¿Cómo se almacena el momento angular en el componente superfluido de los púlsares?
usuario363165
Estoy tratando de entender las teorías actuales sobre por qué fallan los púlsares. Me he encontrado con dos explicaciones que supongo que son complementarias, pero que tengo problemas para conciliar.
- El componente superfluido interno gira más rápido que la corteza. Ocasionalmente, los dos se unen brevemente, durante el cual se transfiere el momento angular.
Esto se basa en la entrada de wikepedia para "falla". Intuitivamente, imagino esto como dos globos alineados, uno girando dentro del otro.
- El componente superfluido interno contiene "corrientes", que giran alrededor de líneas de vórtice. Normalmente, estas líneas de vórtice están fijadas a la corteza. Sin embargo, cuando un gran número de ellos se sueltan a la vez, transfieren parte del momento angular de las corrientes a la corteza, lo que provoca un fallo.
Esto proviene del modelo de fluencia de vórtice (resumen en la sección 2). Es difícil describir con palabras cómo imagino esto, así que incluyo una imagen a continuación. Me imagino que estos picos son líneas de vórtice... Y eso es lo más lejos que puedo llegar.
¿Estas líneas de vórtice giran con la corteza, de modo que un "paquete" dado de superfluido tiene una rotación global alrededor del eje de rotación de la estrella, así como una rotación local alrededor de la línea de vórtice? Si es así, ¿es esta rotación global a la que se hace referencia en la explicación 1)?
Además, 1) parece depender de que la corteza y el componente superfluido no estén unidos entre sí (excepto durante una falla), pero 2) parece implicar que los componentes están unidos entre sí (excepto durante una falla). Esto parece implicar una mala interpretación fundamental de algo de mi parte, pero no estoy seguro exactamente de qué.
Respuestas (1)
HDE 226868
La segunda explicación, basada en el modelo quitanieves, es el modelo actualmente aceptado de fallos de púlsar. El primero es un poco grande al revés.
El interior superfluido de una estrella de neutrones "rota" creando una serie de vórtices, que transportan el momento angular del interior. La única forma en que esta parte de la estrella puede girar hacia abajo es si los vórtices se mueven hacia afuera y se eliminan; la corteza exterior gira hacia abajo debido a la emisión de radiación electromagnética. Sin embargo, los vórtices están "atrapados" por la corteza, por lo que el interior no pierde el momento angular y no gira hacia abajo.
El mecanismo exacto de cómo se libera finalmente el momento angular, en un fallo, se ha debatido durante mucho tiempo. Originalmente, los terremotos de la corteza fueron la fuente sugerida de la fuerza necesaria para desanclar los vórtices, pero los cálculos mostraron que los terremotos no podían desencadenar los grandes fallos observados en ciertos púlsares, y las predicciones de fallos futuros eran en gran medida incorrectas. No hay necesariamente un patrón o regularidad en los grupos de fallas, pero los terremotos de la corteza parecían predecir que sí. Por lo tanto, el modelo de terremoto de la corteza se anuló a favor de uno que tuviera en cuenta la superfluidez.
El modelo quitanieves sostiene que los vórtices en las profundidades de la estrella de neutrones pueden soltarse si se excede la fuerza máxima de fijación. Esto puede suceder si la densidad de vórtices es demasiado grande, lo que ocurre con un cierto desfase crítico entre la rotación de la corteza y la "rotación" del interior; la fuerza hidrodinámica de Magnus juega un papel importante aquí. A través de la desfijación y la desfijación, los vórtices eventualmente alcanzan el radio de la fuerza máxima de fijación, donde el retraso crítico es el más grande Luego llegan a la corteza y transfieren grandes cantidades de momento angular, lo que provoca un problema técnico.
La cantidad de momento angular transferido depende del número de vórtices, en la hoja justo antes de este radio crítico, dado por
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