Es bien sabido que las estrellas de neutrones que no giran no pueden crecer sin límites, ya que un aumento en la masa provoca un aumento proporcional en la densidad, y la acumulación más allá de un límite crítico provocaría su colapso en un agujero negro.
Sin embargo, parece que una estrella de neutrones en rotación podría soportar una masa supercrítica, ya que la fuerza centrífuga adicional de rotación equilibraría su fuerza gravitacional. Por supuesto, la estrella no podría ser arbitrariamente masiva, ya que un aumento de masa debe ir acompañado de un aumento de rotación, y existe un límite en la velocidad a la que puede girar una estrella antes de romperse.
Independientemente, sabemos que las estrellas de neutrones pueden girar tan rápido como 716 revoluciones por segundo, y que muchas tienen campos magnéticos extremadamente fuertes producidos por dínamos magnetohidrodinámicos, campos que pueden persistir debido a las corrientes en la fase superconductora de protones de la materia que existe a profundidades intermedias. dentro de la estrella de neutrones.
Por lo tanto, me pregunto si es posible que las estrellas de neutrones puedan, en efecto, perder energía y momento angular a través de la producción de campos magnéticos asociados con la rotación y, por lo tanto, disminuir la velocidad hasta que las fuerzas centrífugas disminuyan lo suficiente como para que la estrella colapse en un agujero negro.
Si esto es teóricamente posible, ¿cuál podría ser la firma de tal evento? ¿En qué escala de tiempo ocurriría? ¿Qué tan común podría ser?
Los períodos de rotación del orden de un milisegundo pueden sostener una masa máxima que es solo un pequeño porcentaje mayor que la masa máxima predicha por las ecuaciones TOV . La rotación diferencial puede aumentar el efecto, consulte este documento para ver algunos ejemplos (muy) extremos (y probablemente no físicos). Se dan más detalles en las referencias del documento (solo eche un vistazo a la introducción).
Las estrellas de neutrones hipermasivas pueden ser el remanente de fusiones de estrellas de neutrones . Su rotación diferencial es eliminada por la viscosidad, y luego la estrella colapsa en un agujero negro. De lo contrario, para reducir la emisión de radiación de identificación de una estrella de neutrones hipermasiva (electromagnética y gravitatoria). Sin embargo, para el remanente posterior a la fusión, se cree que el mecanismo más eficiente es la viscosidad.
Consulte Prakash, "Evolución de una estrella de neutrones desde su nacimiento hasta la vejez", https://arxiv.org/abs/astro-ph/0012136 , p. 3:
La materia extraña, en forma de hiperones, un condensado de Bose o materia de quarks, que se suprime a densidades extremadamente grandes cuando los neutrinos quedan atrapados en la materia, podría aparecer al final de la deletonización. La aparición de materia extraña conduce a una disminución de la masa máxima teórica que la materia es capaz de soportar, lo que lleva a otra posibilidad de formación de agujeros negros [4]. Esto ocurriría si la masa del SNP, que debe ser menor que la masa máxima de materia caliente rica en leptones (o de lo contrario ya se habría formado un agujero negro), es mayor que la masa máxima de materia caliente pobre en leptones. Sin embargo, si no aparece la extrañeza, la masa máxima teórica aumenta durante la deletonización y la aparición de un agujero negro sería poco probable a menos que la acumulación en esta etapa siga siendo significativa.
Me parece que la evolución de una estrella de neutrones a un agujero negro puede ocurrir, pero el mecanismo que discuten no es el que usted describe.
Los púlsares de rotación más rápida tienen frecuencias de alrededor de 1000 Hz. Pero si una estrella de neutrones tuviera un momento angular en el dominio relativista, tendría que tener una frecuencia del orden de , que es más como Hz. Es decir, la rotación superficial de una estrella de neutrones nunca es mayor que , lo que significa que la rotación no es relativista. Pero la dinámica que controla el equilibrio de una estrella de neutrones es relativista, de modo que incluso en la formación, la energía cinética asociada a la rotación ya es insignificante. Si la estrella de neutrones pudiera empezar a colapsar aún más, entonces la energía cinética subiría y eventualmente se volvería relativista, pero no puede comenzar, está atascado en un valor que es demasiado alto, por lo que el KE nunca será relativista.
Tenga en cuenta, sin embargo, que en escalas de tiempo extremadamente largas como años o algo así, cualquier objeto probablemente sufrirá un túnel cuántico hacia un agujero negro.
Essan Verne
Quillo