恒星力学系における相対論的効果

もし誰かが恒星の力学系/環境を知っていたら、これらの恒星系の運動に相対論的効果が動的な役割を果たしているのではないか？サブ質問として-既知の重要な弱いが累積的に強い影響はありますか？

言い換えれば、いつ相対論的効果がニュートン重力に基づいたN-Body / Collisionless Boltzman / Gas / ..モデルの適用可能性を無効にできるかということです。

これらのシステムから、コンパクトバイナリの最も単純なよく知られているケースを除外したいと思います。

general-relativity stellar-dynamics newtonian-gravity

@Guillochon：銀河系の中心では、星はせいぜい1000AUで超大質量ブラックホールに接近しますが、その重力半径はわずか1AUです。そのためには、1ニュートン以上のポストニュートン力学が必要です。これは相対論的効果ですが、理論は本質的に特別な相対論的テンソル場の理論です。しかし、おそらく、他の銀河にあるもっと大きなブラックホールの場合、その効果はより顕著になるかもしれません。

— アレクセイボブリック

@ギロチョン、それにもかかわらず、あなたの答えをありがとう！私はそれがもう少し実体化されているのを見てとてもうれしいです。

— アレクセイボブリック

@AlexeyBobrickこれは、観測された銀河中心の星に関するもので、全体のほんの一部です。そして、観測された星の間でさえ、S2は（多くの重力半径が離れているにもかかわらず）検出可能な歳差運動を示すことがあります。

— Guillochon

回答:

超大質量ブラックホールの周りの星団は、相対性理論が役割を果たす可能性が高いシステムです。現在、私たちと銀河中心の間には中性ガスが大量に存在しているため、私たち自身の銀河中心には明るい星しか見えません。その結果、ブラックホールの近くを実際に周回する多くの星のうち、少数の「テスト粒子」しかありません。

それにもかかわらず、十分なデータが収集されると、おそらく数年以内に、射手座A *（私たちの銀河の中心ブラックホール）に最も近い既知のペリセンター距離の1つであるS2の相対論的歳差運動を測定できる可能性があります。

クラスターのダイナミクスに影響を与える可能性がどのように相対論的効果としては、一般相対性理論によって誘導された歳差運動は、以下のような三体の共鳴を含む共振相互作用、抑制することが可能香西を。これらの種類の共鳴が他の緩和プロセスと比較して重要であるかどうかによって、緩和時間が大幅に増加する可能性があり、その結果、クラスターが時間とともにゆっくりと進化します。これは、質量分離率、潮 disruptの破壊、超高速星 / S 星の生成などに影響を与える可能性があります。

— ギヨチョン
ソース

いい答えです、ありがとう！あなたが行ういくつかの定性的記述への参照または推定をお願いします：私たちのシステムの1000 AUより近い多くの星の存在に関して、歳差運動の測定の可能性に関して、そしてGR補正がKozaiメカニズムに関連する可能性があるという事実に関して。また、どの種類の三体相互作用がここで言及されていますか？連星と野外星、連星とSBH、またはSBH +星と野外星？

— アレクセイボブリック

@AlexeyBobrick答えを少しだけ更新して、影響を受ける可能性のある他の共振相互作用があることを指定しましたが、後でさらに情報を追加します。

— ギョーション

親愛なる@Guillochon、すでに素晴らしい回答を完全なフォームに拡張して、私がそれを受け入れ、読者がその美しい完全性を楽しむことができるように考えていただけますか？

— アレクセイボブリック

@Guillochonの答えに加えて、私たちの太陽系には多くの一般相対論的なテストさえあります。最も有名なのは水星の近日点の歳差運動です。

要するに、惑星水星の太陽（近日点）に最も近い点の位置は変化する量です。基本的に、1つの完全な革命を考えると、閉じた形状をたどることはありません。ジュリアン年ごとにこの点が移動する距離は、単純にニュートン力学の下で進化する単純な2体システム（太陽と水星がこれら2つの体である）を仮定するだけでは十分に予測されません。考慮されている他のものは、この2体のシステム上の他の惑星（最も重要なのは木星）の重力の影響で、太陽の形状が完全な球形ではないという事実（それはだ扁球）。GRによる修正を含めると、その歳差運動を完全に説明できることがわかります。

もう1つの注目すべきGRテストは、1919年の日食における太陽による星からの光の偏向であり、GRが実行可能な理論であるという定式化を数年だけ証明しました。

— アストロマックス
ソース

それは間違いなく真実です。しかし、その後、どのシステムで近日点歳差運動が動的に重要になるのだろうか？実際、水星の場合、GR部分は歳差運動を引き起こしている他の効果よりもかなり小さくなっています。

— アレクセイボブリック

まあ、それは他の惑星の重力の影響よりも一桁小さいです。重要なのは、その動きを正しく予測することが依然として必要であるということです。簡単な答えは、はるかに大きいシステムです（つまり、ブラックホールの周りを周回する非常に重い星または星団）。

— アストロマックス

ブラックホールの近くを周回する星は分裂する傾向があります。実際、恒星質量のブラックホールは、典型的な星よりも質量が大きいことを除けば、星の仲間にとって効果を実際に強くするわけではありません。星は、通常の仲間ができるよりも、これらのブラックホールに近づくことができません。ただし、超大質量ブラックホールの場合、効果が存在する可能性があります。ただし、この場合のGR効果の動的な重要性を概説し、実証するとよいでしょう。

— アレクセイボブリック

@AlexeyBobrick私の以前の声明では、超大規模な種類が暗示されています。また、超大質量ブラックホールが互いに周回するとき、GRは非常に重要になります。

— アストロマックス

SGWのバイナリ進化に対するGW放射線の影響を意味すると思います。一般的に、GW放射線は実際には良い答えかもしれませんが、それはバイナリに関するものです。それとも別の意味ですか？

— アレクセイボブリック