Formation of Neutron Stars

Relevanta dokument
Solen i dag.

Stjärnutveckling. repris

Vita dvärgar degenerationstryck

Radioaktivt sönderfall Atomers (grundämnens) sammansättning

The Arctic boundary layer

Module 6: Integrals and applications

NMR Nuclear Magnetic Resonance = Kärnmagnetisk resonans

Rev No. Magnetic gripper 3

Gull! Astrofysikk, kärnfysik, kvantmekanik og relativitetsteori i vardagen? Jonas Persson Institutt for Fysikk, NTNU

HYDRAULIK Rörströmning IV

Sett i ett lite större perspektiv

Dokumentnamn Order and safety regulations for Hässleholms Kretsloppscenter. Godkänd/ansvarig Gunilla Holmberg. Kretsloppscenter

SkillGuide. Bruksanvisning. Svenska

Viktig information för transmittrar med option /A1 Gold-Plated Diaphragm

A QUEST FOR MISSING PULSARS

FYSIKTÄVLINGEN KVALIFICERINGS- OCH LAGTÄVLING. 4 februari 1999 SVENSKA FYSIKERSAMFUNDET

Mekanik FK2002m. Kinematik i flera dimensioner

Självkörande bilar. Alvin Karlsson TE14A 9/3-2015

Styrteknik: Binära tal, talsystem och koder D3:1

Writing with context. Att skriva med sammanhang

Boiler with heatpump / Värmepumpsberedare

BOENDEFORMENS BETYDELSE FÖR ASYLSÖKANDES INTEGRATION Lina Sandström

HYDRAULIK Rörströmning IV

MOLECULAR SHAPES MOLECULAR SHAPES

CUSTOMER READERSHIP HARRODS MAGAZINE CUSTOMER OVERVIEW. 63% of Harrods Magazine readers are mostly interested in reading about beauty

Quicksort. Koffman & Wolfgang kapitel 8, avsnitt 9

12.6 Heat equation, Wave equation

Isometries of the plane

Solowheel. Namn: Jesper Edqvist. Klass: TE14A. Datum:

Resultat av den utökade första planeringsövningen inför RRC september 2005

Arbetsplatsträff 8 mars 2011

Ett hållbart boende A sustainable living. Mikael Hassel. Handledare/ Supervisor. Examiner. Katarina Lundeberg/Fredric Benesch

Ulf Torkelsson. 2 Röntgenastronomi och röntgendubbelstjärnor

Massiva stjärnors utveckling (M > 8 stjärnmassor)

Mekanik FK2002m. Kraft och rörelse I

Ringmaster RM3 - RM 5 RM3 RM 4 RM 5

Do you Think there is a problem with the car traffic to or from the inner city weekdays ?

CHEMICAL KEMIKALIER I MAT. 700 miljoner på ny miljöteknik. Rester i mer än hälften av alla livsmedel

STORSEMINARIET 3. Amplitud. frekvens. frekvens uppgift 9.4 (cylindriskt rör)

Grafisk teknik IMCDP IMCDP IMCDP. IMCDP(filter) Sasan Gooran (HT 2006) Assumptions:

HYDRAULIK Rörströmning I

Kvantteknologi. Superpositioner, entanglement, kvantbitar och helt döda katter

SVENSK STANDARD SS-ISO :2010/Amd 1:2010

INDUKTIV SLINGDETEKTOR INDUCTIVE LOOP DETECTOR

Adding active and blended learning to an introductory mechanics course

Methods to increase work-related activities within the curricula. S Nyberg and Pr U Edlund KTH SoTL 2017

Grafisk teknik IMCDP. Sasan Gooran (HT 2006) Assumptions:

Gamma-Ray Bursts and the Cold War. In the 1950s, the US and USSR agreed to ban the testing of nuclear weapons.

Grafisk teknik. Sasan Gooran (HT 2006)

Preschool Kindergarten

Hur fattar samhället beslut när forskarna är oeniga?

MÅLSTYRNING OCH LÄRANDE: En problematisering av målstyrda graderade betyg

#minlandsbygd. Landsbygden lever på Instagram. Kul bild! I keep chickens too. They re brilliant.

Agreement EXTRA. Real wage increases, expanded part-time pensions and a low-wage effort in the unions joint agreement demands.

Vad är r Magnetism? Beskriva och förklara fenomen relaterade till magnetism!

