Identificar estrellas binarias en nbody simulación

Question

Hago una simulación nbody, y estoy interesado en la formación de sistemas binarios en la evolución temporal. Puedo identificar por el ojo, pero no sé un algorítmico criterios que me pueden decir si dos estrellas son un sistema binario o no.

¿Hay un criterio determinista que me puede decir si dos estrellas arbitrarias en la simulación están un sistema binario?

Answer 1

Esto es realmente un problema difícil, pero posiblemente no por la razón que usted imagina. El siguiente naif criterio que parece en primer lugar muy apropiado:

tomar cualquier par de estrellas, restar el centro de masa de movimiento, calcular la cinética ($T$) y gravitacional ($W$) energías, y comprobar si

$T + W < 0$.

Si es así, el par está obligado, de lo contrario no lo es.

¿Cómo puede este criterio no? No puedo pensar en tres formas:

1. Incluso en la onucampo lleno de gente, no puede ser de tres o más estrellas obligado. Es bien sabido que varios sistemas son inestables, por lo que establecer cual de las estrellas se quedará delimitada requiere más análisis. Normalmente, las dos estrellas más pesadas son las que quedan delimitadas, debido al ligero aumento de la energía a expensas de la doble pesada, para escapar de la envolvente del sistema.

2. Supuestamente independiente par más tarde puede llegar a ser atado, después de todo, debido a la pérdida de momento angular. Es bien conocido que la centrífuga de la barrera, en el momento angular de la conservación de la original de la nube en la que se forman las estrellas, es tan alta que casi no hay estrellas deben formar. Puesto que la gravedad conserva la cantidad total de momentum angular, debe ser no-gravitacional de las fuerzas en el trabajo que quitarlo desde la caída de las de gas. Nadie sabe a ciencia cierta lo que es responsable de estos pares, aunque todo el mundo dice que ellos deben ser magnético en el origen.

   Así, puede suceder que un determinado par de divisas tiene, inicialmente, tanto el momento angular como para violar la condición anterior, pero también puede suceder que el momento angular de la eliminación se sigue produciendo (en el momento de su simulaciones final), de modo que más binarios de pares será la forma que es evidente a partir de su simulaciones. Ya que esto implica procesos que, a partir de ahora, en gran parte especulativa, nadie puede pretender conocer la hora exacta-evolución de estos pares. Este es un elemento fundamental de la ignorancia, de nuestra parte.

3. Por último, y menos probable, hacinados en los campos, las interacciones entre el (transitoria) y la pareja de transeúntes se puede soltar el binario, a expensas de la energía cinética de los transeúntes. En el límite de totalmente desarrollado estrellas, esto ha sido estudiado especialmente en relación con la evolución de los binarios en los cúmulos globulares (GCs, ver Lyman Spitzer de la Dinámica de la Evolución de los Cúmulos Globulares, especialmente Cap. 6). Pero usted debe tener en cuenta que en la gc dos circunstancias mejorar la pertinencia de estas interacciones: el estelar de alta densidad (mayor que en los Cúmulos Abiertos), y las escalas de tiempo disponible, de la orden de Hubble tiempo en comparación con los pocos millones de años antes de la recién formada estrellas a pie de sus sitios de formación.

   Aún así, una circunstancia que hace que muchos cuerpos de los encuentros más eficaz en los Cúmulos Abiertos, el gran tamaño de formación de las estrellas: cuando un binario se encuentra con un transeúnte, la energía puede ser objeto de dumping procedentes de la enterloper cinética del movimiento en las mareas de calefacción de cualquiera de las estrellas en el binario, para luego ser disipada través de radiativo mecanismos. Esta marea de calefacción ralentiza el intruso, por lo tanto hace que el contacto durar más tiempo, y el impulso se transmite a las estrellas en el binario más grande. En otras palabras, facilita desatar el binario.

De lo anterior, las objeciones 1 y 3 son fáciles de mantener bajo control si su simulaciones no se implican demasiado lleno de gente campos (después de todo, los Cúmulos Abiertos son apenas obligado, y no durará mucho tiempo!). Pero objeción 2 es más fundamental, y más difícil de mantener bajo control. Tenga en cuenta que, en la Naturaleza, de 1 de dos sistemas estelares se observa desde la Tierra es un binario, por lo que cualquier simulación resultante en muchos menos archivos binarios de esto es probable que se vea afectada por una mala contabilidad electromagnética pares.