¿Qué podría romper una estrella de neutrones?

Además de la respuesta obvia agujero negro, ¿hay algo más? ¿Podría una supernova cercana volarla/separarla? ¿O cualquier tipo de campo (teóricamente lo suficientemente intenso)? Supongo que un campo eléctrico está fuera de discusión sin importar cuán fuerte sea.

Lo siento si esta es una pregunta perezosa / amateur, pero probablemente tendría que estudiar mucho la materia degenerada antes de poder responderla de manera integral. Supongo que la pregunta es ¿Cuál es la energía de enlace de una estrella de neutrones? está relacionado, pero no sé cómo interpretarlo yo mismo en términos sencillos.

Creo que chocar con otra estrella de neutrones, con los parámetros correctos, daría como resultado una nube de gas dual sin materia de neutrones restante. La colisión parecería una supernova, excepto que crearía antineutrinos (como neutrones destructores) y no neutrinos. Entonces, un gran destello de antineutrino podría ser su firma.

Respuestas (4)

¿Te refieres a algo en el universo real o solo teóricamente? Si es lo último, entonces puedo pensar en algunos fenómenos:

  • Calor: Simplemente caliéntelo hasta que la velocidad térmica en la superficie sea mayor que la volcidad de escape. Luego, los neutrones simplemente saldrán volando y se evaporará (¿sublimará?).
  • Girar: enrollarlo hasta que la velocidad tangencial en el ecuador alcance la velocidad de escape. Esto podría ser autolimitante ya que la masa escindida elimina el momento angular. Tendrías que seguir dándole cuerda.
  • Mareas: condúzcalo más allá de un agujero negro particularmente denso y deje que las fuerzas de las mareas lo separen.

En todos estos casos, no estoy seguro de cómo la Fuerza fuerte nuclear podría modificar los cálculos (puede que no sea solo la gravedad lo que mantiene presionados los neutrones).

Para ampliar esas respuestas, hice algunos cálculos de BoE asumiendo solo la gravedad, para ver qué tipo de valores necesitaríamos para cada uno de estos casos. Empezamos con una estrella de neutrones típica:

masa, METRO = 1.4 METRO (entonces, 2.8 × 10 30 k gramo )

densidad, ρ = 5 × 10 17 k gramo / metro 3 . Esto da:

radio, r = 3 METRO / 4 π ρ 3 = 11 k metro .

velocidad de escape, v mi = 2 GRAMO METRO / r = 1.8 × 10 8 metro s 1 (o 0.6 C )

  • Calor: v = 3 k T metro , entonces T = metro v 2 3 k , dónde metro es la masa del neutrón y k es la constante de Boltzmann. Esto sale alrededor 10 12 k , que es bastante caliente (curiosamente, está dentro de un factor de 10 de la temperatura central en una supernova, donde se forman las estrellas de neutrones).
  • Girar: v mi = r ω y w = 2 π F entonces F = v mi 2 π r . Introducir los números da una frecuencia de rotación de 2,6 kHz o 150.000 rpm. Un buen precio para algo del tamaño de una montaña.
  • Mareas: La ecuación para el Límite de Roche es d = 1.26 R METRO ( METRO METRO / METRO metro ) . Si encontramos un agujero negro de 3 METRO y un radio de 9 km, solo tenemos que dirigir nuestra estrella de neutrones dentro de los 24 km y se desmoronará.
Me gusta tu respuesta, PERO: La masa típica de una estrella de neutrones sería 1.4 METRO . Parte (i), son difíciles de evaporar, no derretirse. Parte (ii) ¿Por qué ha utilizado v = 0.5 C ? El criterio para la ruptura rotacional es aproximadamente ω 2 r > GRAMO METRO 2 / r (Newtoniano). Parte (iii) El radio de Schwarzschild de un 3 METRO BH está a 9 km. yo obtengo d = 16.2 kilómetros
@Rob: Obtuve 0.5c de buscar en Google "velocidad de escape de la estrella de neutrones". Lo mismo ocurre con la masa y el radio <blush/>. Para ser sincero, debería haber elegido una masa (p. ej., 1.4 METRO ) luego calculado v mi y radio. Para el BH, usé el radio de la esfera de fotones, solo tratando de tener una idea. Estoy un poco sorprendido de que la escala RL sea del tamaño de la cosa, pensé que sería mucho menor. Para el giro, tienes el 2 en el lugar equivocado - debe ser ω = GRAMO METRO / r 2 . Eso da F de la Orden de 10 6 s 1 . Me pregunto por qué no coincide... Hmmm.
¡Vaya! debería haber sido ω 2 r > GRAMO METRO / r 2 Lo siento. Entonces, un período de rotación de aproximadamente 0,5 ms. Tenga en cuenta que el púlsar más rápido es de aproximadamente 1,4 ms.
Re: "¿Te refieres a algo en el universo real o solo teóricamente?" Me refiero a ambos y lo ha respondido bastante bien (como esperaba) al pasar de las condiciones teóricas que se necesitan a lo que podría causar que sucedan en nuestro universo.
Me gusta la forma en que piensas. Girar, si lo haces girar lo suficientemente rápido, debería funcionar. El calor es más difícil ya que el calor tiende a disiparse, aunque en teoría podrías calentar su superficie exterior lo suficiente como para irradiar unas pocas moléculas a la vez, pero podrías terminar poniendo más energía (masa) de la que le quitas. Rendimientos decrecientes.
Rehice los cálculos correctamente (¡y encontré un gran error en la temperatura!) e incorporé las sugerencias de Rob sobre los valores típicos.

