Εισαγωγή στην αστρονοµία Αστρικά πτώµατα (Λευκοί Νάνοι, αστέρες νε. µαύρες τρύπες) Η ϕυσική σε ακρέες καταστάσεις

HTML
DOWNLOAD

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Εισαγωγή στην αστρονοµία Αστρικά πτώµατα (Λευκοί Νάνοι, αστέρες νε. µαύρες τρύπες) Η ϕυσική σε ακρέες καταστάσεις"

Αναστασούλα Ουζουνίδης
8 χρόνια πριν
Προβολές:

1 τρονίων, µαύρες τρύπες) Η φυσική σε ακρέες καταστάσεις Εισαγωγή στην αστρονοµία Αστρικά πτώµατα (Λευκοί Νάνοι, αστέρες νετρονίων, µαύρες τρύπες) Η ϕυσική σε ακρέες καταστάσεις Λουκάς Βλάχος Τµήµα Φυσικής, ΑΠΘ 3 εκεµβρίου 2009

2 τρονίων, µαύρες τρύπες) Η φυσική σε ακρέες καταστάσεις Εισαγωγή στην αστρονοµία Αστρικά πτώµατα (Λευκοί Νάνοι, αστέρες νετρονίων, µαύρες τρύπες) Η ϕυσική σε ακρέες καταστάσεις Λουκάς Βλάχος Τµήµα Φυσικής, ΑΠΘ 3 εκεµβρίου 2009

3 τρονίων, µαύρες τρύπες) Η φυσική σε ακρέες καταστάσεις υναµική ενέργειας και η στροφορµή σφαιρικών κατανοµών µάζας Να υπολογισθεί η δυναµική ενέργεια και η στροφορµή ενός σφαιρικού και οµογενούς ϐαρυτικού ϱευστού.

4 τρονίων, µαύρες τρύπες) Η φυσική σε ακρέες καταστάσεις Η δυναµική του ενέργεια ϑα είναι R W = 0 GM r ( R 4 G dm = 0 3 πr3 ρ ) r (4πr 2 ρ)dr = π2 ρ 2 GR 5 W = 3GM2 5R για τον Ηλιο W sun ergs. Αν ο Ηλιος µετέτρεπε όλη αυτή την ενέργεια σε ϑερµική (µε αδιαβατική συστολή) και στη συνέχεια την ακτινοβολούσε µε τους σηµερινούς ϱυθµούς, πόσα χρόνια ϑα Ϲούσε; t KH erg erg/sec 1015 sec years πολύ µικρότερο από την σηµερινή ηλικία του Ηλιακού συστήµατος.

5 τρονίων, µαύρες τρύπες) Η φυσική σε ακρέες καταστάσεις ιατήρηση στροφορµής Η στροφορµή µιας σφαιρικά συµµετρικής µάζας J = 2 5 MR2 ω ω είναι η γωνιακή ταχύτητα. Πολλά ενδιαφέροντα ϑέµατα µπορούν να κατανοηθούν µε ϐάση την διατήρηση της στροφορµής για παράδειγµα, ο λευκός νάνος που ϑα προκύψει απο το ϑάνατο του Ηλιου, πόσο γρήγορα ϑα περιστρέφεται;

6 τρονίων, µαύρες τρύπες) Η φυσική σε ακρέες καταστάσεις ιατήρηση µαγνητικής ϱοής Η µαγνητική ϱοή είναι ίση µε Φ = B d S B(4πR 2 ) και παραµένει σταθερή κατά την συστολή του αστέρα B sun R 2 sun B WD R 2 WD ( ) 2 Rsun B WD B sun 100G R WD ( ) cm 10 6 G 10 8 cm

7 τρονίων, µαύρες τρύπες) Η φυσική σε ακρέες καταστάσεις Βαρυτική µετατόπιση Υπολογίστε την µετατόπιση των ϕασµατικών γραµµών όταν το ϕως µεταδίδεται µακρυά από ισχυρό ϐαρυτικό πεδίο.