Särskild avgift enligt lagen (2012:735) med kompletterande bestämmelser till EU:s blankningsförordning

Stiftelsen Allmänna Barnhuset KARLSTADS UNIVERSITET

Från nebulosor till svarta hål stjärnors födelse, liv och död

Allmän rymdfysik. Plasma Magnetosfärer Solen och solväder. Karin Ågren Rymdfysik och rymdteknik

Consumer attitudes regarding durability and labelling

Metodprov för kontroll av svetsmutterförband Kontrollbestämmelse Method test for inspection of joints of weld nut Inspection specification

Användarhandbok. MHL to HDMI Adapter IM750

För att justera TX finns det ett tool med namnet MMDVMCal. t.ex. /home/pi/applications/mmdvmcal/mmdvmcal /dev/ttyacm0

Isolda Purchase - EDI

Inkvarteringsstatistik. Göteborg & Co

SVENSK STANDARD SS-ISO 8734

Anvisning för Guide for

Uttagning för D21E och H21E

LÖSNING TILL TENTAMEN I STJÄRNORNA OCH VINTERGATAN, ASF010

AquaTeq Sweden AB Radarvägen 12 SE KALMAR. PHONE: +46 (0) INTERNET:

Affärsmodellernas förändring inom handeln

Kvantteknologi. Superpositioner, entanglement, kvantbitar och helt döda katter

PRESS FÄLLKONSTRUKTION FOLDING INSTRUCTIONS

Särskild avgift enligt lagen (2012:735) med kompletterande bestämmelser till EU:s blankningsförordning

Fig. 2: Inkoppling av lindningarna / Winding wiring diagram

Typografi, text & designperspektiv

e-sense Organic Grundläggande princip Basic Principle

Kvalitetsarbete I Landstinget i Kalmar län. 24 oktober 2007 Eva Arvidsson

MULTIX. Multix. / Multix.

Studieteknik för universitetet 2. Books in English and annat på svenska

Universum en resa genom kosmos. Jämförande planetologi. Uppkomsten av solsystem

Fade to Green. stegen mot grönare hudvårdsprodukter. Tomas Byström Produktutvecklare. Grönt ljus för Grön kemi?

ETT MARKÄGAREDRIVEN PROJEKT. Katrine Möller Sörensen, projektledare

Workplan Food. Spring term 2016 Year 7. Name:


Provlektion Just Stuff B Textbook Just Stuff B Workbook

Prov (b) Hur stor är kraften som verkar på en elektron mellan plattorna? [1/0/0]

Service och bemötande. Torbjörn Johansson, GAF Pär Magnusson, Öjestrand GC

Projektmodell med kunskapshantering anpassad för Svenska Mässan Koncernen

Support Manual HoistLocatel Electronic Locks

Vätebränsle. Namn: Rasmus Rynell. Klass: TE14A. Datum:

INSTALLATION INSTRUCTIONS

Information technology Open Document Format for Office Applications (OpenDocument) v1.0 (ISO/IEC 26300:2006, IDT) SWEDISH STANDARDS INSTITUTE


SVENSK STANDARD SS-EN ISO 19108:2005/AC:2015

Number 14, 15, 16, and 17 also in English. Sammanställning av tentamensuppgifter Kvant EEIGM (MTF057).

Solar angles Solar height h, Azimuth (bearing) a

Särskild avgift enligt lagen (2012:735) med kompletterande bestämmelser till EU:s blankningsförordning

Transkript:

Formation of Neutron Stars Compact objects more massive than the Chandrasekhar Limit (1.4 M sun ) collapse further. Pressure becomes so high that electrons and protons combine to form stable neutrons throughout the object: p + e - n + ν e Neutron Star

Neutron Stars Neutron Stars (NSs) are supported against their selfgravity (primarily) by neutron degeneracy pressure. As a consequence, NSs are typically 1000 times smaller than WDs. Maximum mass of NS 3

Neutronstjärnor förutsades teoretisk på 30-talet. Landau, Oppenheimer, Zwicky, Baade Neutronstjärnor kan observeras genom: 1. Värmestrålning från ytan (svårt!) 2. Pulsarer 3. Ackretion (massöverföring) i dubbelstjärnor 4. Utbrott från röntgenbursters och soft gamma repeaters Termisk energi Rotations energi Gravitationell energi Kärnenergi resp. magnetisk energi

Neutronstjärnor har liten yta och (enligt Stefan- Boltzmanns lag) låg luminositet. Värmestrålningen är därför extremt svår att observera. I några fall har det dock lyckats.

Egenrörelse hos en neutronstjärna En del neutronstjärnor har höga rymdhastigheter, kanske p.g.a. en asymetrisk supernova explosion.

Discovery of pulsars: Bell and Hewish, 1967 Jocelyn Bell

Neutron Stars as Pulsars The Little Green Men? Why do pulsars pulsate with such precise interval? Crab Nebula Pulsars in the constellation Cygnus, first pulsar detected by Jocelyn Bell in 1967. The interval between pulses is precisely 1.337301 second. Pulsar at the center of Crab Nebula. We know this is the remnant of a supernova explosion in 1054 AD for sure from Chinese court astronomer s record.

