Limite di Tolman-Oppenheimer-Volkoff: differenze tra le versioni
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Il '''limite di Tolman-Oppenheimer-Volkoff''' ('''TOV''') è un limite ulteriore per la massa di stelle composte di [[materia degenere]] (come una [[stella di neutroni]]). È analogo al [[limite di Chandrasekhar]] per le [[nana bianca|nane bianche]]. |
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Il limite fu calcolato da [[Julius Robert Oppenheimer]] e [[George Michael Volkoff]] nel [[1939]], usando il lavoro di [[Richard Chace Tolman]]. Oppenheimer e Volkoff |
Il limite fu calcolato da [[Julius Robert Oppenheimer]] e [[George Michael Volkoff]] nel [[1939]], usando il lavoro di [[Richard Chace Tolman]]. Oppenheimer e Volkoff partirono dall'assunzione che i neutroni in una stella di neutroni formasero un [[gas di Fermi]] freddo e degenere. Questo porta ad una massa limite approssimativamente di 0,7 [[massa solare|masse solari]]. <ref>{{En}}[http://prola.aps.org/abstract/PR/v55/i4/p364_1 Static Solutions of Einstein's Field Equations for Spheres of Fluid], Richard C. Tolman, ''Physical Review'' '''55''', #374 ([[February 15]], [[1939]]), pp. 364–373.</ref><sup>,</sup> <ref>{{En}}[http://prola.aps.org/abstract/PR/v55/i4/p374_1 On Massive Neutron Cores], J. R. Oppenheimer and G. M. Volkoff, ''Physical Review'' '''55''', #374 ([[February 15]], [[1939]]), pp. 374–381.</ref> Valutazioni più recenti portano il limite approssimativamente tra 1,5 e 3,0 masse solari. <ref>{{En}}{{cite journal | last = Bombaci | first = I. | title=The maximum mass of a neutron star | journal=Astronomy and Astrophysics | year=1996 | volume=305 | pages=871–877 | url=http://adsabs.harvard.edu/abs/1996A&A...305..871B }}</ref> L'incertezza nel valore riflette il fatto che le [[equazioni di stato]] per la [[materia di quark|materia estremamente densa]] non sono ben conosciute. |
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In una stella di neutroni più leggera del limite, il suo peso viene sostenuto dall'interazione repulsiva neutrone-neutrone a corto raggio mediata dalla |
In una stella di neutroni più leggera del limite, il suo peso viene sostenuto dall'interazione repulsiva neutrone-neutrone a corto raggio mediata dalla forza forte e anche dalla pressione dovuta alla degenerazione quantistica di neutroni. Se una stella di neutroni è più pesante del limite, essa collasserà in qualche forma più densa. Potrebbe formare un [[buco nero]], o cambiare composizione ed essere sostenuta in qualche altro modo (per esempio, dalla [[materia degenere|pressione di degenerazione dei quark]] se diventasse una [[stella di quark]]). Poichè le proprietà delle ipotetiche forme esotiche di materia degenere, sono conosciute ancora più scarsamente di quelle della materia degenere di neutroni, la maggior parte degli astrofisici presume, in mancanza di un'evidenza contraria, che una stella di neutroni sopra il limite collassi direttamente in un buco nero. |
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Un [[buco nero stellare|buco nero formato dal collasso di una singola stella]] deve avere massa eccedente il limite di Tolman-Oppenheimer-Volkoff. La teoria predice che a causa della [[perdita di massa]] durante l' [[evoluzione stellare]], un buco nero formatosi da un stella isolata di [[metallicità]] solare non possa avere una massa superiore a circa 10 [[massa solare|masse solari]]. <ref name="evo2">{{En}}[http://adsabs.harvard.edu/abs/2002RvMP...74.1015W The evolution and explosion of massive stars], S. E. Woosley, A. Heger, and T. A. Weaver, ''Reviews of Modern Physics'' '''74''', #4 (October 2002), pp. 1015–1071.</ref><sup>, Figura 21.</sup> In base a dati osservativi come la loro grande massa, la debole luminosità e gli spettri a raggi X, si pensa che un certo numero di oggetti massivi nelle [[stella binaria a raggi X|binarie a raggi X]] siano buchi neri stellari. Si ritiene che questi potenziali buchi neri abbiano masse che oscillano tra le 3 e 20 [[massa solare|masse solari]]. <ref>{{En}}[http://adsabs.harvard.edu/abs/2003astro.ph..6213M Black Hole Binaries], Jeffrey E. McClintock and Ronald A. Remillard, arXiv:astro-ph/0306213v4.</ref> <ref>[http://adsabs.harvard.edu/abs/2006astro.ph.12312C Observational evidence for stellar-mass black holes], Jorge Casares, arXiv:astro-ph/0612312v1.</ref> |
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Versione delle 11:55, 22 mar 2010
Il limite di Tolman-Oppenheimer-Volkoff (TOV) è un limite ulteriore per la massa di stelle composte di materia degenere (come una stella di neutroni). È analogo al limite di Chandrasekhar per le nane bianche.
