную звезду (и немножко - чёрную дыру, потому что тут скучнее).
Во время написания первой книжки, второй вопрос ещё не был достаточно проработан и наблюдательно изучен. Так что это не в упрёк её автору.

Конечно, первая книжка - кроме сказанного, ещё и прекрасное введение в астрофизику вообще.

 Профиль  
                  
 
 Re: 11.02 возможно объявят об детектировании гравитационных волн
Сообщение30.06.2016, 23:15 
Супермодератор
Аватара пользователя


09/05/12
11807
Кронштадт
Munin в сообщении #1134992 писал(а):
Ну Липунов вообще голова! :-)
Остальные два - тоже. Но если вторая книга - добротный хороший научпоп, то первая - просто шедевр этого жанра.

 Профиль  
                  
 
 Re: 11.02 возможно объявят об детектировании гравитационных волн
Сообщение30.06.2016, 23:47 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
63897
Бескин В.С. Осесимметричные стационарные течения в астрофизике. 2006.
    В принципе, классифицируется как учебник.

Фридман А.М., Бисикало Д.В. Природа аккреционных дисков тесных двойных звезд: неустойчивость сверхотражения и развитая турбулентность. УФН 178 6 577–604 (2008)
    Обзор.

Сурдин В.Г. (ред.) Звёзды. (В серии "Астрономия и астрофизика".) 2009.
    Учебник. Двойным звёздам посвящена одна глава.

Морозов А.Г., Хоперсков А.В. Физика дисков. ВолГУ, 2005.
    Половина книги - про звёздные диски, половина - про газовые. Вот это уже монография.

Бисноватый-Коган Г.С. Релятивистская астрофизика и физическая космология. 2011.
    В первой половине книги много про аккрецию на компактные объекты. Вот не знаю, монография или учебник. В любом случае, к заглядыванию обязательно.

Это всё, конечно, далеко до хотя бы даже развёрнутой библиографии, но с чего-то можно начать. Разумеется, дальше самому искать, как можно больше обзоров, как можно более современных.

-- 30.06.2016 23:49:05 --

Pphantom в сообщении #1134994 писал(а):
первая - просто шедевр этого жанра.

Присоединяюсь к восторгам, хотя я недостаточно специалист, чтобы оценить книгу по достоинству так, как это делаете вы. (Сам я её прочитал запоем... Но уже после Черепащука.)

 Профиль  
                  
 
 Re: 11.02 возможно объявят об детектировании гравитационных волн
Сообщение01.07.2016, 01:04 
Супермодератор
Аватара пользователя


09/05/12
11807
Кронштадт
Munin в сообщении #1135007 писал(а):
Это всё, конечно, далеко до хотя бы даже развёрнутой библиографии,
Строго говоря, это монография под вывеской учебника, обзор, научпоп с акцентом на "науч" и две монографии. :-)

 Профиль  
                  
 
 Re: 11.02 возможно объявят об детектировании гравитационных волн
Сообщение06.07.2016, 23:22 


06/07/07
212
Munin в сообщении #1132617 писал(а):
Что же получится при "разжатии" нейтронной звезды - большой вопрос. Физика на него ответа не знает. И дело здесь даже не в "страпельках". Дело в том, что мы очень мало знаем фазовую диаграмму ядерного вещества (= обычного вещества при ядерных плотностях).
Мало знаем для точного расчета нейтронных звезд, а для вопроса о стабильности свободного "нейтронного вещества" знаем достаточно - нестабильно оно. Магнитное взаимодействие нуклонов - чепуховое, а странные нуклоны (чьи уровни Ферма не заполнены) из-за большой массы не рождаются даже под давлением, создаваемым в недрах нейтронных звезд, где ядерная плотность гораздо больше чем в обычных ядрах.

