Domanda:
Come si può derivare il tempo di vita di un sistema a stelle multiple, come ad esempio il sistema trinario PSR J0337 + 1715?
Dilaton
2014-01-10 23:38:07 UTC
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Come ad esempio spiegato all'inizio di questo post del blog, il sistema trinario è costituito da una pulsar millisecondo ($ 1,438 $ volte la massa del sole) orbita da due nane bianche. Una delle nane bianche ($ 0,198 $ di massa solare) è molto vicina alla pulsar e ha un periodo di orbita di $ 1,6 $ d, mentre l'altra ($ 0,410 $ di masse solari) è più lontana e necessita di circa un anno ($ 327 $ d ) in orbita attorno alla pulsar centrale.

In linea di principio ci si aspetta che un tale sistema a tre corpi mostri un comportamento caotico prima o poi, il che significa che ci si possono aspettare collisioni tra questi tre corpi celesti e una durata di vita finita del sistema può essere assunto.

Facendo a mio avviso alcune argomentazioni troppo agitate, il post del blog spiega ulteriormente che le collisioni non possono essere previste troppo presto, tenendo conto che il lontano bianco nana "vede" la nana bianca interna e la pulsar come un unico corpo centrale e anche il movimento relativo della nana bianca interna intorno alla pulsar è piuttosto stabile ed ellittico.

Pensando a tali sistemi stellari multipli come sistemi dinamici caotici, un altro approccio per stimare il tempo di sollevamento potrebbe essere quello di utilizzare alcuni metodi teorici del caos che potrebbero ad esempio coinvolgere l ' esponente di Lyapunov del sistema, in modo tale che un grande esponente significherebbe che le collisioni avvengono presto e il sistema stellare ha una vita piuttosto breve, mentre il contrario sarebbe vero se l'esponente di Lyapunov fosse piccolo (che è quello che mi aspetterei per il sistema in la mia domanda).

Quindi, in breve, la mia domanda è: come si può calcolare il tempo di sollevamento di un sistema a stelle multiple in un modo non solo ondeggiante?

Questo è correlata in modo interessante al mio problema, ma non risponde ancora ...

Un punto da osservare è il meccanismo Kozai, che descrive l'effetto di un terzo corpo sui parametri del binario. Può potenzialmente far entrare in collisione WD e NS.
Una risposta:
#1
+6
Walter
2014-01-11 02:46:53 UTC
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In linea di principio, un tale sistema a tre corpi dovrebbe mostrare un comportamento caotico prima o poi. No . Sistemi multipli gerarchici (come questo), in cui i semiassi maggiori differiscono di un fattore dieci o più, possono essere stabili per sempre (non diventare mai caotici), in particolare se le eccentricità sono basse e se l'oggetto più massiccio è in un binario stretto.

Un sistema instabile a tre particelle finirà per produrre (tipicamente) i due oggetti più massicci in un binario stretto e la terza particella sarà espulsa (non legata). La scala temporale affinché ciò avvenga è dell'ordine di diversi (10-100) tempi dinamici ed è davvero un processo altamente caotico.

Il concetto della scala temporale di Lyapunov non è molto utile qui. Un problema è che non appena un oggetto viene espulso (non legato), il sistema non è più limitato, quando il concetto di Lyapunov diventa problematico. Un altro problema è che il tempo di Lyapunov è definito nel limite del tempo infinito e non riflette necessariamente il comportamento del sistema in un tempo finito.

Infine, per rispondere alla tua domanda . Penso che non ci sia un modo rigoroso. Quello che si può fare è integrare numericamente molte realizzazioni del sistema, ognuna ugualmente in accordo con i dati (e le loro incertezze). Quindi si può vedere se ci sono configurazioni stabili e con quale frequenza si verificano. Dato che il sistema non si è formato ieri, sembra probabile che sia effettivamente stabile.

Grazie per questa risposta molto interessante! Hai alcuni suggerimenti per ulteriori letture sui metodi utilizzati per analizzare più sistemi gerarchici, ad esempio? Saluti


Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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