Αστροφυσική. Ενότητα # 4: Αστρικοί άνεμοι, σφαιρική προσαύξηση και δίσκοι προσαύξησης. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Σχετικά έγγραφα
Αστροφυσική. Ενότητα # 2: Αστρική Δομή - Εφαρμογές Ρευστοδυναμικής. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

Αστροφυσική. Ενότητα # 5: Μαγνητικά Πεδία στην Αστροφυσική. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

2. Στο ηλιακό στέµµα η ϑερµότητα διαδίδεται µε αγωγιµότητα και η ϱοή ϑερµικής ενέργειας (heat flux)είναι

ΑΝΟΙΧΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΙΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ. Αστροφυσική. Ενότητα # 6: Λευκοί Νάνοι. Νικόλαος Στεργιούλας Τμήμα Φυσικής

Αστροφυσική. Ενότητα # 3: Από τη Μεσοαστρική Σκόνη στην Κύρια Ακολουθία. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

k 3/5 P 3/5 ρ = cp 3/5 (1) dp dr = ρg (2) P 3/5 = cgdz (3) cgz + P0 cg(z h)

Σχηματισμός Πλανητών. Μάθημα 9ο 10ο

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ. Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 6: Ακρότατα Συνάρτησης. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Εισαγωγή στην Αστρονομία

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΑΝΟΙΧΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΙΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Αστρονομία. Ενότητα # 3: Συστήματα Χρόνου. Νικόλαος Στεργιούλας Τμήμα Φυσικής

Πληροφορίες για τον Ήλιο:

Φυσική Διαστήματος. Ενότητα 1: Ηλιακός Άνεμος. Ξενοφών Δ. Μουσάς Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Φυσικής

ΑΣΤΡΟΝΟΜΙΑ ΚΑΙ ΑΣΤΡΟΦΥΣΙΚΗ 7 ο ΕΞΑΜΗΝΟ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣIΚΗΣ ΑΠΘ

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 7: Σειρές Taylor, Maclaurin. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 9: Κίνηση Σε Πολικές Συντεταγμένες. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

ΑΝΟΙΧΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΙΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ. Αστροφυσική. Ενότητα # 8: Pulsars. Νικόλαος Στεργιούλας Τμήμα Φυσικής

Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών. Κοσμάς Γαζέας

Αστροφυσική. Ενότητα # 1 (Εισαγωγική): Εισαγωγή στη Ρευστομηχανική. Νικόλαος Στεργιούλας Τμήμα Φυσικής ΑΝΟΙΧΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΙΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 12: Κριτήρια Σύγκλισης Σειρών. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Εγγειοβελτιωτικά Έργα και Επιπτώσεις στο Περιβάλλον

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα. Φυσική. Ενότητα # 6: Βαρυτικό Πεδίο

ΑΣΤΡΟΦΥΣΙΚΗ Φεβρουάριος 2015 (λυσεις)

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

Θερμοδυναμική Ενότητα 7:

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 15: Ολοκληρώματα Με Ρητές Και Τριγωνομετρικές Συναρτήσεις Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Ορμή και Δυνάμεις. Θεώρημα Ώθησης Ορμής

Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης. Λογισμός 3 Ασκήσεις. Μιχάλης Μαριάς Τμήμα Α.Π.Θ.

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Λογισμός 3. Ενότητα 18: Θεώρημα Πεπλεγμένων (Ειδική περίπτωση) Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Εισαγωγή στην Αστροφυσική

Θεωρητική Εξέταση. 24 ος Πανελλήνιος Διαγωνισμός Αστρονομίας και Διαστημικής η φάση: «ΠΤΟΛΕΜΑΙΟΣ»

Έννοιες φυσικών επιστημών Ι και αναπαραστάσεις

Γενικά Μαθηματικά ΙΙ

Θεωρητική Εξέταση. 23 ος Πανελλήνιος Διαγωνισμός Αστρονομίας και Διαστημικής η φάση: «ΠΤΟΛΕΜΑΙΟΣ»

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 5: Παράγωγος Πεπλεγμένης Συνάρτησης, Κατασκευή Διαφορικής Εξίσωσης. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Αστρική Εξέλιξη. Η ζωή και ο θάνατος των αστέρων. Κοσμάς Γαζέας. Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών

