É possível separar uma estrela de nêutrons?

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Fui inspirado por esta pergunta sobre física, bem como por essa pergunta aqui em astronomia. Estrelas de nêutrons estão fortemente unidas como matéria degenerada de nêutrons. Eles são muito massivos e têm um forte campo gravitacional. É possível dividir um em pedaços grandes? Como você faria isso?


As respostas dadas são boas e respondem à minha pergunta; Vou esclarecer apenas uma coisa (com base nos comentários) da posteridade.

Eu definiria "quebrado" como quando qualquer quantidade significativa de massa é removida da estrela de nêutrons, como no derramamento de massa, como Mitch Goshorn escreveu . O objeto resultante, no entanto, deve conter uma quantidade significativa de matéria de nêutrons - ou seja, deve manter em grande parte sua composição anterior.

HDE 226868
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Talvez adicionar matéria até que o limite de TOV seja alcançado?
Py-ser
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Depende do que você quer dizer com separar. Você pode fazer o que Py diz e acumular até que desmorone em um buraco negro. Isso liberará radiação pelo menos. Também estrelas binárias de nêutrons podem sofrer uma fusão, e espera-se que ejete muitos metais pesados ​​e radiação. A superfície também é matéria regular; portanto, com muita energia, é possível conceber apenas separar pedaços da superfície. Provavelmente não são consideráveis.
zibadawa timmy
Estou curioso para saber qual resultado também se qualificaria. O resultado deve ser dois ou mais pedaços distintos de matéria degenerada de nêutrons? Importa em níveis mais padrão de compressão, ou talvez maior compressão? Ou o objetivo é desmembrá-lo de forma que possa cumprir algum outro propósito (uso prático como matéria exótica)?
Mitch Goshorn
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Se você deixar dois buracos negros pesados ​​o suficiente passarem perto o suficiente, as forças da maré deverão poder separar tudo o que acontecer apenas entre eles. Mesmo ignorando as dificuldades de mover buracos negros, não tenho certeza de quantas ordens de magnitude para o reino da impossibilidade eu sou.
John Dvorak
Se você tem um pedaço grande de antimatéria em movimento a uma velocidade relativística, pode receber um estrondo grande o suficiente para quebrar o NS. Mas conseguir antimatéria suficiente e acelerar o suficiente pode realmente levar algum tempo.
Zeta-band

Respostas:

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Teoricamente, seria possível (até certo ponto), através de aplicações extremas de reciclagem, desencadear o derramamento de massa em pulsares.

Os pulsares são estrelas de nêutrons que giram rapidamente, a classe mais rápida das quais são pulsares de milissegundos. A crença atual é de que eles aumentam a velocidade de rotação através da acumulação, um processo conhecido como reciclagem . Um estudo, Reciclando Pulsares para Períodos de Milissegundos na Relatividade Geral (Cook, et al), explora as limitações desse processo.

O gráfico a seguir mostra seus resultados:

Gráfico de massa gravitacional para densidade de energia central

No ponto em que as linhas pontilhadas atendem às duas parcelas, você pode ver uma redução na massa nesses níveis de energia. Isso ocorre devido à velocidade angular do corpo, criando instabilidade, o que resulta em queda de massa - essencialmente a massa no equador de nossa estrela de nêutrons sendo lançada da estrela devido à velocidade angular do corpo.

Infelizmente, este não é exatamente um processo fácil.

A escala de tempo para agregar a massa em repouso necessário, ~ 0,1 M , no limite Eddington, ~ 10 -8 M ano -1 , é ~ 10 7 yr. Essa escala de tempo é amplamente insensível à equação de estado nuclear adotada. Se outras considerações astrofísicas exigirem uma escala de tempo consideravelmente menor, o cenário de reciclagem simples descrito aqui terá que ser modificado além das variações exploradas neste artigo.

(Observe, no entanto, que a pesquisa aqui está realmente tentando evitar essas instabilidades, e elas conseguem isso adicionando ainda mais massa, de modo que o corpo possa suportar ainda mais velocidade de rotação sem encontrar instabilidade. Além disso, eles estão tentando criar pulsares de milissegundos, mas não precisamos fazer isso como eles existem naturalmente, para que possamos economizar muito tempo (com muito cuidado) nos aproximando de um pulsar de milissegundos existente )

Eu não acho que isso seria exatamente um desmembramento (apesar do uso da palavreado exato da Wikipedia para descrevê-lo), mas permite o retorno de massa que estava em um ponto em uma estrela de nêutrons. Obviamente, é provável que nossos mineiros teóricos de estrelas de nêutrons provavelmente sejam os que colocam essa massa na estrela de nêutrons para começar. Por outro lado, isso (espero) realiza a tarefa sem reduzir o objeto a uma estrela de quarks ou buraco negro.

Cook, GB; Shapiro, SL; Teukolsky, SA (1994). "Reciclagem de pulsares para períodos de milissegundos na relatividade geral". Astrophysical Journal Letters 423: 117–120.