8 τρονίων, µαύρες τρύπες) Η φυσική σε ακρέες καταστάσεις Βαρυτική µετατόπιση Χρησιµοποιούµε µια απλή περιγραφή (Νευτώνια) και µε ϐάση την διατήρηση της ολικής ενέργειας στην επιφάνεια και µακρυά από την των αστέρα E tot = KE i + PE i = KE f < KE i γιατί PE i < 0 άρα το ϕωτόνιο εχασε ενέργεια µετακοµίζοντας σε άλλα µήκη κύµατος (KE f ) = h (ν) = GMm R m = E i /c 2 = hν i /c 2 ν ν i = GM c 2 R

9 τρονίων, µαύρες τρύπες) Η φυσική σε ακρέες καταστάσεις Βαρυτική µετατόπιση λ λ i = G c 2 M R λ = λ f λ i. Αν το πεδίο είναι πού ισχυρό η ϐαρυτική µετατόπιση ϑα πρέπει να υπολογιστεί µε ϐάση την Γενική Θεωρία Σχετικότητας. Χαρακτηριτικές τιµές για τους Λευκούς Νάνους είναι λ/λ i 10 4 Η µετατόπιση που έχουµε µετρήση για τον Σείριο Β είναι

10 τρονίων, µαύρες τρύπες) Η φυσική σε ακρέες καταστάσεις Αστέρες νετρονίων και Pulsars Η πιεση γίνεται τόσο ισχυρή ώστε να ξεκινήσουν οι αντίστροφες αντιδράσεις της διάσπασης ϐ p + + e n+ν το ενα νέο φυσικό σύστηµα δηµιουργείται στο σύµπαν που µοιάζει µε ένα γιγάντιο πυρήνα, µε πυκνότητα gr/cm 3, διάµετρο 10 20Km Μάζα 3M sun Η ϐαρυτική µετατόπιση είναι αρκετά µεγάλη 0.2.

11 τρονίων, µαύρες τρύπες) Η φυσική σε ακρέες καταστάσεις Pulsars

12 τρονίων, µαύρες τρύπες) Η φυσική σε ακρέες καταστάσεις Γρήγορα περιστρεφόµενο µαγνητικό δίπολο! Ισχυρό µαγνητικό πεδίο ( ) Rsun B NS B sun G R NS Η περίοδος αυξάνει µε το χρόνο... (γιατί) dp/dt s/s και µε αυτό υπολογίζουµε την Ϲωή των pulsars T = P dp/dt 104 years αν P 0.03sec millisecond pulsar. Ερώτηση: Ποιά ϑα πρέπει να είναι η πυκνότητα ενος millisecond pulsar για να µην διαλυθεί;

13 τρονίων, µαύρες τρύπες) Η φυσική σε ακρέες καταστάσεις Μαύρες Τρύπες σε δράση

14 τρονίων, µαύρες τρύπες) Η φυσική σε ακρέες καταστάσεις Μαύρες τρύπες Η ακτίνα τους R BH E tot = 1 2 mv2 GM = 0 r ( ) 2GM Schwarchild s radius c 2

15 τρονίων, µαύρες τρύπες) Η φυσική σε ακρέες καταστάσεις Πως παρατηρούµε µία µαύρη τρύπα; Απο τις ακτίνες Χ (µήκος κύµατος cm) που δηµιουργούνται µε την πτώση µάζας µέσα στο ϐαρυτικό πηγάδι. Μερικά χαρακτηριστικά Θερµοκρασία της πηγής υπολογίζεται απο το νοµο του Wien να είναι 10 7 K Απο την ϕωτεινότητα των ακτίνων X = erg/s υπολογίζω την ακτίνα της πηγής [ ] 1/2 L R 4πσT 4 10Km de gr dt GM r dm dt για L = erg/s, M M sun, R 10Km υπολογίζω ότι dm 10 9 M sun /year dt

Σχετικά έγγραφα

Εισαγωγή στην αστρονοµία Αστρικά πτώµατα (Λευκοί Νάνοι, αστέρες νε. µαύρες τρύπες) Η ϕυσική σε ακρέες καταστάσεις

Εισαγωγή στην αστρονοµία Αστρικά πτώµατα (Λευκοί Νάνοι, αστέρες νετρονίων, µαύρες τρύπες) Η ϕυσική σε ακρέες καταστάσεις Λουκάς Βλάχος Τµήµα Φυσικής, ΑΠΘ 1 εκεµβρίου 2009 Εισαγωγή στην αστρονοµία Αστρικά