¿Por qué las estrellas de neutrones no pueden encenderse y explotar?

Más allá del límite de Chandrasekhar, las enanas blancas se vuelven extremadamente calientes. Como resultado, el carbono que antes no se podía fusionar puede volverse fusionable, lo que provoca reacciones nucleares. Esto conduce a una fuga térmica y, en última instancia, a una supernova de tipo Ia.

Sin embargo, esto no parece suceder en las estrellas de neutrones. Pueden seguir ganando masa hasta convertirse en agujeros negros. Después de cierto punto, ¿no deberían las inmensas temperaturas causar una fuga térmica como en las enanas blancas, lo que lleva a su explosión?

Respuestas (1)

En una enana blanca, la materia densa no está en su configuración de energía más baja. Todavía se puede extraer energía del material de la enana blanca por fusión, siempre que se pueda encender.

¿Qué reacciones nucleares exotérmicas podrían tener lugar en una estrella de neutrones? La mayor parte del material está en forma de neutrones con una pequeña cantidad de protones y electrones. A estas densidades, esa es la composición de equilibrio más estable.

Si una estrella de neutrones gana masa de manera gradual, entonces lo más probable es que su radio disminuya (eso es lo que sucede en los objetos sostenidos por materia degenerada) hasta que alcance una inestabilidad relativista general donde colapsará en un negro. agujero es inevitable (cuando R está entre 1,25 y 2 veces el radio de Schwarzschild). Es posible que los neutrones se transformen antes de eso en grados de libertad hadrónicos adicionales o en materia de quarks, pero estos son procesos endotérmicos que absorben la energía cinética del gas de neutrones y solo aceleran el colapso.

¿Qué quiere decir con "la materia densa no está en su configuración de energía más baja"? ¿No están los electrones ocupando todos los niveles de energía entre el más bajo posible y la energía de Fermi?
@SirCumference De hecho, los electrones lo son. Pero la densidad de energía del gas es la suma de la densidad de energía de los núcleos más los electrones. En principio, la densidad de energía del gas puede reducirse fusionando los núcleos de carbono.
Lo siento, todavía no veo por qué una estrella de neutrones no puede someterse a una fusión de carbono y reducir su densidad de energía. ¿Y por qué la densidad de energía permitiría que una enana blanca explotara como una supernova de tipo 1a?
@SirCumference (i) Porque no hay carbono; (ii) porque fusionar todo el carbono en una enana blanca produce más energía que la energía de enlace gravitacional de la estrella.
Solo lea que cuando una enana blanca O-Mg-Ne va más allá del límite de Chandrasekhar, ocurre la fusión de oxígeno. ¿Por qué esto no produce un resultado similar?
@SirCumference ¿Resultado similar a qué?
Las supernovas de Tipo 1a causadas por la fusión de carbono en las enanas blancas CO.
@SirCumference El colapso de un núcleo de O/Mg/Ne es rápido (1 segundo) y da como resultado un tipo de supernova de colapso del núcleo, dejando un remanente de estrella de neutrones. El colapso no es una característica de las detonaciones termonucleares de tipo Ia.
¿Por qué dejaría esto una estrella de neutrones, pero no una supernova enana blanca de carbono-oxígeno?
@SirCumference ¿No se está desviando de su pregunta original? Porque los C/O WD se encienden antes de que alcancen una densidad lo suficientemente alta como para colapsar. He respondido esto en astronomy.stackexchange.com/questions/14740/…
¿Por qué las estrellas de neutrones no pueden encenderse y explotar?
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