Origine dell'idea
Il limite fu calcolato da Julius Robert Oppenheimer e George Michael Volkoff nel 1939, usando il lavoro di Richard Chace Tolman. Oppenheimer e Volkoff partirono dall'assunzione che i neutroni in una stella di neutroni formasero un gas di Fermi freddo e degenere. Questo porta ad una massa limite approssimativamente di 0,7 masse solari. [1], [2] Valutazioni più recenti portano il limite approssimativamente tra 1,5 e 3,0 masse solari. [3] L'incertezza nel valore riflette il fatto che le equazioni di stato per la materia estremamente densa non sono ben conosciute.
In una stella di neutroni più leggera del limite, il suo peso viene sostenuto dall'interazione repulsiva neutrone-neutrone a corto raggio mediata dalla forza forte e anche dalla pressione dovuta alla degenerazione quantistica di neutroni. Se una stella di neutroni è più pesante del limite, essa collasserà in qualche forma più densa. Potrebbe formare un buco nero, o cambiare composizione ed essere sostenuta in qualche altro modo (per esempio, dalla pressione di degenerazione dei quark se diventasse una stella di quark). Poichè le proprietà delle ipotetiche forme esotiche di materia degenere, sono conosciute ancora più scarsamente di quelle della materia degenere di neutroni, la maggior parte degli astrofisici presume, in mancanza di un'evidenza contraria, che una stella di neutroni sopra il limite collassi direttamente in un buco nero.
Un buco nero formato dal collasso di una singola stella deve avere massa eccedente il limite di Tolman-Oppenheimer-Volkoff. La teoria predice che a causa della perdita di massa durante l' evoluzione stellare, un buco nero formatosi da un stella isolata di metallicità solare non possa avere una massa superiore a circa 10 masse solari. [4], Figura 21. In base a dati osservativi come la loro grande massa, la debole luminosità e gli spettri a raggi X, si pensa che un certo numero di oggetti massivi nelle binarie a raggi X siano buchi neri stellari. Si ritiene che questi potenziali buchi neri abbiano masse che oscillano tra le 3 e 20 masse solari. [5] [6]
Voci correlate
Note
- ^ (EN) Static Solutions of Einstein's Field Equations for Spheres of Fluid, Richard C. Tolman, Physical Review 55, #374 (February 15, 1939), pp. 364–373.
- ^ (EN) On Massive Neutron Cores, J. R. Oppenheimer and G. M. Volkoff, Physical Review 55, #374 (February 15, 1939), pp. 374–381.
- ^ (EN) I. Bombaci, The maximum mass of a neutron star, in Astronomy and Astrophysics, vol. 305, 1996, pp. 871–877.
- ^ (EN) The evolution and explosion of massive stars, S. E. Woosley, A. Heger, and T. A. Weaver, Reviews of Modern Physics 74, #4 (October 2002), pp. 1015–1071.
- ^ (EN) Black Hole Binaries, Jeffrey E. McClintock and Ronald A. Remillard, arXiv:astro-ph/0306213v4.
- ^ Observational evidence for stellar-mass black holes, Jorge Casares, arXiv:astro-ph/0612312v1.
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