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	<title>Appendix/Ramblings/Interrelating51and00Bipolytropes/Organization - Revision history</title>
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	<updated>2026-05-02T18:29:38Z</updated>
	<subtitle>Revision history for this page on the wiki</subtitle>
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		<id>https://selfgravitatingfluids.education/JETohline/index.php?title=Appendix/Ramblings/Interrelating51and00Bipolytropes/Organization&amp;diff=2298&amp;oldid=prev</id>
		<title>Joel2: Created page with &quot;__FORCETOC__  &lt;!-- __NOTOC__ will force TOC off --&gt; =Interrelating (5, 1) and (0, 0) Bipolytropes=  ==Structure of (n&lt;sub&gt;c&lt;/sub&gt;, n&lt;sub&gt;e&lt;/sub&gt;) = (0, 0) Bipolytropes== Here we draw heavily from an accompanying discussion to construct a bipolytrope in which both the core and the envelope have uniform densities, that is, the structure of both the core and the envelope will be modeled us...&quot;</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://selfgravitatingfluids.education/JETohline/index.php?title=Appendix/Ramblings/Interrelating51and00Bipolytropes/Organization&amp;diff=2298&amp;oldid=prev"/>
		<updated>2024-07-16T21:13:03Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Created page with &amp;quot;__FORCETOC__  &amp;lt;!-- __NOTOC__ will force TOC off --&amp;gt; =Interrelating (5, 1) and (0, 0) Bipolytropes=  ==Structure of (n&amp;lt;sub&amp;gt;c&amp;lt;/sub&amp;gt;, n&amp;lt;sub&amp;gt;e&amp;lt;/sub&amp;gt;) = (0, 0) Bipolytropes== Here we draw heavily from an &lt;a href=&quot;/JETohline/index.php/SSC/Structure/BiPolytropes/Analytic00&quot; title=&quot;SSC/Structure/BiPolytropes/Analytic00&quot;&gt;accompanying discussion&lt;/a&gt; to construct a &lt;a href=&quot;/JETohline/index.php/SSC/Structure/BiPolytropes#BiPolytropes&quot; title=&quot;SSC/Structure/BiPolytropes&quot;&gt;bipolytrope&lt;/a&gt; in which both the core and the envelope have uniform densities, that is, the structure of both the core and the envelope will be modeled us...&amp;quot;&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;&lt;b&gt;New page&lt;/b&gt;&lt;/p&gt;&lt;div&gt;__FORCETOC__ &lt;br /&gt;
&amp;lt;!-- __NOTOC__ will force TOC off --&amp;gt;&lt;br /&gt;
=Interrelating (5, 1) and (0, 0) Bipolytropes=&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
==Structure of (n&amp;lt;sub&amp;gt;c&amp;lt;/sub&amp;gt;, n&amp;lt;sub&amp;gt;e&amp;lt;/sub&amp;gt;) = (0, 0) Bipolytropes==&lt;br /&gt;
Here we draw heavily from an [[SSC/Structure/BiPolytropes/Analytic00|accompanying discussion]] to construct a [[SSC/Structure/BiPolytropes#BiPolytropes|bipolytrope]] in which both the core and the envelope have uniform densities, that is, the structure of both the core and the envelope will be modeled using an &amp;lt;math&amp;gt;n = 0&amp;lt;/math&amp;gt; polytropic index.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
Assuming that the central density, &amp;lt;math&amp;gt;\rho_0&amp;lt;/math&amp;gt;, and central pressure, &amp;lt;math&amp;gt;P_0&amp;lt;/math&amp;gt;, are specified, the natural dimensionless radius is given by the expression,&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&amp;lt;table border=&amp;quot;0&amp;quot; cellpadding=&amp;quot;5&amp;quot; align=&amp;quot;center&amp;quot;&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&amp;lt;tr&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;td align=&amp;quot;right&amp;quot;&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;math&amp;gt;\chi&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;/td&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;td align=&amp;quot;center&amp;quot;&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;math&amp;gt;\equiv&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;/td&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;td align=&amp;quot;left&amp;quot;&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;math&amp;gt;&lt;br /&gt;
r \biggl[ \frac{G\rho_0^2}{P_0} \biggr]^{1 / 2} &lt;br /&gt;
 \, .&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;/td&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;/tr&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;/table&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Throughout the core (0 &amp;amp;le; &amp;amp;chi; &amp;amp;le; &amp;amp;chi;&amp;lt;sub&amp;gt;i&amp;lt;/sub&amp;gt;)===&lt;br /&gt;
In equilibrium, the radial profile of the density, pressure, and integrated mass are, respectively,&lt;br /&gt;