Mitch Goshorn
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Boa resposta, +1. Espero que você não se importe se eu esperar um pouco em vez de aceitar isso imediatamente - ainda pode haver outros. Mas é ótimo, no entanto.
HDE 226868
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Outro problema é que um NS não é sólido no interior, portanto o conceito de clivagem simplesmente não se aplica. O centro é semelhante a um gás e o núcleo externo é semelhante a um líquido. Portanto, você não pode muito bem cortá-lo com uma faca, por mais afiada que seja; assim como você não pode quebrar uma estrela. Assim, enquanto um feixe relativístico de alta energia poderia atravessar a crosta sólida, o resto de NS se curaria instantaneamente.

Outro problema é que o NS é o material mais denso que conhecemos; portanto, para causar algum dano, seria necessário um NS mais denso (ou seja, um material mais massivo). Mas, se alguém tentar esmagá-lo ou pressioná-lo com um NS, os dois se fundirão em um NS mais maciço, que poderá entrar em colapso em um buraco negro se o limite de massa for atingido. Pode haver alguns pedaços de detritos que escapam, mas novamente eles se transformam instantaneamente em gás hidrogênio.

Portanto, concluo que a resposta a essa pergunta é que ela não pode ser feita com nada conhecido hoje.

Existe uma maneira simples de desfazer totalmente um NS. O processo de criação de um NS é um processo reversível. Ou seja, se você simplesmente aquecer um NS suficientemente, ele se tornará não degenerado. Eventualmente, os nêutrons decaem e se tornam uma estrela de hidrogênio.

eshaya
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As estrelas de nêutrons não lançam calor de maneira muito eficiente? Aquecer uma estrela de nêutrons o suficiente para que ela se expanda para uma estrela normal pode exigir uma quantidade absolutamente insana de energia. Seria curioso saber o que aconteceria se uma Estrela de Nêutrons fosse atingida por um jato perto de um buraco negro. Se ganhasse calor suficiente para talvez expandir. Muito além do meu salário para tentar calcular.
userLTK
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Mas uma estrela de nêutrons é pequena o suficiente para construir um forno ao redor dela para reter o calor. Ainda assim, requer muita energia, como você diz. Embora eu não saiba que material poderíamos usar.
eshaya
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É necessária muito pouca energia para alterar a temperatura de uma estrela de nêutrons, pois sua capacidade de aquecimento é pequena. É por isso que eles esfriam tão rapidamente. Aumentar a temperatura não causaria a ruptura da estrela de nêutrons.
Rob Jeffries
Se você aquecesse uma estrela de nêutrons a ponto de a velocidade térmica média ser maior que a velocidade de escape, por que ela não evaporaria? Mas, a uma temperatura mais baixa, o material degenerado mudaria para um gás não degenerado e você teria uma estrela novamente, renascendo e 100% de hidrogênio. Concordo que isso não é desmembrado e, portanto, não responde à pergunta.
eshaya
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Com base na recente detecção do GW170817 e em uma série de outras evidências observacionais, parece que uma fusão de estrelas de nêutrons é uma maneira de extrair massa de uma estrela de nêutrons - talvez alguns décimos da massa solar.

Há também evidências de que o material ejetado da colisão é rico em nêutrons, pelo menos inicialmente, e depois produz núcleos ricos em nêutrons através do processo r.

É impossível ter pequenos pedaços de matéria estelar de nêutrons estável. É necessária uma alta densidade para impedir que os nêutrons se deteriorem (consulte /physics/143166/what-is-the-theoreth-theoretics-lower-mass-limit-for-a-gravitationally-stable-neutron- st ) A massa mínima (teórica) para uma estrela de nêutrons estável é da ordem de 0,1-0,2 massas solares, embora nenhuma tenha sido vista na natureza.

Rob Jeffries
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A borda externa de uma estrela de nêutrons contém nêutrons, prótons e elétrons muito compactados. Eu tentaria fotografar a estrela de nêutrons com pósitrons para colidir com os elétrons, criando calor e aumentando a carga positiva. A combinação de calor e carga positiva e explosão localizada de matéria e anti-matéria (apenas poderia) gradualmente liberou alguma massa, alguns prótons aqui e ali, atingindo a velocidade de escape. Levaria muito tempo, mas poderia funcionar.

Mas lembre-se de recuar quando a estrela ficar suficientemente mais clara e atingir o inverso crítico do limite de Tolman-Oppenheimer-Volkoff, quando poderia e provavelmente desnutron rapidamente e se expandisse rapidamente. Eu acho que essa pode ser a melhor maneira de fazer isso (embora eu também goste do giro que ela responde muito rapidamente).

userLTK
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Incorreto no sentido de que nêutrons livres não existem perto da superfície de uma estrela de nêutrons.
Rob Jeffries
Na verdade, eu não disse "livre", uma espécie de composto de ferro e outras coisas, super denso. Provavelmente uma atmosfera muito fina que talvez os pósitrons, viajando muito rápido, possam penetrar. O pósitron atinge um nêutron e ele se torna um próton - talvez voe livre, o pósitron atinge um elétron e você recebe calor.
UserLTK
Por que isso está sendo rejeitado? Penso que a abordagem pósitron é uma das sugestões mais práticas para esse empreendimento talvez impossível. Talvez uma combinação de pósitrons e a estrela de nêutrons girando. Se for cobrada uma taxa, a rotação deve ser mais fácil, principalmente se a carga estiver localizada.
userLTK 7/17