Hiệu ứng tương đối tính trong các hệ động lực học sao


14

Tôi tò mò, nếu có ai biết về bất kỳ hệ thống / môi trường động lực học sao nào, trong đó các hiệu ứng tương đối có thể đóng vai trò động đối với chuyển động của các hệ sao này? Như một câu hỏi phụ - có bất kỳ tác dụng yếu quan trọng, nhưng tích lũy nào được biết đến không?

Nói cách khác, khi các hiệu ứng tương đối có thể làm mất hiệu lực khả năng ứng dụng của các mô hình N-Body / Collisionless Boltzman / Gas / .. dựa trên lực hấp dẫn của newtonian.

Từ các hệ thống này, tôi muốn loại trừ trường hợp nhị phân nhỏ gọn được biết đến đơn giản nhất.


@ Guillhol: Đối với trung tâm thiên hà của chúng ta, các ngôi sao tiếp cận lỗ đen siêu lớn ở mức 1000AU tốt nhất, trong khi bán kính hấp dẫn của nó chỉ là 1AU. Một người chắc chắn không cần nhiều hơn động lực học sau 1 đơn hàng cho điều đó (nếu có). Đây là một hiệu ứng tương đối tính, nhưng lý thuyết về cơ bản là của một trường kéo căng tương đối đặc biệt. Mặc dù, có lẽ, thực sự đối với một số lỗ đen lớn hơn trong các thiên hà khác, các hiệu ứng có thể rõ rệt hơn.
Alexey Bobrick

@ Guillhol, tuy nhiên, cảm ơn bạn đã trả lời! Tôi sẽ rất vui khi thấy nó thay thế một chút.
Alexey Bobrick

@AlexeyBobrick Đó là đối với các ngôi sao trung tâm thiên hà được quan sát , là một phần nhỏ trong tổng số. Và ngay cả trong số các ngôi sao được quan sát, S2 có thể hiển thị một số suy đoán có thể phát hiện được (mặc dù có nhiều bán kính hấp dẫn).
Guillhol

Câu trả lời:


7

Các cụm sao xung quanh các hố đen siêu lớn là các hệ thống trong đó thuyết tương đối có khả năng đóng vai trò. Hiện tại, chỉ có thể nhìn thấy các ngôi sao sáng trong trung tâm thiên hà của chúng ta bởi vì có một tấn khí trung tính giữa chúng ta và trung tâm thiên hà che khuất nó. Kết quả là, chúng ta chỉ có một vài "hạt thử nghiệm" trong số nhiều ngôi sao thực sự quay quanh lỗ đen ở khoảng cách gần.

Tuy nhiên, có thể đo lường suy đoán tương đối tính đối với một ngôi sao có một trong những khoảng cách trung tâm được biết đến gần nhất với Sagittarius A * (lỗ đen trung tâm trong thiên hà của chúng ta), S2 , có khả năng trong vài năm tới khi đã thu thập đủ dữ liệu.

Về cách các hiệu ứng tương đối có thể ảnh hưởng đến động lực học của cụm, suy đoán gây ra bởi thuyết tương đối rộng có thể triệt tiêu các tương tác cộng hưởng, bao gồm cả cộng hưởng ba cơ thể như Kozai . Tùy thuộc vào việc các loại cộng hưởng này có quan trọng so với các quá trình thư giãn khác hay không, thời gian thư giãn có thể tăng đáng kể, dẫn đến cụm phát triển chậm hơn theo thời gian. Điều này có thể ảnh hưởng đến những thứ như tỷ lệ phân khối , sự gián đoạn thủy triều , và sản xuất sao hypervelocity / S-sao .


