Energia wypromienowana przez mgławicę interpretacja.

Filip Kubacki · 8 Września 2015

Czołem.

To mój pierwszy wpis, więc z góry przepraszam za amatorszczyznę. :yes:

Czy ktoś byłby w stanie troszęczkę naświetlić sprawę związaną z energią emitowaną przez mgłąwice (w moim przypadku mgławica Kraba).

Chciałbym obliczyć ile energi wypromieniowuje mgławica, więc znalazłem odpowiednie wykresy, ale niestety nie umię ich poprawnie zinterpretować.

Za każdą pomoc i dobrą chęć z góry dziekuję :icon_lol:

Piotrek Guzik · 8 Września 2015

Po pierwsze, bez legendy nie ma szans tego zinterpretować, po drugie musisz doprecyzować, co masz na myśli pisząc: "Chciałbym obliczyć ile energi wypromieniowuje mgławica". Jeśli chodzi Ci o całkowitą energię, to taki wykres raczej nie wystarczy.

Filip Kubacki · 8 Września 2015

Pisząc "Chciałbym obliczyć ile energi wypromieniowuje mgławica" mam na myśli ile energi wypromieniuje mgłąwica w fazie rozbłysku i w fazie spokoju.

Linki poniżej odnoszą się do badania mgławicy Kraba w odpowiednich fazach.

http://inspirehep.net/record/830358/plots

http://inspirehep.net/record/836772/plots

Myśłałlem, że jak zdołam zrozumieć 1 wykres zamieszczony w moim pierwszym poście to zrozumię zasadę działania takich wykresów.

Link do strony skąd wziąłem wykresy.

http://isdc.unige.ch/result.cgi?101215_crab

"legenda" wykresu 1 z pierwszego postu1

- ciągła linia fioletowa, która określa całkowitą ilość wypromieniowaną przez mgławicę podczas rozbłysku

-linia ciągła niebieska, która określa ilość wypromieniowanej energi przed rozbłyskiem.

-czarna linia przerywan wkład pulsaru.

Mnie interesowały by tylko linia niebieska i fioletowa.

Dla pewności dołączam orginalny opis wykresu 1 z postu 1.

The points with error bars are the Fermi detections before the flare (dark green), during the flare (red) and after the flare (light green). The black dashed line represents the contribution from the pulsar. The black dot-dot-dashed line represents the Inverse Compton emission from the nebula. The blue and magenta dot-dashed and solid lines are the synchrotron emission from the nebula and the total emission before and during the flare, respectively. Arrows indicate 95% confidence flux limits.

Tu ten sam wykres tylko w innej skali.

-analogicznie do wykresu 1 z postu 1 interesuje mnie tlko linia fioletowa

-linia niebieska z wykresu 1 na tym wykresie= linia fioletowa przerywana.

Dla pewności dołączam orginalny opis.

The points with error bars are from Comptel (red) and Fermi (blue) during the Crab nebula flare. The black and blue lines are the normal synchrotron and inverse Compton emission from the Crab nebula. The green line shows the pulsed synchrotron emission from the Crab pulsar. The red line shows the spectrum emitted by the compact pevatron accelerator in the Crab nebula. This pevatron is a perfect accelerator, where the electrons can reach the highest possible energies.

Edytowane 8 Września 2015 przez Filip Kubacki

Behlur_Olderys · 9 Września 2015

Jeśli interesuje Cię energia (E [J]), jaką pulsar traci w czasie jednego cyklu to znajdź czas (T ) trwania takiego cyklu i pomnóż go przez moc wypromieniowaną (P [W/m^2]) z jednostki powierzchni razy powierzchnia pulsara (A [m^2]): E = T*P*A.

Oczywiście, te dwie ostatnie zmienne (P i A) nie są łatwe do poznania - trzeba by mierzyć przy powierzchni pulsara
Można je zastąpić mocą, jaka dociera do nas na jednostkę powierzchni (Pdoc [W/m^2]) razy powierzchnia sfery o promieniu równym odległości (R [m]) do pulsara:
E = T*Pdoc*A, przy czym A = 4*pi*R^2

Moc, jaka do nas dociera to już łatwiej policzyć lub znaleźć. Mgławica emituje w całym spektrum EM, więc pewnie jest to dość duża wartość.

Najlepszy byłaby funkcja mocy od czasu (Pdoc(t)), wtedy policzenie energii w czasie rozbłysku i spokoju byłoby kwestią całkowania.

Najpierw znalazłbym moc fazy spokoju, czyli jakiś w miarę płaski fragment tego wykresu. Przyjąłbym tą wartość jako Pspo.
Espo (Energia spokoju) = Pspo * T * A
Energia pulsu wymagałaby już całkowania:

Epulsu = A * całka od początku do końca pulsu ( [P(t) - Pspo] dt ) .

Na zaprezentowanych wykresach masz dane spektrometryczne w pewnym zakresie promieniowania, na ile mówią one o całkowitej mocy docierającej do nas?
Jeśli na osi pionowej mamy jednostkę energii na jednostkę czasu na jednostkę powierzchni [erg / (s * m^2)], to jest to wymiar mocy na jednostkę powierzchni.

Na osi poziomej mamy jakiś zakres energii, więc całka z wykresu po energiach powinna dać totalną (całego spektrum) moc na jednostkę powierzchni.

Ale, jak to słusznie zauważył Piotrek, trudno po samych wykresach stwierdzić, co tak naprawdę liczylibyśmy całkując te energie

Moim zdaniem nie potrzeba w tym zagadnieniu wchodzić w szczegóły, tj. spektrometrię, a poszukać gdzieś mocy całkowitej w funkcji czasu.
Obliczenia tak na oko:

T = 33*10^-3 s
P/s*cm^2 = 1 MeV / s*cm^2. = 1,6*10^-13 J/ s*cm^2
R = 2200 pc = 2200*3*10^16 m = 6,6*10^19 m

A = 4*3,14*R^2 ~~ 4*10^40 m^2 = 4*10^44 cm^2

P całkowita emitowana ~~ 5*10^31 J/s

Jak widać, obliczenia nienajgorsze, bo Słońce emituje ~4*10^26 J/s. Wynikałoby z tego, że pulsar emituje 100 000x silniej, a przecież łatwo znaleźć dane, że emituje on ok 75000x więcej, więc pomyłka rzędu 1/4 wyniku - w tego typu obliczeniach to praktycznie dokładny wynik

Pozdrawiam, i życzę szczęścia w szukaniu dobrych danych!