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半径60 kmで互いに周回する2つの1.4太陽質量中性子星の軌道減衰の方程式は何ですか?

バイナリ中性子星系の軌道減衰を説明する方程式を求めています。これは、一般的な相対性理論と天体物理学の組み合わせを必要とする複雑な問題です。主要な概念の内訳と簡素化されたアプローチは次のとおりです。

重要な概念:

* 重量波: このようなシステムにおける軌道崩壊の主なドライバーは、重力波の放出です。これらの波はシステムからエネルギーと角の勢いを運び、軌道を縮小します。

* 四重極モーメント: 重力波放射の強度は、星の塊とそれらの間の分離に依存するシステムの四重極モーメントに直接関係しています。

* 一般相対性理論: 一般相対性理論は、重力波放射と軌道の進化を正確にモデル化するために重要です。

単純化された方程式(近似):

次の方程式を使用して、軌道減衰タイムスケール(t)の非常に単純化された近似値を取得できます。

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t≈(5/256) *(c^5) *(g^-3) *(m^-5) *(a^4)

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どこ:

* c 光の速度です

* g 重力定数です

* m バイナリシステムの総質量です(この場合は2 * 1.4太陽質量)

* a 軌道半軸軸(場合の半径とほぼ等しい、60 km)です。

重要な警告:

* 近似: この方程式は大まかな近似であり、相対論的効果や軌道の非円形の性質など、システムの完全な複雑さを説明していません。

* 歳差運動: バイナリ中性子星系の軌道は完全に円形ではなく、一般的な相対論的効果のために歳差運動です。

* 数値シミュレーション: 軌道減衰の正確なモデリングのために、一般的な相対性理論やその他の関連する物理プロセスを組み込んだ特殊なソフトウェアを使用して、数値シミュレーションが採用されることがよくあります。

さらなる考慮事項:

* チャープ信号: 軌道が崩壊すると、重力波の頻度が放出され、天文学者が検出しようとしているという特徴的な「チャープ」信号が生じます。

* 合併: 最終的に、中性子の星は融合し、重力波と電磁放射の巨大なバーストを放出します。

要約:

単純な方程式は大まかな推定値を提供できますが、バイナリ中性子星系の軌道減衰は、相対論的効果の全範囲を考慮する洗練された数値シミュレーションを通じて最もよく説明されている複雑な現象です。

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