Có thể phá vỡ một ngôi sao neutron?

Tôi đã được truyền cảm hứng bởi câu hỏi này về Vật lý, cũng như câu hỏi này ngay tại đây về Thiên văn học. Các sao neutron liên kết chặt chẽ với nhau như là vật chất thoái hóa neutron. Chúng rất lớn và có trường hấp dẫn mạnh. Có thể chia nhau thành nhiều phần lớn không? Bạn sẽ làm điều này như thế nào?

Các câu trả lời được đưa ra là tốt và trả lời câu hỏi của tôi; Tôi sẽ chỉ làm rõ một số điều (dựa trên các ý kiến) cho hậu thế.

Tôi sẽ định nghĩa "vỡ" như khi bất kỳ khối lượng đáng kể nào bị loại bỏ khỏi ngôi sao neutron, như trong sự đổ khối, như Mitch Goshorn đã viết . Tuy nhiên, vật thể thu được nên chứa một lượng đáng kể vật chất neutron - nghĩa là, phần lớn nó sẽ giữ lại thành phần trước đó của nó.

Về mặt lý thuyết, nó có thể xuất hiện (ở một mức độ nào đó) thông qua các ứng dụng tái chế cực đoan để kích hoạt sự đổ vỏ hàng loạt trong các pulsar.

Pulsar là những ngôi sao neutron quay nhanh, lớp nhanh nhất trong số đó là các mili giây. Niềm tin hiện tại là họ xây dựng tốc độ quay thông qua quá trình bồi tụ, một quá trình được gọi là tái chế . Một nghiên cứu, Tái chế Pulsar đến các giai đoạn Millisecond trong Thuyết tương đối rộng (Cook, et al), khám phá những hạn chế của quá trình này.

Biểu đồ sau đây cho thấy kết quả của họ:

Tại điểm mà các đường chấm chấm gặp hai ô, bạn có thể thấy khối lượng giảm ở các mức năng lượng đó. Điều này là do vận tốc góc của cơ thể tạo ra sự mất ổn định dẫn đến sự đổ khối - về cơ bản là khối lượng tại xích đạo của sao neutron của chúng ta bị văng ra khỏi ngôi sao do vận tốc góc của cơ thể.

Thật không may, đây không chính xác là một quá trình dễ dàng.

Các khoảng thời gian để lớn lên khối lượng còn lại được yêu cầu, ~ 0,1 M _☉ , ở giới hạn Eddington, ~ 10 ^-8 M _☉ yr ^-1 , là ~ 10 ⁷ năm. Khoảng thời gian này phần lớn không nhạy cảm với phương trình hạt nhân được thông qua. Nếu các cân nhắc vật lý thiên văn khác yêu cầu thang thời gian ngắn hơn đáng kể, thì kịch bản tái chế đơn giản được mô tả ở đây sẽ phải được sửa đổi ngoài các biến thể được khám phá trong bài viết này.

(Tuy nhiên, lưu ý rằng nghiên cứu ở đây thực sự đang cố gắng tránh những bất ổn đó và họ thực hiện điều này bằng cách thêm khối lượng lớn hơn, để cơ thể có thể hỗ trợ tốc độ quay lớn hơn mà không gặp phải sự bất ổn. Ngoài ra, họ đang cố gắng tạo ra các xung milli giây, nhưng chúng ta không cần phải làm điều này vì chúng tồn tại một cách tự nhiên, vì vậy chúng ta có thể tiết kiệm cho mình rất nhiều thời gian bằng cách (rất cẩn thận) tiếp cận một xung milli giây hiện có )

Tôi không nghĩ rằng điều này chính xác sẽ bị phá vỡ (mặc dù Wikipedia sử dụng phép xác thực chính xác đó để mô tả nó), nhưng nó cho phép sự trở lại của khối lượng tại một điểm trong một ngôi sao neutron. Tất nhiên, rất có thể những người khai thác sao neutron trên lý thuyết của chúng ta rất có thể là những người đặt khối lượng đó lên ngôi sao neutron để bắt đầu. Mặt khác, điều này (hy vọng) hoàn thành nhiệm vụ mà không làm giảm đối tượng thành một ngôi sao quark hoặc lỗ đen.