Τίτλος Μαθήματος: Βασικές Έννοιες Φυσικής. Ενότητα: Αέρια. Διδάσκων: Καθηγητής Κ. Κώτσης. Τμήμα: Παιδαγωγικό, Δημοτικής Εκπαίδευσης

Λογισμός 3. Ενότητα 19: Θεώρημα Πεπλεγμένων (γενική μορφή) Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 14: Ολοκλήρωση Κατά Παράγοντες, Ολοκλήρωση Ρητών Συναρτήσεων Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΕΣ ΠΡΟΣΟΜΕΙΩΣΕΙΣ ΒΑΡΥΤΙΚΗΣ ΚΑΤΑΡΡΕΥΣΗΣ

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 1: Συναρτήσεις και Γραφικές Παραστάσεις. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Γενική Φυσική Ενότητα: Δυναμική Άκαμπτου Σώματος

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα. Μετάδοση Θερμότητας

Κλασική Ηλεκτροδυναμική Ι

ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ 1

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 17: Αριθμητική Ολοκλήρωση, Υπολογισμός Μήκους Καμπύλης Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

Εισαγωγή στην Αστροφυσική

Κλασική Ηλεκτροδυναμική Ι

ΔΟΜΗ ΚΑΙ ΣΥΣΤΑΣΗ. Εισαγωγή στη Φυσική της Ατμόσφαιρας: Ασκήσεις Α. Μπάης

Φυσική Περιβάλλοντος

Αυτοματοποιημένη χαρτογραφία

Θερμοδυναμική Ενότητα 4:

Θεωρία Πιθανοτήτων & Στατιστική

Κεφάλαιο 8. Βαρυτικη Δυναμικη Ενεργεια { Εκφραση του Βαρυτικού Δυναμικού, Ταχύτητα Διαφυγής, Τροχιές και Ενέργεια Δορυφόρου}

ΡΑΔΙΟΧΗΜΕΙΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 8. ΓΕΝΕΣΗ ΤΩΝ ΧΗΜΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ. ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΤΟΞΙΚΟΤΗΤΑ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΩΝ ΙΣΟΤΟΠΩΝ Τμήμα Χημικών Μηχανικών

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα. Μετάδοση Θερμότητας

ΦΥΣΙΚΗ ΙΙΙ. Ενότητα: Ηλεκτροστατική ΜΑΪΝΤΑΣ ΞΑΝΘΟΣ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ

Εισαγωγή στην Αστρόβιλη Άκυκλη Ροή

ΦΥΣΙΚΗ Ο.Π. ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ

Μαθηματικά. Ενότητα 6: Ασκήσεις Ορίων Συνάρτησης. Σαριαννίδης Νικόλαος Τμήμα Λογιστικής και Χρηματοοικονομικής

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 8: Εφαρμογές Σειρών Taylor. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Αστρονομία. Ενότητα # 6: Φασματική Ταξινόμηση Αστέρων. Νικόλαος Στεργιούλας Τμήμα Φυσικής ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

Κλασική Ηλεκτροδυναμική Ι

Εκμετάλλευση και Προστασία των Υπόγειων Υδατικών Πόρων

Θερμοδυναμική. Ενότητα 6: Εντροπία. Κυρατζής Νικόλαος Τμήμα Μηχανικών Περιβάλλοντος και Μηχανικών Αντιρρύπανσης ΤΕ

Κλασσική Θεωρία Ελέγχου

Στέμμα km Μεταβατική περιοχή 2100 km. Χρωμόσφαιρα. 500 km. Φωτόσφαιρα. τ500= km. Δομή της ΗΛΙΑΚΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ

ΦΥΣΙΚΗ. Ενότητα 8: ΠΕΡΙΣΤΡΟΦΗ ΣΤΕΡΕΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ ΓΥΡΩ ΑΠΟ ΣΤΑΘΕΡΟ ΑΞΟΝΑ. Αν. Καθηγητής Πουλάκης Νικόλαος ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Τ.Ε.

