Estrellas de neutrones, ¿solo neutrones?

La imagen de Wikipedia es (cualitativamente) correcta y también lo es su intuición.

Los neutrones son inestables y se desintegran a menos que la desintegración esté bloqueada por la presencia de un gas de electrones degenerados con una energía de Fermi que es tan grande como la energía máxima posible del electrón producido en una desintegración beta.

Si todas las especies de fermiones son degeneradas y tienen densidades de estrellas de neutrones, entonces las energías de Fermi de neutrones, protones y electrones entran en un equilibrio donde

Aparte de esto, el estado de equilibrio de la materia de la estrella de neutrones "fría" varía con la densidad, como se muestra en el diagrama de Wikipedia. El fluido n,p,e probablemente constituya la mayor parte de la masa de una estrella de neutrones, pero de ninguna manera se puede decir que una estrella de neutrones esté compuesta solo de neutrones y, de hecho, los neutrones libres solo aparecen en densidades por encima de unos pocos$10^{14}$kg/m2$^3$, de alguna manera en la estrella de neutrones.

NB Aquí es donde el diagrama es cuantitativamente incorrecto.$\rho_0$se supone que es la densidad de saturación nuclear de aproximadamente$2.3\times 10^{17}$kg/m2$^3$, por lo que los neutrones libres aparecen justo por encima$10^{-3}\rho_0$. Además, los núcleos pierden su identidad y se convierten en un gas n,p,e aproximadamente$0.2\rho_0$.

Los neutrones son estables en la estrella de neutrones porque hay presiones tan altas que los neutrones no pueden desintegrarse. Los estados de protones y electrones aseguran que los neutrones no se descompongan. Los neutrones se desintegran, pero no lo suficiente como para hacer mella en la estrella de neutrones. Además, los neutrones que logran desintegrarse en protones probablemente se conviertan nuevamente en neutrones. No hay una capa completa con neutrones. Solo más neutrones cuanto más abajo vas en una estrella de neutrones. Tanto el museo como Wikipedia tienen razón. Cuando dicen compuesto de "todos los neutrones" no quieren decir literalmente hechos completamente de neutrones. En cambio, significan que las estrellas de neutrones tienen una gran cantidad de neutrones pero aún tienen una pequeña cantidad de otras cosas.