¿Cuál es la probabilidad de ver una estrella de neutrones como púlsar?

Los púlsares son estrellas de neutrones que emiten un haz de radiación electromagnética que no está alineado con su eje de rotación. Si la Tierra pasa a través de ese haz de radiación, vemos un púlsar. Los púlsares solo son observables si el haz cruza la línea de visión del observador. De lo contrario, solo podemos ver una estrella de neutrones regular.

Para un púlsar con orientaciones aleatorias, ¿cuál es la probabilidad de ver su haz desde la Tierra? De 100 púlsares, ¿cuántos tendrán un haz que atraviese la Tierra?

Respuestas (3)

La probabilidad de ver emisión pulsada de una estrella de neutrones es simplemente la fracción del cielo cubierta por el haz, es decir, el ángulo sólido del haz dividido por 4 π estereorradianes.

El ángulo barrido en el cielo por un púlsar con un cono de emisión de ancho ρ resulta ser

ζ = 4 π pecado 2 ( ρ 2 )
cubriendo una fracción del cielo
F = ζ 4 π = pecado 2 ( ρ 2 )
El ángulo de apertura ρ a menudo se puede deducir del período del púlsar. Muchos púlsares de período largo obedecen al modelo de ley de potencia ρ PAG 1 / 2 ; la constante de proporcionalidad a veces se describe por partes. Sin embargo, los púlsares de milisegundos tienden a desviarse hacia abajo del PAG 1 / 2 relación por un factor de unos pocos, como se muestra en la Fig. 12 de Kramer et al. (1998) :

Gráfico de la relación del período del ángulo de apertura

Si desea elegir un ángulo de apertura representativo para determinar la probabilidad de que un púlsar en particular barra su haz a través de la Tierra, sería mejor elegir un ángulo calculado a partir del período del púlsar. Por otro lado, si le interesa una población de púlsares con una distribución de período aleatoria, sería mejor simplemente buscar un valor medio de ρ . Cosecha ρ = 40 , por ejemplo, da F 0.12 , como tuomas citó en su respuesta, que es un valor razonable.

¿Los cálculos como estos no asumen ningún... "bamboleo"... componente de la rotación?
@StianYttervik Correcto, supuse que no se tambaleaba.

De 100 púlsares, ¿cuántos tendrán un haz que atraviese la Tierra?

Alrededor de las doce.

"La fracción de emisión f, que es el valor medio de la fracción de púlsares observables o la probabilidad media de observar un púlsar normal, es 0,124 ± 0,004". M. Kolonko et al .: Sobre las estadísticas de ancho de pulso en radio púlsares

Las otras respuestas cubren la parte geométrica, pero eso solo te dice qué fracción de púlsares se ven como tales desde la Tierra. El otro problema es qué fracción de estrellas de neutrones son púlsares. Si no pulsan, y no hacen nada más conspicuo como el acrecentamiento de un compañero binario, las estrellas de neutrones son muy difíciles de encontrar. Una estimación aproximada común es que solo el 1% de las estrellas de neutrones en nuestro vecindario galáctico son detectables, pero esto es muy incierto.