Vill du ha ett snabbt svar - sök i databasen:
Om neutronstjärnors rotationshastighet
Gymnasium: Universum-Solen-Planeterna - neutronstjärna, rörelsemängdsmoment [13611]
Fråga:
Jag undrar en sak, jag har diskuterat en sak med mina kollegor och det rör rotationshatigheten hos neutron-stjärnor. Jag hävdade att deras ökade rotations hastighet beror på samma fenomen som blir om man sitter i en kontorsstol och snurrar med benen rakt utsträckta och sedan drar in dem, hastigheten ökar.
Vid en kollaps av en stjärna minskar radien snabbt och rotationen ökar pga minskat rotations moment. Eller?
/Johan A, Hmm, Linköping 2004-12-16
Jag undrar en sak, jag har diskuterat en sak med mina kollegor och det rör rotationshatigheten hos neutron-stjärnor. Jag hävdade att deras ökade rotations hastighet beror på samma fenomen som blir om man sitter i en kontorsstol och snurrar med benen rakt utsträckta och sedan drar in dem, hastigheten ökar.
Vid en kollaps av en stjärna minskar radien snabbt och rotationen ökar pga minskat rotations moment. Eller?
/Johan A, Hmm, Linköping 2004-12-16
Svar:
Johan! Du har helt rätt! Den snabba rotationen hos neutronstjärnan beror på att rörelsemängdsmomentet hos den urspungliga stjärnan måste bevaras.
Låt oss bara som ett räkneexempel se hur snabbt solen skulle rotera om den blev en neutronstjärna (det blir den inte i verkligheten eftersom minsta massan för en neutronstjärna är c:a 1.4 solmassor).
Solens rotationstid är 25 dygn, dvs 25246060 s = 2 106 s
Solens radie är 1.39 106 km
Eftersom en neutronstjärna har en radie av c:a 10 km blir krympningsfaktorn c:a 105. Rörelsemängsmomentet går, om massfördelningen bevaras, som vr där v är rotationshastigheten och r är radien. Om radien minskar med en faktor 105 så måste rotationshastigheten öka med samma faktor.
Eftersom rotationstiden t ges av
t = 2pr/v
kommer den att minska med en faktor 1010. Rotationstiden blir då
2 106 10-10 = 2 10-4 s
dvs 0.2 millisekunder. I själva verket skall man bara räkna med de centrala delarna av stjärnan, och en del av rörelemängdsmomentet försvinner med utslungad massa. Man tror att en nybildad neutronstjärna kan ha en period på ner mot 1 millisekund. Genom växelverkan mellan neutronstjärnans enormt starka magnetfält och omgivande gas kommer neutronstjärnan ganska snabbt att bromsas upp. Vi kan observera neutronstjärnor som s.k. pulsarer (normalt i radio-området) med perioder mellan några millisekunder och några sekunder.
Animeringen nedan visar hur man föreställer sig en neutronstjärna. Det mycket starka magnetfältet ligger inte i samma riktning som rotationsaxeln. Magnetfältet tvingar laddade partiklar in mot de magnetiska polerna. När partiklarna träffar neutronstjärnan orsakar de ett "norrsken" av radiostrålning, synligt ljus eller röntgenstrålning. Dessa "norrsken" följer med i rotationen, så att den strålning vi ser kommer att variera med en mycket kort period. Vi har vad vi kallar en pulsar.
Länk 1 ger lite information om rotationen. Fråga [12527] behandlar rörelsemängdsmoment. Introduction to neutron stars
och An Introduction to Pulsars ger allmän information om neutronstjärnor.
Johan! Du har helt rätt! Den snabba rotationen hos neutronstjärnan beror på att rörelsemängdsmomentet hos den urspungliga stjärnan måste bevaras.
Låt oss bara som ett räkneexempel se hur snabbt solen skulle rotera om den blev en neutronstjärna (det blir den inte i verkligheten eftersom minsta massan för en neutronstjärna är c:a 1.4 solmassor).
Solens rotationstid är 25 dygn, dvs 25246060 s = 2 106 s
Solens radie är 1.39 106 km
Eftersom en neutronstjärna har en radie av c:a 10 km blir krympningsfaktorn c:a 105. Rörelsemängsmomentet går, om massfördelningen bevaras, som vr där v är rotationshastigheten och r är radien. Om radien minskar med en faktor 105 så måste rotationshastigheten öka med samma faktor.
Eftersom rotationstiden t ges av
t = 2pr/v
kommer den att minska med en faktor 1010. Rotationstiden blir då
2 106 10-10 = 2 10-4 s
dvs 0.2 millisekunder. I själva verket skall man bara räkna med de centrala delarna av stjärnan, och en del av rörelemängdsmomentet försvinner med utslungad massa. Man tror att en nybildad neutronstjärna kan ha en period på ner mot 1 millisekund. Genom växelverkan mellan neutronstjärnans enormt starka magnetfält och omgivande gas kommer neutronstjärnan ganska snabbt att bromsas upp. Vi kan observera neutronstjärnor som s.k. pulsarer (normalt i radio-området) med perioder mellan några millisekunder och några sekunder.
Animeringen nedan visar hur man föreställer sig en neutronstjärna. Det mycket starka magnetfältet ligger inte i samma riktning som rotationsaxeln. Magnetfältet tvingar laddade partiklar in mot de magnetiska polerna. När partiklarna träffar neutronstjärnan orsakar de ett "norrsken" av radiostrålning, synligt ljus eller röntgenstrålning. Dessa "norrsken" följer med i rotationen, så att den strålning vi ser kommer att variera med en mycket kort period. Vi har vad vi kallar en pulsar.
Länk 1 ger lite information om rotationen. Fråga [12527] behandlar rörelsemängdsmoment. Introduction to neutron stars
och An Introduction to Pulsars ger allmän information om neutronstjärnor.
** Frågelådan är stängd för nya frågor tills vidare **
Länkar till externa sidor kan inte garanteras bibehålla informationen som fanns vid tillfället när frågan besvarades.
Länkar till externa sidor kan inte garanteras bibehålla informationen som fanns vid tillfället när frågan besvarades.
Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons: Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar