Преде́л Э́ддингтона (эддингтоновский предел) — величина мощности электромагнитного излучения, исходящего из недр звезды, при которой его давления достаточно для компенсации веса оболочек звезды, которые окружают зону термоядерных реакций, то есть звезда находится в состоянии равновесия: не сжимается и не расширяется. При превышении предела Эддингтона звезда начинает испускать сильный звёздный ветер.
Критическая (эддингтоновская) светимость — максимальная светимость звезды или другого небесного тела, определяющаяся условием равновесия гравитационных сил и давления излучения объекта.
Названы по имени английского астрофизика Артура Стенли Эддингтона.
Критическая светимость определяется условием равновесия силы тяготения и давления излучения .
Обычно рассматривается равновесие водородной плазмы — наиболее типичный случай, так как водород составляет бо́льшую часть массы Вселенной. Количество электронов и протонов в каждом элементе плазмы ввиду её нейтральности можно считать одинаковым. Следует отметить, что сила тяжести действует главным образом на протонную компоненту плазмы (масса протона почти в 2 тыс. раз больше массы электрона), а давление излучения — на электронную компоненту, однако сколько-нибудь существенное разделение зарядов в этих условиях невозможно ввиду возникновения очень мощных кулоновских сил, возвращающих плазму к нейтральному состоянию.
Сила тяжести , действующая со стороны изотропного излучающего тела массы на протон, находящийся на расстоянии от источника, равна
где — масса протона.
Поток излучения на этом расстоянии:
где — светимость источника.
Тогда сила , действующая на электрон вследствие томсоновского рассеяния фотонов на электронах, равна
где — томсоновское сечение рассеяния фотона на электроне:
Таким образом, исходя из условия равновесия и с учётом того, что электростатическое взаимодействие значительно сильнее гравитационного, то есть протон-электронные пары можно считать связанными, критическая светимость
или, если выразить массу объекта в массах Солнца M⊙,
- эрг/с,
то есть критическая светимость зависит только от массы объекта и механизмов взаимодействия излучения с веществом.
Фактически условие равновесия сил тяжести и давления излучения является условием возможности аккреции вещества на излучающий объект.
Однако в случае существенной неизотропности аккреции, например, в случае аккреционных дисков таких компактных объектов, как чёрные дыры и нейтронные звёзды, возможны ситуации, когда источником энергии является гравитационная энергия аккрецирующего вещества и темпы аккреции настолько высоки, что светимость превышает критическую. Для таких объектов характерно интенсивное истечение вещества из аккреционного диска, вызванное давлением излучения. Наиболее известным из таких объектов является SS 433, а также самая интенсивно светящаяся нейтронная звезда M82X-2 Архивная копия от 20 октября 2020 на Wayback Machine.
- Критическая светимость / Сюняев Р. А. // Физика космоса: Маленькая энциклопедия / Редкол.: Р. А. Сюняев (Гл. ред.) и др. — 2-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1986. — С. 335—336. — 783 с. — 70 000 экз.
Wikiwand in your browser!
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.