恒星动力系统中的相对论效应


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我很好奇,如果有人知道任何恒星动力系统/环境,相对论效应会在这些恒星系统的运动中发挥动力作用吗?作为一个子问题-是否存在任何已知的重要的弱但累积强的影响?

换句话说,何时相对论效应会使基于牛顿引力的N体/无碰撞Boltzman / Gas / ..模型的适用性无效。

从这些系统中,我想排除紧凑二进制文件最简单的众所周知的情况。


@Guillochon:对于我们的银河系中心而言,恒星充其量接近超质量黑洞的最大速度约为1000AU,而其引力半径仅为1AU。一个绝对不需要一阶后牛顿动力学(如果有的话)。这是相对论的影响,但该理论本质上是特殊的相对论张量场的理论。但是,也许对于其他星系中更大的黑洞,其影响可能更为明显。
Alexey Bobrick

@Guillochon,不过,谢谢您的回答!我会很高兴看到它更加真实。
Alexey Bobrick 2013年

@AlexeyBobrick这是针对观测到的银河系中心恒星,仅占总数的一小部分。即使在观测到的恒星中,S2仍可能显示出一些可探测到的岁差(尽管有许多重力半径)。
Guillochon

Answers:


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超大质量黑洞周围的恒星簇是相对论可能起作用的系统。目前,在我们自己的银河系中心中只能看到明亮的恒星,因为我们与银河系中心之间存在大量的中性气体,将其遮蔽。结果,在实际上以近距离绕黑洞运行的许多恒星中,我们只有少数“测试粒子”。

然而,对于一颗相对距离最近的恒星,可能有可能在接下来的几年中,一旦收集到足够的数据,就可以知道它相对于人马座A *(我们银河系中的中心黑洞)S2的近心距。

关于相对论效应如何影响星团的动力学,广义相对论引起的岁差可以抑制共振相互作用,包括三体共振,例如Kozai。取决于与其他弛豫过程相比,此类共振是否重要,弛豫时间会显着增加,从而导致簇随着时间的推移发展得更慢。这可能会影响诸如质量隔离率,潮汐破坏以及超高速恒星 / S恒星产生等问题


好的答案,谢谢!您能否对您所做的一些定性陈述提供参考或估计:关于我们系统中存在许多小于1000 AU的恒星,有关测量进动的可能性以及GR校正可能与Kozai机制有关的事实。另外,这里提到了哪种三体相互作用?双星和场星,双星和SBH或SBH +星和场星?
Alexey Bobrick 2013年

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@AlexeyBobrick我只对答案做了一点更新,以指定可能还会影响其他共振相互作用,但是稍后我将添加更多信息。
Guillochon

亲爱的@Guillochon,您是否可以考虑将您已经不错的答案扩展到完整的表格,以便我可以接受,读者可以享受其优美的完整性?
Alexey Bobrick

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除了@Guillochon的答案外,我们的太阳系甚至进行了许多相对论测试,其中最著名的是水星近日点进动

简而言之,对于水星而言,最接近太阳(近日点)的点的位置是变化的。本质上,给定一整圈,它不会找出封闭的形状。通过简单地假设一个简单的两体系统在牛顿力学下演化(太阳和水星就是这两个体),不能很好地预测每儒略年这一点的移动距离。其他要考虑的因素是其他行星(最重要的是木星)对这个2体系统的引力影响,以及太阳的形状不是完美的球形(它是扁球形)的事实。事实证明,如果包括由于GR引起的更正,则可以完全考虑其进动。

另一个值得注意的GR测试是在1919年的日食中太阳对恒星的光偏转,仅用了几年就证明GR是可行的理论。


绝对是真的。但是我想知道,包围前移在哪些系统中动态地重要?实际上,对于水星而言,遗传资源部分明显小于导致进动的其他影响。
Alexey Bobrick 2013年

好吧,它比其他行星的引力影响小一个数量级。关键是仍然需要正确预测其运动。简单的答案是质量更大的系统(即非常大的恒星或紧密围绕黑洞运行的恒星团)。
astromax 2013年

绕黑洞运行的恒星容易被破坏。实际上,恒星质量黑洞除了具有比典型恒星更大的质量外,并没有真正使恒星伴星的效果更强。恒星无法比正常黑伴更接近这些黑洞。但是,对于超大质量黑洞,可能会出现这种效果。但是,在这种情况下,概述并证实GR效应的动态重要性将是不错的选择。
Alexey Bobrick 2013年

@AlexeyBobrick在我之前的声明中暗示了超级庞大的种类。同样,当超大质量黑洞彼此环绕时,GR变得异常重要。
astromax 2013年

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我猜你的意思是GW辐射对SBHs二进制进化的影响。实际上,GW辐射实际上可能是一个很好的答案,尽管它与二进制文件有关。还是您还有其他意思?
Alexey Bobrick
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