Crab Supernova with Pulsar: Close-up HST view Pulsar

Crab Nebula as viewed in X-rays (CHANDRA)

Synkrotronstrålning Elektroner, som är elektriskt laddade, kan röra sig obehindrat längs magnetfältet men vinkelrät påverkas den av en kraft som får den att gyrera. En accelererad laddning emitterar strålning som i det här fallet kallas synkrotronstrålning. Synkrotronstrålning.

Varför roterar pulsarer så snabbt? Det finns två svar: 1. När en stjärna med rotationsperiod på veckor eller månader kollapsar till en neutronstjärna måste det rotera snabbare för att rörelsemängdsmomentet [m v r]( rotationsmomentet ) skall bevaras [när radien r minskar måste hastigheten v öka]. 2. En grupp pulsarer har extremt snabb rotation, några millisekunder. De har sannolikt spunnits upp av massöverföring från en annan stjärna i ett tidigare skede (som röntgendubbelstjärna).

If the main sequence star is a magnetic field star, then its magnetic fields may be trapped in the neutron star as the main sequence star undergoes gravitational collapse. The magnetic fields are intensified by a tremendous amount, because they are concentrated into a much smaller space. [Magnetic flux through the stellar surface is conserved. When the surface area shrinks the flux per area (field strength) increases.]

Neutron Stars The physical process for the generation of the degeneracy pressure of the neutrons in a neutron star is identical to that of the degenerate pressure of the electrons in a white dwarf. Similar to the Chandrasekhar limit for the white dwarfs, there is also a upper limit on the mass of neutron stars, the Oppenheimer-Volkoff limit, for the same physical reason. The degenerate pressure of the neutrons cannot hold off gravitational contraction forever. But its precise value has not been accurately determined theoretically yet, due to insufficient knowledge of nuclear physics. The estimated upper limit of the mass of the neutron star is about 3 M. Properties of Neutron Stars Size: ~ 10 km. Strongly magnetized: ~ 10 9-10 13 Gauss (average on Earth is about 0.5 Gauss) Rapidly rotating: typically 1-30 rotation per second Very high temperature: ~ 1,000,000 K on the surface

Neutron star properties Mass: Radius: ~10-20 km!

Spin-down och stjärnbävning (glitch) När ett magnetfält (t.ex. en magnetisk neutronstjärna) roterar genereras ett elektriskt fält I vilket laddningar kan accelereras. Från ytan på en neutronstjärna kan elektroner accelereras till relativistiska hastigheter. Elektronerna emitterar synkrotronstrålning. Den energi som strålas ut kommer från stjärnans rotationsenergi vilket gör att stjärnans roterar långsammare och långsammare (längre period). Neutronstjärnor roterar snabbt och är därför avplattade, har större diameter vid ekvatorn. När rotationen blir långsammare minskar avplattningen men eftersom stjärnan har en hård yta sker det först efter att det byggts upp en spänning i den hårda skorpan så att den slutligen spricker. Avplattningen minskar plötsligt och rotationen ökar något ( glitch ) [m v r!] glitch

Neutron Star in a Close Binary System For a neutron star in a close binary system, an accretion disk similar to that formed around the white dwarf will be formed. Because the gravitational energies of the accretion disk around the neutron star are so high, the temperature of the accretion disk is much higher. X-ray binaries The high temperature at inner regions of the accretion disk produce X-ray, some with luminosity as great as 10 5 times the luminosity of the Sun

Röntgendubbelstjärnor Beroende på om den andra stjärnan i systemet har liten eller stor massa klassas dubbelstjärnorna som LMXB ( Low Mass X-ray Binaries) eller HMXB (High Mass X- ray Binaries). I LMXB sker massöverföringen när den normala stjärnan fyller sin Roche-lob och i HMXB är det den starka stjärnvinden från den massiva stjärnan som fångas in av neutronstjärnan.

Röntgenburst (kärnexplosion)

UHURU 1970 upptäckte att vissa röntgendubbelstjärnor pulserar. Massöverföring till en magnetisk neutronstjärna. Gasen i ackretionsskivan följer magnetfältet ner mot polerna där gasen hetas upp och emitterar röntgenstrålning

Superfluidity and superconductivity are among the strange properties of neutron stars A neutron star consists of a superfluid, superconducting core surrounded by a superfluid mantle and a thin, brittle crust

Binary Pulsars Some pulsars form binaries with other neutron stars or white dwarfs. Radial velocities resulting from the orbital motion lengthen the pulsar period when the pulsar is moving away from Earth... and shorten the pulsar period when it is approaching Earth. Pulsar periods are so regular that they compete with some of the most accurate man-made clocks. Binary pulsars provide an excellent test of general relativity.

Pulsar PSR1913+16: two neutron stars in a binary system Orbital period becomes shorter: stars lose energy to gravitational radiation Taylor and Hulse, Nobel prize 1993

Rotation Periods of Neutron Stars Pulsar periods are so regular that they compete with some of the most accurate man-made clocks. Binary pulsars provide an excellent test of general relativity.