Теорема фон Цайпеля

Теорема фон Цайпеля (Цейпеля) была сформулирована в 1924 году Хуго фон Цайпелем и утверждает невозможность гидростатического равновесия твердотельно вращающихся областей звезды, в которых энергия переносится лучистой теплопроводностью. В этом случае, тем не менее, может быть достигнуто стационарное состояние, в котором часть энергии переносится медленным циклическим движением вещества. Теорема также показывает, что поток излучения $F$ равномерно вращающейся звезды пропорционален эффективной гравитации $g_{eff}$ и равен:

$F=-\frac{L(P)}{4\pi G M_{*}(P)}g_{eff}$.

Также с помощью этой теоремы можно найти эффективную температуру $T_{eff}$ по заданному полярному углу $\theta$:

$T_{eff}(\theta)\sim g_{eff}^{1/4}(\theta)$^[1][2].

Теорема фон Цайпеля, названная в честь её первооткрывателя, Шведского астронома Эдварда Хьюго фон Цайпеля, долгое время использовалась для предсказания различий эффективной гравитации, светимости (потока излучения от звезды) и температуры на полюсах и экваторе быстро вращающейся звезды. В 2011 году на основании техники интерферометрии исследователи из мичиганского университета провели подробную съемку и получили изображения и измерили параметры звезды Регул. Эта звезда является ярчайшей звездой в созвездии Льва, и она разлетелась бы, если бы вращалась всего на пару процентов быстрее. Астрономы по результатам измерений получили, что действительное расхождение в температуры на полюсе и экваторе звезды много меньше, чем предсказывается теоремой. «Наша модель, полученная на основании обработки данных интерферометрии, показывает, что несмотря на то, что закон в целом верно описывает поведение температуры на поверхности звезды, количественно результат отличается.» — говорит Сяо Че — аспирант кафедры Астрономии, имя которого стоит первым в публикации Astrophysical Journal от 20 апреля. «Я удивлён тем фактом, что теорема Цайпеля была принята астрономическим сообществом на протяжении столь длительного времени несмотря на отсутствие достаточного числа точных экспериментальных данных. Для нас важно получить такие данные правильно.» — говорит Джон Монье — профессор кафедры Астрономии. «В некоторых случаях мы получили разницу более чем в 5000 градусов по Фаренгейту расхождения между цифрами, предсказанными теорий и реально измеренными данными. Это сильно влияет на оценку общей яркости звезды. Если мы этого не учтём, то мы можем ошибиться в оценке массы звезды, её возраста и общей излучаемой энергии» — заключает он^[3].

См. также

• Гравитационное потемнение

Примечания

1. ↑ von Zeipel, H. (1924). «The radiative equilibrium of a rotating system of gaseous masses». Mon. Not. R. Astron. Soc. 84: 665–719.
2. ↑ Maeder, A. (1999). «Stellar evolution with rotation IV: von Zeipel's theorem and anistropic losses of mass and angular momentum». Astronomy and Astrophysics 347: 185–193.
3. ↑ официальный пресс-релиз