Munin в сообщении #1132617 писал(а):
Нам известны два "острова стабильности":
- обычные ядра атомов - в диапазоне примерно $А\sim 1\text{-}10^2$;
- нейтронная материя нейтронных звёзд - вырожденный нейтронный газ, стабилизированный внешним давлением (гравитационным, но это не важно) - это $A\sim 10^{46}.$
Дык, под внешним давлением стабилизируются ядерные капли для любого A.
Без внешнего давления, у большинства малых ядер (кроме 89 штук) стабильность вообще динамическая, не истинная, хотя многие из них долгоживущие по ядерной мерке времени. Чисто нейтронные ядра ($A=2..4$.) нестабильны даже с точки зрения ядерных сил. Правда малопротонные ядра (сверхтяжелого водорода и гелия) достаточно устойчивы, но вряд ли за счет большего числа нейтронов и насыщения нейтронных связей. Насыщение нейтрон-нейтронных сил слабо помогает ядерной связности, иначе бы тяжелые нейтроноизбыточные ядра не испытывали бы нейтронный распад, а только бета-распад. Нейтронные капли должны быть достаточно рыхлыми (и очевидно холодными), чтобы нейтроны не разлетелись быстро из-за собственной высокой энергии Ферми.

Munin в сообщении #1132617 писал(а):
А что лежит между ними - мы понятия не имеем. Может быть, существуют какие-нибудь ещё стабильные "капли нейтронов" при $A\sim 10^{23}$? Или при $A\sim 10^6$? Теоретически рассчитать такие штуки - неподъёмно. Экспериментально до них не добраться. То есть, этот промежуток в сорок порядков - абсолютная Terra Incognita.
Ядерные силы насыщаемы, т.е. короткодействующие и с ограниченным числом близких соседей из-за твердой сердцевины. Для достаточно больших A, поверхностным натяжением можно пренебречь, и стабильность "капли нейтронов" перестает зависеть от величины A, плотность и удельная энергия связи нейтронной капли будет оставаться постоянной. Достаточно большие капли нейтронов либо все скопом стабильны, либо нестабильны. Все эти сорок порядков при нулевом давлении не содержат никакой экзотики. В нейтронной звезде давление спадает к поверхности, и ядерная материя переходит, сначала в пористое "сотовое" состояние, потом в большие изолированные ядерные капли, потом в обычные ядра, в основном околожелезные - последнее известно из наблюдений. Будь капли нейтронов стабильны без внешнего давления, они поглотили бы обычные ядра на поверхности нейтронной звезды и, вдобавок, вещество поверхности, сжавшись, упало бы на более низкий гравитационный потенциал. Но этого не происходит.

Механизм распада больших рыхлых капель нейтронов, если они не разлетаются сразу подобно атомам гелия в при нулевом давлении и любой температуре, очевиден. Здесь работает капельная модель. За счет слабого взаимодействия нейтроны начинают распадаться на протоны и электроны. Протоны увеличивают ядерную плотность и значит энергию связи, что энергетически выгодно, так как они начинают заполнять низкие уровни Ферми для своих квантовых чисел. Электронам в НЗ некуда деваться и они, заполнив свои низкие уровни Ферми, вырождаются, причем гораздо раньше протонов (при в 2000 раз меньшей концентрации), поэтому процесс прекращается при их концентрации (точно не помню) в доли процентов от нейтронной. В свободной нейтронной капле лишние электроны просто выходят наружу, а не заполняют высокие уровни энергии Ферми. Заряд протонов становится частично нескомпенсированным внутри капли. В очень тяжелых обычных ядрах, электроны низких орбит тоже могут находится внутри ядра и слегка компенсируют его заряд. Далее вступает в силу закон Кулона. Чтобы заметно повлиять на ядерную энергию связи концентрация протонов должна стать близка к нейтронной $Z\sim A$, но гораздо раньше электростатическая энергия связи протонов $\sim -Z^2/100$ убьет этот выигрыш от роста ядерной энергии связи $\sim Z$. Нейтронная капля под действием кулоновских сил отталкивания удлиняет форму и разрывается на несколько меньших частей (со стороны ядерных сил препятствий этому нет). Отдаляясь, эти части уменьшают величину своей общей кулоновской энергии, а ядерная энергия связи почти не меняется, так как поверхностная ее часть относительно мала. Но энергия связи растет за счет образования протонов. Процесс развала с ростом доли протонов повторяется до образования обычных ядер $A\sim 1..100$.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 196 ]  На страницу Пред.  1 ... 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14  След.

Модераторы: Парджеттер, Pphantom, Aer, photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group