Da die Magnetfeldstärke außerhalb eines alten akkretierenden Neutronensterns gering ist (ca Gauss), was ist damit im Inneren des Sterns? Aufgrund der Supraleitung und Entartung kann die Stärke reichen Gauß oder noch mehr? Gibt es einen Artikel, der ein solches Problem beschreibt?
Dies erweist sich als schwierig definitiv zu beantworten und ist ein Thema der zeitgenössischen Forschung. Die inneren Felder können ziemlich hoch sein ( G) oder sich Null nähern, abhängig von Details der inneren Mikrophysik.
Das Argument, dass Felder nahe Null sein könnten, basiert auf der wahrscheinlichen Anwesenheit eines supraleitenden, supraleitenden Protonenfluids. Das Innere eines Neutronensterns kann wegen des schwachen Zerfallsmechanismus in Protonen, Elektronen und (Anti-)Neutrinos nicht nur aus Neutronen bestehen. Es wird daher erwartet, dass das Innere von Neutronensternen eine Gleichgewichtskonzentration von aufweist % Protonen (und Elektronen). Wenn die Temperaturen niedrig genug sind, und damit meinen wir K, dann kann eine langreichweitige Wechselwirkung zwischen den Protonen bosonische Paare erzeugen, ähnlich wie sich Elektronen in einem Niedertemperatur-Supraleiter paaren. Ein ähnlicher Paarungsmechanismus kann im Inneren eine Superflüssigkeit aus Neutronen erzeugen.
In Neutronensternen ist die Abkühlungsrate sehr schnell, obwohl die Neutrinokühlung durch die Entartung von Neutronen, Protonen und Elektronen stark gehemmt wird, da die gleiche Entartung bedeutet, dass Neutronensterne eine extrem niedrige Wärmekapazität haben. Das bedeutet, dass der Kern nach der Supernova auf Zeitskalen von zehn Sekunden abkühlt und sich nach ein oder zwei Jahren auf Jahrzehnte verlangsamt. Die Folge ist, dass die Innenraumtemperatur unterschritten wird K und Suprafluidität (mit begleitender Supraleitung im Fall von Protonen) werden wahrscheinlich in Zeitskalen von Hunderten von Jahren einsetzen.
Wenn Materialien einen Phasenübergang in einen supraleitenden Zustand machen, kann es vorkommen, dass der magnetische Fluss, der sie durchzieht, ausgetrieben wird. Dies ist als Meissner-Effekt bekannt . Auf dieser Grundlage könnte man erwarten, dass das Magnetfeld aus dem Inneren des Neutronensterns vertrieben wird, sobald die Protonen supraleitend werden.
Der supraleitende Zustand in einem Neutronenstern kann jedoch einem Typ-II-Supraleiter ähneln . Dies ermöglicht das Eindringen von Magnetflussröhren (oder "Fluxoiden") in das Innere ( Baym, Pethick & Pines 1969 - sorry, kann keine kostenlose Version finden), wenn das Magnetfeld größer als ein bestimmter kritischer Wert ist.
Es scheint eine gesunde Debatte darüber zu geben, in welchem Zustand sich das Innere eines Neutronensterns als Funktion der Zeit befindet und ob die Zeitskala für die Austreibung des Magnetflusses kurz genug ist, damit der Meissner-Effekt stattfindet, oder ob es tatsächlich ein „eingefrorenes“ Phänomen gibt " Feld in älteren Neutronensternen (z. B. Wynn et al. 2017 ).
Chen