2011.03.18. - Anderson-Stoner-határ a.k.a. Chandrasekhar-határ?

Egy rövid cikkben Eric Blackman ismételten arra, a valószínűleg még szakkörökben is kevesek által ismert tényre hívja fel a figyelmet, hogy a fehér törpék tömegére vonatkozó határt a névadót megelőzően már mások is publikálták.

Eric Blackman, a University of Rochester fizikusa a hivatkozásokkal együtt is alig egy oldalas cikkében felhívja a figyelmet, hogy a Physics Today c. folyóirat 2010 decemberi, Subrahmanyan Chandrasekhar (1910-1995) születésének 100. évfordulója előtt tisztelgő számában méltató cikkében sem a híres fizikus Freeman Dyson, sem Kameshwar C. Wali, a Chandrasekhar-bibliográfia összeállítója nem tesz említést arról, hogy a fehér törpéknek az elektronok relativisztikus elfajulásának figyelembe vételén alapuló tömeghatárát nem Chandrasekhar publikálta először, ő valójában csak a harmadik volt a sorban. Chandrasekhar az 1931-ben az Astrophysical Journal c. folyóiratban megjelent munkájában természetesen hivatkozott Edmund Clifton Stoner (1899-1968), a University of Leeds fizikusának 1930-as cikkére - a hivatkozás reprodukcióját Dyson be is mutatja (3. ábra) -, akit viszont Wilhelm Robert Karl Anderson (1880-1940) észt asztrofizikus munkája inspirált, aki 1929-es cikkében szintén felhasználta a relativisztikus hatásokat a fehér törpék tömeghatárának megállapítására. A csillagok felépítéséről szóló könyvében (An introduction to the study of stellar structure, University of Chicago Press, 1939) Chandrasekhar a 422. oldalon említi Anderson és Stoner munkáját, illetve a hivatkozások között is szerepelteti őket.

Wilhelm Robert Karl Anderson (1880-1940) és Edmund Clifton Stoner (1899-1968).
Nevüket a fehér törpék Stoner-Anderson állapotegyenlete őrzi.
[Tartu Observatooriumi Virtuaalne Muuseum, University of Leeds]

Mi a különbség Anderson, Stoner és Chandrasekhar tárgyalása között? Anderson és Stoner egyenletes, azaz a hidrosztatikai egyensúlynak nem megfelelő sűrűségeloszlás feltételezésével vezették le a tömeghatárt, míg Chandrasekhar a hidrosztatikai egyensúlyt is magába foglaló ún. politrop állapotegyenlet alapján számította ki azt, melyről abban az időben úgy gondolták, hogy jobban reprodukálja a radiális sűrűségprofilt. Blackman szerint Anderson cikkében a relativisztikus hatások tárgyalása zavaros, ha nem hibás, Stoner munkájában ellenben világos és érthető, ráadásul az eredményeket összehasonlítja az akkoriban fehér törpének feltételezett objektumok észlelési adataival is. A Stoner által eredetileg levezetett tömeghatár mintegy 20%-kal nagyobb volt a Chandrasekhar-féle, politrop modellen alapuló határnál, de még 1931-ben ő is előállt a saját politrop általánosításával.

Blackman konklúziója szerint a széleskörben Chandrasekhar-határnak nevezett tömeghatár tehát specifikus, a politrop modellen alapul. Annak a felismerése azonban, hogy az elektrongáz elfajulásának relativisztikus tárgyalása szükségszerűen vezet a tömeghatár létezéséhez, már Stoner és Anderson korábbi cikkeiben felbukkan. Ez a megkülönböztetés szokott általában elsikkadni, holott a korrekt különbségtétel magának Chandrasekharnak a munkáiban is megtalálható.

Forrás:

• arXiv:1103.1342v2 [physics.hist-ph]