Voy a agregar otra forma de romper una estrella de neutrones. Dispárale antimateria.

La dificultad de romper una estrella de neutrones es que, una vez que se comprimen para convertirse en estrellas de neutrones, su gravitación tiende a mantenerlas allí. El tamaño mínimo para que se forme una estrella de neutrones es de aproximadamente 1,2-1,5 masas solares, pero una vez que se reduce, la masa que necesita para mantener la compresión de neutrones es mucho menor, quizás alrededor de 0,1 masas solares. Consulte aquí para obtener una respuesta mucho más detallada sobre el tamaño mínimo de la estrella de neutrones.

El exterior de una estrella de neutrones son iones pesados ​​altamente compactos y electrones que fluyen.

http://msnlv.com/estructura-interna-de-una-estrella-de-neutrones.jpg

Fuente

Entonces, si lo disparamos con positrones, el positrón golpea un electrón y se evapora en rayos gamma y te queda una estrella de neutrones cargada positivamente, dispara lo suficiente y las cargas positivas construirán gradualmente una fuerza que resiste la gravedad (concedido, también se vuelve más resistente al disparo continuo de positrones), pero si logras dispararlo suficientes veces, podrías hacer que la estrella de neutrones se expanda y supere la fuerza gravitacional que la mantiene en su estado de neutrones.

Ahora, tal vez necesites golpearlo con antiprotones / antineutrones para reducir más masa, ya que los positrones por sí solos podrían no hacer el trabajo, pero me gusta la idea de los positrones porque preserva la materia bariónica y si logras que la estrella de neutrones expande y cuando eso sucede, los neutrones comienzan a descomponerse en protones, por lo que te quedas básicamente con una estrella de hidrógeno. Concedido uno con una carga positiva anormalmente alta.

Esta es una buena idea. Me pregunto si el exceso de carga se distribuiría uniformemente o se pegaría a la superficie debido al efecto piel. De todos modos, si pudieras convertir suficientes neutrones en protones, terminarías con un núcleo masivo, ¡que definitivamente se fisionaría!
Afaik disparar con partículas con una carga neta no neutra hará que el NS se cargue. Después de que su carga pase por encima de un potencial, irradiará el exceso en forma de rayos de protones (o iones) bien formados. Por lo tanto, sospecho que emitirlo con positrones sería una forma mucho más efectiva de destruirlo que con antiprotones, aunque transmitir el haz de positrones será más difícil a medida que crezca su carga. También calentará la estrella, y este calentamiento induciría la evaporación.

La estrella de neutrones sigue siendo "materia lo suficientemente regular" como para reaccionar a cualquier cosa que reaccionaría un objeto normal.

Para mí, el punto es más " dado que su centro no está lejos de colapsar en un agujero negro, ¿es posible sacudir (o romper) una estrella de neutrones sin que colapse ".

Sí, esto es de hecho lo que estaba tratando de preguntar, aunque no lo expresé tan bien.

El único mecanismo probable por el cual una estrella de neutrones puede romperse es a través de una colisión con otra estrella de neutrones, en particular en fusiones de estrellas de neutrones binarias.

Las fusiones de estrellas de neutrones binarias expulsan pequeñas cantidades de material debido a las fuerzas de marea. Sin embargo, se cree que la gran mayoría del material colapsa en un BH, no se rompe.
@DilithiumMatrix Sospecho que en el caso de una colisión directa (y no de una fusión), el resultado sería significativamente diferente (se expulsaría una gran parte de las estrellas). Aunque tienen muy pocas posibilidades, el Universo parece expandirse hasta el infinito, pero las galaxias parecen estar unidas gravitacionalmente (a pesar de la expansión). Y el único efecto que podría limitar la vida útil de las estrellas de neutrones es la descomposición de los protones (y la fusión de los agujeros negros).
@peterh, en realidad no importa si se trata de una fusión orbital o una colisión directa. La forma de ver esto es simplemente que la velocidad característica será básicamente idéntica (orbital en el radio NS, frente a la velocidad de escape/caída libre) --- y ambas serán marginalmente relativistas.
@DilithiumMatrix Bueno, eso parece cierto. ¿Cuál es el caso en una colisión directa BH-NS?
@peterh Depende de la relación de masa , pero en general no es mucho mejor que NS-NS (y, de hecho, suele ser peor), porque no hay una superficie sólida con la que chocar.
@DilithiumMatrix ¿Qué pasa con un evento similar a la colisión hipotética de la Tierra con un cuerpo del tamaño de Marte que produjo la Luna? ¿No puede ocurrir en tamaños más grandes?