Bruto de la "temperatura" de un cúmulo globular

Question

Los cúmulos globulares pueden ser muy grandes, lo que significa que podemos hacer las estadísticas acerca de las estrellas en ellos. Y eso significa que podemos tratar de coincidencia de sus estrellas, como el potencial de la partícula/cinética de distribución de energía en contra de una distribución de Boltzmann, lo cual podría significar que un buen cúmulo globular tiene una temperatura; sin embargo, una rápida búsqueda en internet parece evocar sólo estelar de las temperaturas de la superficie, aunque estoy seguro de que la anterior no es del todo original.

Puede alguien comilla de mano típica de clúster temperaturas o citar una de estas cálculo en una disponible libremente en papel?

Esta cuestión fue un simple sí/no, o al menos de sus respuestas; aquí la estrella de los sistemas de llegar, pero la temperatura nunca es mencionado.

Answer 1

Un típico dispersión de la velocidad en un cúmulo globular es de 10 km/s. Para un típico 1 masa solar subgiant en un viejo globular, a continuación, igualando la energía cinética a $3kT/2$, obtenemos $T = 5\times 10^{60}$ K.

No parece de gran ayuda, de verdad...

El concepto de temperatura solo se aplica en un sentido relativo - es decir, un componente es más caliente que la otra. No puedo decir que me he visto absoluta de temperaturas utilizadas. Un ejemplo podría ser el concepto de una negativa la capacidad de calor, el cual si se pierde energía a partir de un cluster estelar de evaporación (o por el endurecimiento de un sistema binario), las estrellas de ganancia de energía cinética. I. e de la Energía se pierde, pero la "temperatura" aumenta. Exactamente lo mismo sucede en una parte del gas de la nube o de la estrella.

En respuesta a la discusión en los comentarios - los cúmulos globulares son muy viejos, por lo general, muchas veces de sus dos relajación del cuerpo escalas de tiempo. Vienen en un (virial) de equilibrio, donde la velocidad de distribución de las estrellas debe ser de aproximadamente Maxwellian. Sí, el movimiento rápido de la cola va a escapar, igual de rápido movimiento de las moléculas de escapar de la atmósfera de la Tierra. Pero el rateof escapar es como el 1% por la relajación de la escala de tiempo. Hay un montón de tiempo para el pseudo-temperatura para adaptarse gradualmente a un cambio lento, lo que significa que el concepto de temperatura pueden ser usados.

A continuación muestro la 1D de la velocidad radial de las distribuciones visto en el núcleo del cúmulo globular M4 (tomado de Sommariva et al. 2009). Los datos se dividen en contenedores de acuerdo a la posición en un color de la magntidue diagrama.Las líneas azules son de Gauss se ajusta (lo que usted esperaría de un Maxwellian distribución de la velocidad) y que son bastante buenos.El instrumental de la resolución es del orden de 0,2 km/s para estas observaciones, por lo que es un insignificante contribuyente, pero habrá algunos valores atípicos debido a binario movimiento.

El principal efecto de stellar escape es que invalida el concepto de la temperatura global (por la misma razón). Los Clusters no puede ser isotérmico. La dispersión de la velocidad (y pseudo temperatura) debe (y es medido a) disminuyen con la radio, de lo contrario las estrellas en las grandes radios sería de escape (ver más abajo; la 1D dispersión de la velocidad vs radio de un cúmulo globular $\omega$ Cen, de Scarpa et al. 2003).

Answer 2

El punto importante aquí es que no hay ningún límite termodinámico para gravitando sistemas, y por lo tanto no es bien definido de temperatura.

Esta es, tal vez, no de una forma completamente intuitiva resultado, pero se trata de trabajar sobre la estabilidad de la materia. Esto no es tan glamoroso como parece, pero gira en torno a la necesidad de demostrar que la energía de la materia, es una cantidad extensiva - uno que se ajusta como el número de partículas. Es fácil ver que, si no, muy mal que las cosas sucedan: usted no puede hacer granel importa en absoluto, o puede, pero (probablemente enormes cantidades de energía se libera en hacerlo.

Resulta que la estabilidad depende de todo lo que tenemos: el inverso del cuadrado de la naturaleza de EM interacciones, neutralidad, QM y de Fermi-Dirac estadísticas, así como, probablemente, otras cosas que he olvidado. Incluso entonces es difícil de demostrar: creo que fue mostrado por primera vez por Dyson, pero ha sido mucho menos peludo (pero aún razonablemente peludo) derivación de el mismo resultado ya que, tal vez por Lieb y tal vez Thirring (y a los demás?) que es el que buscar.

Para demostrar la estabilidad usted sólo tiene límites en la energía arriba y abajo por $N$: demostrar el límite termodinámico usted necesita demostrar que realmente hay un límite. Que también lo ha hecho para la materia normal.

Bueno, gravitando sistemas faltan un montón de los requisitos para todos esta: ellos son clásicos, la gravedad es siempre atractiva y así sucesivamente. Y el resultado de todo esto es que ellos no son estables en el sentido de que la energía del sistema no es una cantidad extensiva. Que a su vez significa que no hay ningún bien definido por el límite termodinámico de estos sistemas: la temperatura no tiene sentido allí.

Answer 3

La temperatura no es concepto útil para la descripción de los grupos de estrellas o de otros sistemas gravitacionales, debido a que estos sistemas no están en el ámbito descrito por la termodinámica. No hay manera de configurar el equilibrio termodinámico - cúmulos globulares en parte se evapora y núcleo implosiona. También la distribución de la velocidad no puede ser de Maxwell-Boltzmannian, porque muy rápido las estrellas serían rápidamente huir de el sistema, dejando sólo los más lentos. Tales sistemas tienden a evolucionar en virial cuasi-equilibrio, donde la mayoría de las velocidades son inferiores a la velocidad de escape del sistema y la tasa de pérdida de las estrellas es baja.