Warum können sich Neutronensterne nicht entzünden und explodieren?

Jenseits der Chandrasekhar-Grenze werden Weiße Zwerge extrem heiß. Infolgedessen kann zuvor nicht schmelzbarer Kohlenstoff schmelzbar werden und Kernreaktionen verursachen. Dies führt zu einem thermischen Durchgehen und schließlich zu einer Typ-Ia-Supernova.

Dies scheint jedoch bei Neutronensternen nicht zu passieren. Sie können so lange an Masse zunehmen, bis sie zu Schwarzen Löchern werden. Sollten die immensen Temperaturen ab einem bestimmten Punkt nicht zu einem thermischen Durchgehen wie bei Weißen Zwergen führen und zu deren Explosion führen?

Antworten (1)

In einem Weißen Zwerg befindet sich die dichte Materie nicht in ihrer niedrigsten Energiekonfiguration. Aus dem Material des Weißen Zwergs kann durch Fusion noch Energie gewonnen werden, sofern es gezündet werden kann.

Welche exothermen Kernreaktionen gäbe es, die in einem Neutronenstern stattfinden könnten? Der Großteil des Materials liegt in Form von Neutronen mit einer kleinen Anzahl von Protonen und Elektronen vor. Bei diesen Dichten ist dies die stabilste Gleichgewichtszusammensetzung.

Wenn ein Neutronenstern allmählich an Masse gewinnt, wird der wahrscheinlichste Verlauf der Ereignisse sein, dass sein Radius abnimmt (das passiert bei Objekten, die von entarteter Materie getragen werden), bis er eine allgemeine relativistische Instabilität erreicht, bei der er zu einem Schwarzen zusammenbricht Loch ist unvermeidlich (wann R liegt irgendwo zwischen dem 1,25- und 2-fachen des Schwarzschild-Radius). Es ist möglich, dass sich Neutronen vorher in zusätzliche hadronische Freiheitsgrade oder in Quark-Materie umwandeln, aber das sind endotherme Prozesse, die dem Neutronengas kinetische Energie entziehen und den Kollaps nur beschleunigen.

Was meinst du mit "die dichte Materie hat nicht ihre niedrigste Energiekonfiguration"? Besetzen die Elektronen nicht jedes Energieniveau zwischen dem niedrigstmöglichen und der Fermi-Energie?
@SirCumference In der Tat sind die Elektronen. Aber die Energiedichte des Gases ist die Summe der Energiedichte der Kerne plus der Elektronen. Die Energiedichte des Gases kann prinzipiell durch Verschmelzen der Kohlenstoffkerne gesenkt werden.
Es tut mir leid, ich verstehe immer noch nicht, warum ein Neutronenstern keine Kohlenstofffusion durchmachen und seine Energiedichte verringern kann. Und warum würde die Energiedichte es einem Weißen Zwerg ermöglichen, als Supernova vom Typ 1a zu explodieren?
@SirCumference (i) Weil es keinen Kohlenstoff gibt; (ii) weil das Verschmelzen des gesamten Kohlenstoffs in einem Weißen Zwerg mehr Energie liefert als die Gravitationsbindungsenergie des Sterns.
Lesen Sie einfach, dass, wenn ein weißer O-Mg-Ne-Zwerg die Chandrasekhar-Grenze überschreitet, Sauerstofffusion stattfindet. Warum führt dies nicht zu einem ähnlichen Ergebnis?
@SirCumference Ähnliches Ergebnis zu was?
Die Supernovae vom Typ 1a, verursacht durch Kohlenstofffusion in weißen CO-Zwergen.
@SirCumference Der Zusammenbruch eines O / Mg / Ne-Kerns ist schnell (1 Sekunde) und führt zu einer Art Kernkollaps-Supernova, die einen Neutronensternrest hinterlässt. Kollaps ist kein Merkmal von thermonuklearen Detonationen vom Typ Ia.
Warum würde dies einen Neutronenstern hinterlassen, eine Kohlenstoff-Sauerstoff-Weiße-Zwerg-Supernova jedoch nicht?
@SirCumference Weicht das nicht von Ihrer ursprünglichen Frage ab? Weil C/O-WDs sich entzünden, bevor sie eine ausreichend hohe Dichte erreichen, um zu kollabieren. Ich habe dies unter astronomy.stackexchange.com/questions/14740/… beantwortet .
Warum können sich Neutronensterne nicht entzünden und explodieren?
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