Критическая светимость

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

Критическая светимость в классическом (Эддингтоновском) приближении

Критическая светимость определяется условием равновесия силы тяготения Fg и давления излучения Fr.

При удалении r от изотропного источника излучения и в случае водородной плазмы - наиболее типичного случая, т.к. водород составляет большую часть массы вселенной - сила тяжести Fg, действующая со стороны излучающего тела массы M на протон:

F_g = \frac {GM_p}{r^2}, где Mp - масса протона;

Поток излучения I на этом расстоянии:

I = \frac {L}{4 \pi r^2}, где L - светимость источника

Тогда сила Fr, действующая на электрон вследствие Томсоновского рассеяния излучения на электронах

F_r = \frac {I}{c \sigma_T}, где σT - Томсоновское сечение рассеяния фотона на электроне:
\sigma_T = (\frac {8\pi}{3})(\frac {e^2}{m_e c^2})^2

Таким образом, исходя из условия равновесия Fg = Fr и с учётом того, что электростатическое взаимодействие значительно сильнее гравитационного, т.е. протон-электронные пары можно считать связанными, критическая светимость

L_{edd} = \frac{4 \pi G M m_p c}{\sigma_T} или, если выразить массу объекта в массах Солнца Msol, L_{edd} = 10^{38} \frac{M}{M_{sol}} эрг/сек,

т.е. критическая светимость зависит только от массы объекта и механизмов взаимодействия излучения с веществом.

Отклонения от критической светимости и сверхкритическая аккреция

Фактически условие равновесия силы тяготения Fg и давления излучения Fr 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 ситуация, 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, вызванного давлением излучения, наиболее известным из таких объектов является SS433.

 
Начальная страница  » 
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ы Э Ю Я
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Home