Câu trả lời tốt đẹp, cảm ơn bạn! Bạn có thể đưa ra một tham chiếu hoặc ước tính cho một vài tuyên bố định tính mà bạn đưa ra: liên quan đến sự hiện diện của nhiều ngôi sao gần 1000 AU cho hệ thống của chúng tôi, liên quan đến khả năng đo lường suy đoán và thực tế, việc hiệu chỉnh GR có thể liên quan đến cơ chế Kozai. Ngoài ra, tương tác ba cơ thể thuộc loại nào được đề cập ở đây? Các nhị phân và sao trường, nhị phân và SBH, hoặc sao SBH + sao và trường sao?
Alexey Bobrick

1
@AlexeyBobrick Tôi chỉ cập nhật câu trả lời của mình một chút để xác định rằng có những tương tác cộng hưởng khác có thể bị ảnh hưởng, nhưng tôi sẽ thêm một số thông tin sau.
Guillhol

Gửi @Guillhol, bạn có thể xem xét mở rộng câu trả lời hay của mình thành một hình thức hoàn chỉnh để tôi có thể chấp nhận nó và độc giả có thể tận hưởng sự hoàn hảo tuyệt đẹp của nó không?
Alexey Bobrick

2

Thêm vào câu trả lời của @ Guillhol, thậm chí còn có một số thử nghiệm tương đối tổng quát trong hệ mặt trời của chúng ta, nổi tiếng nhất là sự tiên đoán về sự tàn phá của Sao Thủy .

Nói tóm lại, vị trí của điểm tiếp cận gần nhất với Mặt trời (perihelion) đối với hành tinh Sao Thủy là một đại lượng thay đổi. Về cơ bản, với một cuộc cách mạng đầy đủ, nó không tìm ra hình dạng khép kín. Khoảng cách điểm này di chuyển mỗi năm Julian không được dự đoán tốt bằng cách đơn giản giả sử một hệ thống 2 cơ thể đơn giản phát triển theo cơ học Newton (Mặt trời và Sao Thủy là hai cơ thể này). Những thứ khác được tính đến là ảnh hưởng của lực hấp dẫn của các hành tinh khác (quan trọng nhất là Sao Mộc) trên hệ thống 2 cơ thể này và thực tế là mặt trời không có hình dạng hoàn hảo (đó là một hình cầu Oblate ). Nó chỉ ra rằng nếu bạn bao gồm một sự điều chỉnh do GR, thì suy đoán của nó hoàn toàn có thể được tính đến.

Thử nghiệm GR đáng chú ý khác là độ lệch ánh sáng từ một ngôi sao của Mặt trời trong nhật thực năm 1919 , chứng minh chỉ vài năm công thức của nó rằng GR là một lý thuyết khả thi.


Nó chắc chắn là đúng. Nhưng tôi tự hỏi sau đó, trong đó các hệ thống suy đoán perihellion có thể là động lực quan trọng? Trên thực tế, đối với Sao Thủy, phần GR nhỏ hơn đáng kể so với các hiệu ứng khác, điều này gây ra suy thoái.
Alexey Bobrick

Chà, đó là một trật tự có độ lớn nhỏ hơn ảnh hưởng của lực hấp dẫn của các hành tinh khác. Vấn đề là vẫn cần phải dự đoán chính xác chuyển động của nó. Câu trả lời đơn giản là các hệ thống có khối lượng lớn hơn nhiều (tức là các ngôi sao hoặc cụm sao rất lớn quay quanh các lỗ đen).
Astromax

Các ngôi sao quay quanh các lỗ đen có xu hướng bị phá vỡ. Trên thực tế, các lỗ đen khối sao không thực sự tạo ra hiệu ứng mạnh hơn cho các bạn đồng hành của sao ngoài việc to hơn các sao thông thường. Các ngôi sao không thể đến gần các lỗ đen này hơn là chúng có thể làm bạn đồng hành bình thường. Tuy nhiên, đối với các lỗ đen siêu lớn, hiệu ứng có thể có mặt. Tuy nhiên, sẽ rất tốt nếu phác thảo và chứng minh tầm quan trọng động của hiệu ứng GR trong trường hợp này.
Alexey Bobrick

@AlexeyBobrick Loại siêu lớn được ngụ ý trong tuyên bố trước đây của tôi. Ngoài ra, GR trở nên cực kỳ quan trọng khi các lỗ đen siêu lớn quay quanh nhau.
Astromax

1
Tôi đoán bạn có nghĩa là hiệu ứng bức xạ GW trên sự tiến hóa nhị phân của SBH. Bức xạ GW nói chung thực sự có thể là một câu trả lời tốt, mặc dù đó là về nhị phân. Hay bạn ám chỉ điều gì khác?
Alexey Bobrick
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.