&amp;lt;table border=&amp;quot;0&amp;quot; cellpadding=&amp;quot;5&amp;quot; align=&amp;quot;center&amp;quot;&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;tr&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;td align=&amp;quot;right&amp;quot;&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;math&amp;gt;\rho&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;/td&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;td align=&amp;quot;center&amp;quot;&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;math&amp;gt;=&amp;lt;/math&amp;gt; &lt;br /&gt;
  &amp;lt;/td&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;td align=&amp;quot;left&amp;quot;&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;math&amp;gt;\rho_0&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;/td&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;/tr&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&amp;lt;tr&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;td align=&amp;quot;right&amp;quot;&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;math&amp;gt;P&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;/td&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;td align=&amp;quot;center&amp;quot;&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;math&amp;gt;=&amp;lt;/math&amp;gt; &lt;br /&gt;
  &amp;lt;/td&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;td align=&amp;quot;left&amp;quot;&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;math&amp;gt;P_0 \biggl( 1 - \frac{2\pi}{3}\chi^2 \biggr)&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;/td&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;/tr&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&amp;lt;tr&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;td align=&amp;quot;right&amp;quot;&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;math&amp;gt;M_r&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;/td&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;td align=&amp;quot;center&amp;quot;&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;math&amp;gt;=&amp;lt;/math&amp;gt; &lt;br /&gt;
 &amp;lt;/td&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;td align=&amp;quot;left&amp;quot;&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;math&amp;gt;\frac{4\pi}{3} \biggl[ \frac{P_0^3}{G^3 \rho_0^4} \biggr]^{1/2} \chi^3 \, .&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;/td&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;/tr&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;/table&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Interface Conditions===&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
In terms of the (as yet unspecified) total radius, &amp;lt;math&amp;gt;R&amp;lt;/math&amp;gt;, we use &amp;lt;math&amp;gt;q&amp;lt;/math&amp;gt; to specify the fractional radial location of the core/envelope interface, that is,&lt;br /&gt;
&amp;lt;table border=&amp;quot;0&amp;quot; cellpadding=&amp;quot;5&amp;quot; align=&amp;quot;center&amp;quot;&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&amp;lt;tr&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;td align=&amp;quot;right&amp;quot;&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;math&amp;gt;q&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;/td&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;td align=&amp;quot;center&amp;quot;&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;math&amp;gt;\equiv&amp;lt;/math&amp;gt; &lt;br /&gt;
  &amp;lt;/td&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;td align=&amp;quot;left&amp;quot;&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;math&amp;gt;&lt;br /&gt;
\frac{r_i}{R}&lt;br /&gt;
&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;/td&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;/tr&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&amp;lt;tr&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;td align=&amp;quot;right&amp;quot;&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;math&amp;gt;\Rightarrow ~~~ \chi_i&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;/td&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;td align=&amp;quot;center&amp;quot;&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;math&amp;gt;\equiv&amp;lt;/math&amp;gt; &lt;br /&gt;
  &amp;lt;/td&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;td align=&amp;quot;left&amp;quot;&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;math&amp;gt;&lt;br /&gt;
q ~ \biggl[ \frac{G\rho_0^2 R^2}{P_0} \biggr]^{1 / 2} \, .&lt;br /&gt;
&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;/td&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;/tr&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;/table&amp;gt;&lt;br /&gt;
And whether viewed from the perspective of the core or the envelope, the pressure at the interface is given by the expression,&lt;br /&gt;