Θερμοδυναμική Ενότητα 4:

Στέμμα km Μεταβατική περιοχή 2100 km. Χρωμόσφαιρα. 500 km. Φωτόσφαιρα. τ500= km. Δομή της ΗΛΙΑΚΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ

ΡΑΔΙΟΧΗΜΕΙΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6.ΜΕΤΡΗΤΕΣ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΕΙΑΣ. ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΤΟΞΙΚΟΤΗΤΑ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΩΝ ΙΣΟΤΟΠΩΝ Τμήμα Χημικών Μηχανικών

Ενότητα 9: Ασκήσεις. Άδειες Χρήσης

Ανάλυση βάδισης. Ενότητα 2: Χωροχρονικές παράμετροι

Ηλιακή Φυσική. Ενότητα 1: Γενικά χαρακτηριστικά του ήλιου. Παναγιώτα Πρέκα Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Φυσικής

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ. ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι Σεπτέµβριος 2004

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 19: Υπολογισμός Εμβαδού και Όγκου Από Περιστροφή (2 ο Μέρος) Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΑΝΟΙΚΤΑ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Γενικά Μαθηματικά Ι Ενότητα 11 : Ακολουθίες και Σειρές Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Ατμοσφαιρική Ρύπανση

Γενικά Μαθηματικά ΙΙ

website:

Τίτλος Μαθήματος: Μαθηματική Ανάλυση Ενότητα Γ. Ολοκληρωτικός Λογισμός

Ατομικά Δίκτυα Αρδεύσεων

Δυνάμεις που καθορίζουν την κίνηση των αέριων μαζών

Q 40 th International Physics Olympiad, Merida, Mexico, July 2009

ΑΝΟΙΧΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΙΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ. Αστρονομία. Ενότητα # 13: Μεταβλητοί Αστέρες. Νικόλαος Στεργιούλας Τμήμα Φυσικής

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα. Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου. Ενότητα Α: Γραμμικά Συστήματα

ΦΥΣΙΚΗ. Ενότητα 3: Οι νόμοι του Νεύτωνα

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Σύγxρονη Φυσική II. Στατιστική Φυσική Διδάσκων : Επίκ. Καθ. Μ. Μπενής

ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΤΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ. Διδάσκων: Κολιόπουλος Παναγιώτης

ΑΕΡΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Διδάσκων: Δρ. Ριζιώτης Βασίλης Θεωρία δίσκου ορμής στοιχεία πτερύγωσης

Περιβαλλοντική Χημεία

Τίτλος Μαθήματος: Εργαστήριο Φυσικής Ι

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 13: Ακτίνα Σύγκλισης, Αριθμητική Ολοκλήρωση, Ολοκλήρωση Κατά Παράγοντες. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Επίδραση μαγνητικού πεδίου της Γης. (συνοδεύει τις διαφάνειες)

(βλ. σελ. 174 του βιβλίου ΚΣ). Το y έχει τεθεί για τη διόρθωση λόγω μη KΕΦΑΛΑΙΟ 12: ΠΛΑΝΗΤΕΣ ΚΑΙ ΠΛΑΝΗΤΗΣ ΓΗ

ΦΥΣ. 111 Κατ οίκον εργασία # 8 - Επιστροφή Πέµπτη 09/11/2017

Κλασική Ηλεκτροδυναμική

Περιβαλλοντική Γεωτεχνική Θεματική Ενότητα 4 Υπόγεια Ροή

ΡΑΔΙΟΧΗΜΕΙΑ 1. ΑΠΑΡΙΘΜΗΤΕΣ ΙΟΝΤΙΣΜΟΥ ΑΕΡΙΩΝ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6.ΜΕΤΡΗΤΕΣ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

ΒΟΗΘΗΤΙΚΕΣ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ

Transcript:

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΑΝΟΙΧΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΙΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Αστροφυσική Ενότητα # 4: Αστρικοί άνεμοι, σφαιρική προσαύξηση και δίσκοι προσαύξησης Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης Τίτλος Μαθήματος Τμήμα 2

Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης Τίτλος Μαθήματος Τμήμα 3

Αστροφυσική Αστρικοί άνεμοι, σφαιρική προσαύξηση και δίσκοι προσαύξησης Λουκάς Βλάχος 4

Είναι το στέμμα σε υδροστατική ισορροπία με το περιβάλλον του; Ή, μπορεί η βαρύτητα να συγκρατήσει το στέμμα σε ισορροπία; Εικόνα 1: Το στέμμα του Ήλιου κατά τη διάρκεια ηλιακής έκλειψης (2006). Η εικόνα προέρχεται από σύνθεση 33 φωτογραφιών με σκοπό να αναδείξει διαφορετικά στοιχεία του στέμματος [1]. 5

Υδροστατική ισορροπία Σφαιρική συμμετρία αν υποθέσουμε ότι το αέριο είναι πλήρως ιονισμένο ρ=nm p όπου λ=gm m p /(2k B Rr 0 ) και 6

Εφαρμογή: n 0 =3 10 7 cm -3, T=1.5 10 6 K, r 0 =1.4R Τότε P( )=5 10-5 dynes cm -2 >> P c, P c 10-12 dynes cm -2 πίεση μεσοαστρικού χώρου Συμπέρασμα: Χρειαζόμαστε δυναμικά μοντέλα για να περιγράψουμε την συμπεριφορά των αστρικών ατμοσφαιρών 7

Πρόβλημα 1: Να υπολογισθεί η μάζα που χάνει ο Ήλιος σε ένα χρόνο λόγω του ηλιακού ανέμου (υποθέστε ότι ο Ήλιος είναι σφαιρικά συμμετρικός και η ταχύτητα του ανέμου στην περιοχή της Γης είναι 400km/s ενώ η πυκνότητα ρ~7 πρωτόνια/cm 3 και η απόσταση Γης- Ηλιου 1AU=1.5 10 11 m) 8

Απάντηση: Η ροή της μάζας σε μια απόσταση r από το κέντρο του Ήλιου είναι ίση με (εξίσωση συνέχειας:) ηλιακές μάζες το χρόνο 9

Πρόβλημα 2: Ο Ηλιακός άνεμος μπορεί να μελετηθεί αναλυτικά από τις εξισώσεις συνέχειας και κίνησης της υδροδυναμικής (1) όπου c s η ταχύτητα του ήχου. Υπολογίστε την απόσταση από το κέντρο του αστέρα στην οποία η ροή γίνεται υπερηχητική (u>c s ) (2) 10

Απάντηση: Η εξίσωση συνέχειας γράφεται (3) Αν αντικαταστήσουμε την Εξ.(3) στην (2) έχουμε (4) Η ταχύτητα του ανέμου μετατρέπεται σε υπερηχητική όταν v>c s ή (Εφαρμογή: G=7 10-11 m 3 s -2 kg -1, M=2 10 30 kg, c s =100km/s. Τότε r * =0.1AU) 11

Πρόβλημα 3: Υπολογίστε την ενέργεια του ηλιακού ανέμου σαν συνάρτηση της ακτίνας κάνοντας χρήση του νόμου διατήρησης της ενέργειας που υπολόγισε πρώτος ο Bernoulli. 12

Διατήρηση Ενέργειας Πολλαπλασιάζοντας την εξίσωση κίνησης με την ποσότητα έχουμε αν τότε 13

Αν το ρευστό είναι ασυμπίεστο και η πίεση και το δυναμικό ανεξάρτητα του χρόνου τότε 14

Αυτός είναι ο νόμος του Bernoulli και για ισόθερμη ατμόσφαιρα Εφαρμόζοντας το νόμο του Bernoulli στον Ηλιακό άνεμο υπολογίζουμε την ενέργειά του σαν συνάρτηση της ακτίνας 15

Στο σημείο που η ταχύτητα γίνεται ίση με την ταχύτητα του ήχου η ολική ενέργεια είναι: Στην επιφάνεια του Ήλιου u r <<c s <<u esc άρα Ενώ στο άπειρο (αν υποθέσουμε ότι η ταχύτητα του ήχου είναι αμελητέα). Η διαφορά έχει καταναλωθεί για να ξεπεραστεί το δυναμικό της βαρύτητας. 16

Πρόβλημα 4: Η φωτεινότητα από μια σφαιρικά συμμετρική συσσώρευση μάζας δίνεται από τη σχέση αν υποθέσουμε ότι η ακτινοβολία οφείλεται στις συγκρούσεις ηλεκτρονίων-ιόντων, n e είναι η πυκνότητα των ηλεκτρονίων και α,σ Τ =σταθ., να συγκριθεί η πραγματική φωτεινότητα με τη φωτεινότητα Eddington 17

Απάντηση: Υπολογίζουμε το n e 2 ως εξής: Υποθέτουμε ότι η μάζα συστέλλεται με την ταχύτητα που προκύπτει από την ελεύθερη πτώση Αν υποθέσουμε ότι ένα σφαιρικό κέλυφος με ακτίνα r συστέλλεται με ταχύτητα v(r) τότε 18

