Wie kann die Lebensdauer eines Mehrsternsystems wie beispielsweise des Trinärsystems PSR J0337 + 1715 abgeleitet werden?

Wie zum Beispiel zu Beginn dieses Blogposts erläutert, besteht das Trinärsystem aus einem Millisekundenpulsar ( fache Sonnenmasse), der von zwei weißen Zwergen umkreist wird. Einer der weißen Zwerge ( Sonnenmassen) befindet sich sehr nahe am Pulsar und hat eine Umlaufzeit von d, während der andere ( Sonnenmassen) weiter entfernt ist und etwa ein Jahr ( d) benötigt, um den Pulsar zu umkreisen zentraler Pulsar.$1.438$$0.198$$1.6$$0.410$$327$

Es wird grundsätzlich erwartet, dass ein solches Dreikörpersystem früher oder später ein chaotisches Verhalten zeigt, was bedeutet, dass Kollisionen zwischen diesen drei Himmelskörpern erwartet werden können und eine endliche Lebensdauer des Systems angenommen werden kann.

Der Blog-Beitrag macht einige meiner Meinung nach viel zu handwedelnde Argumente und erklärt weiter, dass die Kollisionen jedoch nicht zu früh erwartet werden können, indem berücksichtigt wird, dass der entfernte weiße Zwerg den inneren weißen Zwerg und den Pulsar als eine einzige "sieht" Der zentrale Körper und die Relativbewegung des inneren weißen Zwergs um den Pulsar sind ebenfalls ziemlich stabil und eliptisch.

Wenn man sich solche Mehrsternsysteme als chaotische dynamische Systeme vorstellt, könnte ein anderer Ansatz zur Schätzung der Auftriebszeit darin bestehen, einige chaostheoretische Methoden zu verwenden, die beispielsweise den Lyapunov-Exponenten des Systems einbeziehen könnten, so dass ein großer Exponent die Kollisionen bedeuten würde passieren bald und das Sternensystem hat eine ziemlich kurze Lebensdauer, während das Gegenteil der Fall wäre, wenn der Lyapunov-Exponent klein ist (was ich für das System in meiner Frage erwarten würde).

Kurz gesagt, meine Frage lautet: Wie kann die Liftime eines Mehrsternsystems nicht nur von Hand berechnet werden?

Diese Frage hängt interessanterweise mit meinem Problem zusammen, beantwortet sie aber noch nicht ...

Es wird grundsätzlich erwartet, dass ein solches Dreikörpersystem früher oder später ein chaotisches Verhalten zeigt. Nein . Hierchische Mehrfachsysteme (wie dieses), bei denen sich die Semi-Major-Achsen um einen Faktor zehn oder größer unterscheiden, können für immer stabil sein (niemals chaotisch werden), insbesondere wenn die Exzentrizitäten niedrig sind und sich das massereichste Objekt in a befindet enge binäre.

Ein instabiles Dreiteilchensystem führt schließlich (typischerweise) dazu, dass die beiden massereichsten Objekte in einer engen Binärzahl und das dritte Teilchen ausgeworfen (ungebunden) werden. Die Zeitskala dafür liegt in der Größenordnung von mehreren (10-100) dynamischen Zeiten und ist in der Tat ein sehr chaotischer Prozess.

Das Konzept der Lyapunov-Zeitskala ist hier nicht allzu nützlich. Ein Problem ist, dass sobald ein Objekt ausgeworfen (ungebunden) wird, das System nicht mehr begrenzt ist, wenn das Konzept von Lyapunov problematisch wird. Ein weiteres Problem besteht darin, dass die Lyapunov-Zeit in der Grenze der unendlichen Zeit definiert ist und nicht unbedingt das Verhalten des Systems über eine endliche Zeit widerspiegelt.

Zum Schluss noch Ihre Frage beantworten . Ich denke, es gibt keinen strengen Weg. Was man tun kann, ist, numerisch viele Realisierungen des Systems zu integrieren, die jeweils gleichermaßen mit den Daten (und ihren Unsicherheiten) übereinstimmen. Dann kann man sehen, ob es stabile Konfigurationen gibt und wie häufig sie auftreten. Da sich das System gestern nicht gebildet hat, ist es wahrscheinlich, dass es tatsächlich stabil ist.