中子星是恒星演化过程的一种可能结果,它的密度很大.现有一中子星,观测到它的自转周期为T=1/30s,问该中子星的最小密度应是多少才能维持该星体的稳定,不致因自转而瓦解?计算时星
问题描述:
中子星是恒星演化过程的一种可能结果,它的密度很大.现有一中子星,观测到它的自转周期为T=
s,问该中子星的最小密度应是多少才能维持该星体的稳定,不致因自转而瓦解?计算时星体可视为均匀球体.(G=6.67×10-11N.m2/kg2) 1 30
答
设位于赤道处的小块物质质量为m,物体受到的中子星的万有引力恰好提供向心力,这时中子星不瓦解且有最小密度,由万有引力定律结合牛顿第二定律得:
=mR(GMm R2
)22π T
球体的体积为:V=
πR34 3
密度为:ρ=
M V
解得:ρ=
=3π GT2
=1.27×1014kg/m3.3π 6.67×10−11×
1 30
答:该中子星的最小密度应是1.27×1014kg/m3才能维持该星体的稳定,不致因自转而瓦解.