ή Παρατηρούμε ότι η ακτινοβολία θα έρχεται αποκλειστικά από ένα λεπτό σχετικά δαχτυλίδι κοντά στο κέντρο γιατί η πυκνότητα είναι μεγάλη για μικρά r. Μπορούμε να υπολογίσουμε το ρυθμό πρόσπτωσης μάζας αν θέλουμε η φωτεινότητα να είναι ίση με τη φωτεινότητα Eddington άρα 19

Η ενέργεια που χάνεται λόγω ακτινοβολίας στη σφαιρική πρόσπτωση ύλης είναι σχετικά μικρή συγκρινόμενη με τη συνολική δυναμική ενέργεια του νέφους 20

Μοντέλα για χρονικά μεταβαλλόμενη σφαιρικά συμμετρική συσσώρευση μάζας Η εξίσωση συνέχειας Η εξίσωση κίνησης Η εξίσωση μεταφοράς ενέργειας 21

όπου είναι η απώλεια ενέργειας ανά μονάδα όγκου. Αν θεωρήσουμε ότι η απώλεια ενέργειας είναι αμελητέα τότε Λ=0. Από τη λύση του συστήματος των διαφορικών εξισώσεων ζητάμε τις ποσότητες v(r,t),ρ(r,t),t(r,t) που θα ορίσουν πλήρως τη συμπεριφορά του μοντέλου μας για τη σφαιρική και ισόθερμη πρόσπτωση της ύλης στην επιφάνεια αστέρα μάζας Μ. 22

Δίσκοι προσαύξησης Εικόνα 2: Καλλιτεχνική απεικόνιση δίσκου προσαύξησης σε διπλό σύστημα [2]. 23

Οι δίσκοι είναι σύνηθες φαινόμενο στην αστροφυσική Τους συναντάμε σε διπλά συστήματα όπου υπάρχει μεταφορά μάζας Τους συναντάμε στη δημιουργία πρωτοαστέρων και πλανητικών συστημάτων Τους συναντάμε σε ενεργούς γαλαξιακούς πυρήνες Το κύριο πρόβλημα, που παραμένει άλυτο, είναι ο ρυθμός προσαύξησης μάζας ( ) στον κεντρικό πυρήνα 24

Πρόβλημα 5: Δείξτε ότι η γωνιακή ταχύτητα ενός υλικού σημείου ιδανικού δίσκου που σχηματίζεται γύρω από ένα συμπαγές σώμα (αστέρα νετρονίων) μάζας Μ κινείται με γωνιακή ταχύτητα Εξηγήστε γιατί οι δίσκοι αυτοί ονομάζονται Δίσκοι Kepler (Keplerian disks) 25

Απάντηση: Κάθε σημείο του δίσκου ισορροπεί σε απόσταση r από το κέντρο όταν ή Οι δίσκοι αυτοί ονομάζονται Δίσκοι Kepler γιατί ω~1/r 3/2 που είναι ο τρίτος νόμος του Kepler για την κίνηση των πλανητών γύρω από τον Ήλιο 26

Πρόβλημα 6: Αν μάζα m κινηθεί ακτινικά από το άπειρο και προσκρούσει στην επιφάνεια αστέρα ακτίνας α=10km και μάζας Μ να υπολογιστεί, σε μονάδες mc 2, η ενέργεια που απελευθερώνεται (π.χ. με ακτινοβολία) 27

Απάντηση: άρα σημαντικό ποσοστό από τη μάζα ηρεμίας μετατρέπεται από βαρυτική ενέργεια σε ακτινοβολία. Συμπεραίνουμε λοιπόν ότι η προσαύξηση μάζας συνεισφέρει σημαντικά στην παρατηρούμενη ακτινοβολία από τους δίσκους προσαύξησης. 28

Πρόβλημα 7: Αν υποθέσουμε ότι ο ρυθμός προσαύξησης μάζας είναι m, να υπολογισθεί το m που απαιτείται αν η φωτεινότητα του δίσκου είναι κοντά στη φωτεινότητα Eddington 29

Απάντηση: Η φωτεινότητα από την προσαύξηση μάζας θα είναι ή για αστέρες νετρονίων η τυπική προσαύξηση είναι Για να πετύχουμε τέτοιους ρυθμούς θα πρέπει το ιξώδες να είναι πολύ μεγάλο. Θέματα για συζήτηση: Πώς ερμηνεύεται το ιξώδες στα πραγματικά ρευστά; Τι θα μπορούσε να προκαλέσει ανώμαλη αύξηση του ιξώδους; 30

Πρόβλημα 8: Αν σε ένα δίσκο Kepler έχουμε ακτινική μεταφορά μάζας προς τις μικρότερες ακτίνες, να υπολογισθεί η θερμοκρασία λαμπρότητας του δίσκου ως συνάρτηση της ακτίνας του 31

Απάντηση: ή 32

Δίσκοι σε ισορροπία Αναζητούμε χρονικά ανεξάρτητες λύσεις στην εξίσωση Navier-Stokes (NS). Υποθέτουμε ότι υπάρχει συμμετρία στη γωνία θ, / θ=0. 33

34

Η συνιστώσα είναι λοιπόν Και η z-συνιστώσα είναι Αν Η το πάχος του δίσκου τότε 35

αν P=c s2 ρ. Για λεπτούς δίσκους Η<<r θα έχουμε Επιστρέφοντας στην r συνιστώσα της εξίσωσης NS θα έχουμε 36

Συμπέρασμα: Στους λεπτούς δίσκους η κλίση της πίεσης δεν παίζει σημαντικό ρόλο και ισχύει c s2 <<(Ωr) 2. Αν υποθέσουμε ακόμα ότι v r <<v θ τότε έχουμε άρα επιστρέφουμε στο νόμο του Kepler. Οι λεπτοί δίσκοι, όταν το ιξώδες είναι αμελητέο, έχουν λύση ισορροπίας τον δίσκο του Kepler 37

Μπορούν οι δίσκοι προσαύξησης να ελαχιστοποιούν την ενέργεια διατηρώντας συγχρόνως σταθερά τη στροφορμή; 38

Η διαθέσιμη ενέργεια Και η στροφορμή αν ΔJ=0 τότε 39

Και η μεταβολή της ενέργειας Η ενέργεια θα ελαχιστοποιηθεί ενώ η στροφορμή θα διατηρηθεί σταθερά μόνο αν το εσωτερικό σημείο κινηθεί προς το εσωτερικό και ταυτόχρονα τα εξωτερικά σημεία μετατοπισθούν σε μεγαλύτερες αποστάσεις. Η συσσώρευση μάζας συνοδεύεται από διαστολή του δίσκου. 40

Βασικές εξισώσεις δυναμικής των δίσκων προσαύξησης Οι εξισώσεις συνέχειας και NS όταν v r <<v θ, / θ=0, v z =0 γράφονται: 41

42

Άρα η εξίσωση συνέχειας: 43

Και η NS: Πολλαπλασιάζοντας την εξίσωση συνέχειας με rv θ και την εξίσωση NS με r και προσθέτοντας κατά μέλη έχουμε την εξίσωση μεταφοράς της στροφορμής 44

όπου Ω=v θ /r. Η στροφορμή ενός λεπτού δακτυλίου του δίσκου είναι [Σr 2 Ω](2πrdr) και η κλίση της στροφορμής λόγω της ακτινικής ροής είναι Σr 3 Ωv r. Υπολογίζεται προσεγγιστικά ο όρος στο δεξί μέλος της εξίσωσης που αντιπροσωπεύει τις πηγές και τις απώλειες στροφορμής 45

Από τις εξισώσεις και με δεδομένα v, (dω/dr) αναζητούμε λύσεις για v r (r,t),σ(r,t) και υπολογίζουμε το ρυθμό πρόσπτωσης μάζας 46

Πηγές Εικόνων [1] The Big Corona Credit and Copyright: Koen Van Gorp (http://users.skynet.be/vangorp/) Via NASA, Astronomy Picture of the Day http://apod.nasa.gov/apod/ap090726.html [2] Accretion Disk Binary System Drawing Credit: ST ScI, NASA NASA, Astronomy Picture of the Day http://apod.nasa.gov/apod/ap991219.html

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΑΝΟΙΧΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΙΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Τέλος Ενότητας Επεξεργασία: Νικόλαος Τρυφωνίδης Θεσσαλονίκη, 31 Μαρτίου 2014