Interested Article - Предел Эддингтона

Преде́л Э́ддингтона ( эддингтоновский предел ) — величина мощности электромагнитного излучения , исходящего из недр звезды , при которой его давления достаточно для компенсации веса оболочек звезды, которые окружают зону термоядерных реакций , то есть звезда находится в состоянии равновесия: не сжимается и не расширяется. При превышении предела Эддингтона звезда начинает испускать сильный звёздный ветер .

Критическая (эддингтоновская) светимость — максимальная светимость звезды или другого небесного тела , определяющаяся условием равновесия гравитационных сил и давления излучения объекта.

Названы по имени английского астрофизика Артура Стенли Эддингтона .

Критическая светимость в классическом (эддингтоновском) приближении

Критическая светимость определяется условием равновесия силы тяготения и давления излучения .

Обычно рассматривается равновесие водородной плазмы — наиболее типичный случай, так как водород составляет бо́льшую часть массы Вселенной. Количество электронов и протонов в каждом элементе плазмы ввиду её нейтральности можно считать одинаковым. Следует отметить, что сила тяжести действует главным образом на протонную компоненту плазмы (масса протона почти в 2 тыс. раз больше массы электрона), а давление излучения — на электронную компоненту, однако сколько-нибудь существенное разделение зарядов в этих условиях невозможно ввиду возникновения очень мощных кулоновских сил, возвращающих плазму к нейтральному состоянию.

Сила тяжести , действующая со стороны изотропного излучающего тела массы на протон, находящийся на расстоянии от источника, равна

где масса протона.

Поток излучения на этом расстоянии:

где светимость источника.

Тогда сила , действующая на электрон вследствие томсоновского рассеяния фотонов на электронах, равна

где томсоновское сечение рассеяния фотона на электроне:

Таким образом, исходя из условия равновесия и с учётом того, что электростатическое взаимодействие значительно сильнее гравитационного , то есть протон-электронные пары можно считать связанными, критическая светимость

или, если выразить массу объекта в массах Солнца M ,

эрг /с,

то есть критическая светимость зависит только от массы объекта и механизмов взаимодействия излучения с веществом.

Отклонения от критической светимости и сверхкритическая аккреция

Фактически условие равновесия силы тяжести и давления излучения является условием возможности аккреции вещества на излучающий объект.

Однако в случае существенной неизотропности аккреции, например, в случае аккреционных дисков таких компактных объектов, как чёрные дыры и нейтронные звёзды , возможны ситуации, когда источником энергии является гравитационная энергия аккрецирующего вещества и темпы аккреции настолько высоки, что светимость превышает критическую. Для таких объектов характерно интенсивное истечение вещества из аккреционного диска, вызванное давлением излучения. Наиболее известным из таких объектов является SS 433 , а также самая интенсивно светящаяся нейтронная звезда от 20 октября 2020 на Wayback Machine .

См. также

Литература

Источник —

Same as Предел Эддингтона