Nấu, GB; Shapiro, SL; Teukolsky, SA (1994). "Tái chế Pulsar đến giai đoạn Millisecond trong thuyết tương đối rộng". Tạp chí vật lý thiên văn 423: 117 Kết120.

$_\odot$

Một vấn đề khác là NS không phải là chất rắn trong nội thất, vì vậy khái niệm phân cắt đơn giản là không áp dụng. Trung tâm rất giống khí và lõi ngoài giống như chất lỏng. Vì vậy, bạn không thể cắt nó bằng dao dù nó có sắc bén đến đâu; giống như bạn không thể tách một ngôi sao. Vì vậy, trong khi một chùm tương đối năng lượng cao có thể cắt xuyên qua lớp vỏ rắn, phần còn lại của NS sẽ hồi phục ngay lập tức.

Một vấn đề khác là NS là vật liệu dày đặc nhất mà chúng ta biết, do đó, để gây ra bất kỳ thiệt hại nào cho nó, người ta sẽ cần một NS dày đặc hơn (tức là một vật liệu nặng hơn). Nhưng, nếu một người cố gắng đập nó hoặc ấn nó bằng NS, cả hai sẽ hợp nhất thành một NS lớn hơn, sau đó có thể sụp đổ thành một lỗ đen nếu đạt đến ngưỡng khối lượng. Có thể có một vài mảnh vụn biến mất, nhưng một lần nữa những thứ này sẽ ngay lập tức trở thành khí hydro.

Vì vậy, tôi kết luận rằng câu trả lời cho câu hỏi này là nó không thể được thực hiện với bất kỳ điều gì được biết đến ngày hôm nay.

Có một cách đơn giản để hoàn tác NS hoàn toàn. Quá trình tạo NS là một quá trình có thể đảo ngược. Đó là, nếu bạn chỉ cần làm nóng NS đủ, nó sẽ không bị thoái hóa. Cuối cùng, neutron phân rã và nó trở thành một ngôi sao hydro.

Trên cơ sở phát hiện gần đây của GW170817 và một loạt bằng chứng quan sát khác, dường như việc sáp nhập sao neutron là một cách để lấy ra khối lượng từ một sao neutron - có thể là một phần mười khối lượng mặt trời.

Cũng có bằng chứng cho thấy vật liệu bị đẩy ra khỏi vụ va chạm là giàu neutron, ít nhất là ban đầu, và sau đó tạo ra hạt nhân giàu neutron thông qua quá trình r.

Không thể có các khối nhỏ của vật chất sao neutron ổn định. Mật độ cao là cần thiết để ngăn chặn sự phân rã neutron (xem /physics/143166/what-is-the-theorory-lower-mass-limit-for-a-gravocateally-urdy-neutron- st ) Khối lượng tối thiểu (theo lý thuyết) của một ngôi sao neutron ổn định có khối lượng mặt trời 0,1-2,2, mặc dù không có gì trong tự nhiên.

Cạnh ngoài của một ngôi sao neutron chứa các neutron, proton và electron rất chặt. Tôi sẽ thử bắn sao neutron với positron để va chạm với các electron tạo nhiệt và tăng điện tích dương. Sự kết hợp giữa nhiệt và điện tích dương và vụ nổ vật chất chống vật chất cục bộ (chỉ có thể) dần dần làm giảm một số khối lượng, một vài proton ở đây và ở đó, đạt vận tốc thoát. Nó sẽ mất một thời gian dài, nhưng nó có thể làm việc.

Nhưng hãy nhớ đứng lại khi ngôi sao trở nên đủ nhẹ hơn và đạt đến nghịch đảo quan trọng của giới hạn Tolman hay OppenheimerTHER ROLoff khi có thể và có thể sẽ nhanh chóng khử neutron và nhanh chóng mở rộng. Tôi nghĩ rằng đây có thể là cách tốt nhất để làm điều đó (mặc dù tôi cũng thích câu trả lời rất nhanh).