&amp;lt;table border=&amp;quot;0&amp;quot; cellpadding=&amp;quot;5&amp;quot; align=&amp;quot;center&amp;quot;&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&amp;lt;tr&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;td align=&amp;quot;right&amp;quot;&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;math&amp;gt;P_i&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;/td&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;td align=&amp;quot;center&amp;quot;&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;math&amp;gt;=&amp;lt;/math&amp;gt; &lt;br /&gt;
  &amp;lt;/td&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;td align=&amp;quot;left&amp;quot;&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;math&amp;gt;P_0 \biggl( 1 - \frac{2\pi}{3}\chi_i^2 \biggr)&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;/td&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;/tr&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;/table&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Envelope Solution (&amp;amp;chi; &amp;amp;ge; &amp;amp;chi;&amp;lt;sub&amp;gt;i&amp;lt;/sub&amp;gt;)===&lt;br /&gt;
After specifying the envelope-to-core density ratio, &amp;lt;math&amp;gt;\rho_e/\rho_0&amp;lt;/math&amp;gt;, the envelope&amp;#039;s equilibrium radial profile of the density, pressure, and integrated mass are, respectively,&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&amp;lt;table border=&amp;quot;0&amp;quot; cellpadding=&amp;quot;3&amp;quot; align=&amp;quot;center&amp;quot;&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;tr&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;td align=&amp;quot;right&amp;quot;&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;math&amp;gt;~\rho&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;/td&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;td align=&amp;quot;center&amp;quot;&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;amp;nbsp; &amp;lt;math&amp;gt;~=&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;amp;nbsp; &lt;br /&gt;
  &amp;lt;/td&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;td align=&amp;quot;left&amp;quot;&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;math&amp;gt;~\rho_e&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;/td&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;/tr&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&amp;lt;tr&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;td align=&amp;quot;right&amp;quot;&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;math&amp;gt;~\frac{P}{P_0}&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;/td&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;td align=&amp;quot;center&amp;quot;&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;amp;nbsp; &amp;lt;math&amp;gt;~=&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;amp;nbsp; &lt;br /&gt;
  &amp;lt;/td&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;td align=&amp;quot;left&amp;quot;&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;math&amp;gt;1 - \frac{2\pi}{3}\chi_i^2  + &lt;br /&gt;
\frac{2\pi}{3} \biggl(\frac{\rho_e}{\rho_0}\biggr) \chi_i^2 &lt;br /&gt;
\biggl[ 2 \biggl(1 - \frac{\rho_e}{\rho_0} \biggr) \biggl( \frac{\chi_i}{\chi} - &lt;br /&gt;
1\biggr) - \frac{\rho_e}{\rho_0} \biggl(\frac{\chi^2}{\chi_i^2} - 1 \biggr) \biggr]&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;/td&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;/tr&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&amp;lt;tr&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;td align=&amp;quot;right&amp;quot;&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;math&amp;gt;M_r&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;/td&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;td align=&amp;quot;center&amp;quot;&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;math&amp;gt;=&amp;lt;/math&amp;gt; &lt;br /&gt;
 &amp;lt;/td&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;td align=&amp;quot;left&amp;quot;&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;math&amp;gt;\frac{4\pi}{3} \biggl[ \frac{P_0^3}{G^3 \rho_0^4} \biggr]^{1/2} \chi_i^3\biggl[1 +\frac{\rho_e}{\rho_0} &lt;br /&gt;
\biggl( \frac{\chi^3}{\chi_i^3} - 1\biggr) \biggr]&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;/td&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;/tr&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;/table&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
=Related Discussions=&lt;br /&gt;
* [[SSC/Structure/BiPolytropes/Analytic51#BiPolytrope_with_nc_.3D_5_and_ne_.3D_1|Analytic solution]] with &amp;lt;math&amp;gt;(n_c, n_e) = (5,1)&amp;lt;/math&amp;gt;.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{{ SGFfooter }}&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Joel2</name></author>
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