Was könnte einen Neutronenstern zerstören?

Gibt es neben der offensichtlichen Antwort Schwarzes Loch noch etwas anderes? Könnte eine Supernova in der Nähe es wegblasen/auseinander blasen? Oder irgendeine Art von (theoretisch ausreichend intensivem) Feld? Ich denke, ein elektrisches Feld kommt nicht in Frage, egal wie stark es ist.

Entschuldigung, wenn dies eine faule / amateurhafte Frage ist, aber ich müsste wahrscheinlich viel über entartete Materie studieren, bevor ich das selbst umfassend beantworten kann. Ich nehme an, die Frage lautet: Was ist die Bindungsenergie eines Neutronensterns? ist verwandt, aber ich weiß nicht, wie ich es selbst in Laiensprache interpretieren soll.

Ich denke, die Kollision mit einem anderen Neutronenstern mit korrekten Parametern würde zu einer doppelten Gaswolke ohne verbleibende Neutronenmaterie führen. Die Kollision würde wie eine Supernova aussehen, außer dass sie Antineutrinos (als zerstörende Neutronen) und keine Neutrinos erzeugen würde. Ein großer Antineutrino-Blitz könnte also seine Signatur sein.

Antworten (4)

Meinst du irgendetwas im realen Universum oder nur theoretisch? Wenn letzteres, dann fallen mir ein paar Phänomene ein:

  • Erhitzen: Erhitzen Sie es einfach, bis die thermische Geschwindigkeit an der Oberfläche größer ist als die Fluchtvolzität. Dann fliegen Neutronen einfach weg und es verdampft (sublimiert?).
  • Spin: Wickeln Sie es auf, bis die Tangentialgeschwindigkeit am Äquator die Fluchtgeschwindigkeit erreicht. Dies kann selbstlimitierend sein, da die abgeschleuderte Masse Drehimpuls wegnimmt. Du müsstest es weiter wickeln.
  • Gezeiten: Fahren Sie an einem besonders dichten Schwarzen Loch vorbei und lassen Sie es von den Gezeitenkräften auseinanderziehen.

In all diesen Fällen bin ich mir nicht sicher, wie die nukleare Starke Kraft die Berechnungen ändern könnte (es könnte nicht nur die Schwerkraft sein, die die Neutronen niederhält).

Um diese Antworten zu erweitern, habe ich einige BoE-Berechnungen nur unter der Annahme der Schwerkraft durchgeführt, um zu sehen, welche Art von Werten wir für jeden dieser Fälle benötigen würden. Wir beginnen mit einem typischen Neutronenstern:

Masse, M = 1.4 M (So, 2.8 × 10 30 k G )

Dichte, ρ = 5 × 10 17 k G / M 3 . Das gibt:

Radius, R = 3 M / 4 π ρ 3 = 11 k M .

Fluchtgeschwindigkeit, v e = 2 G M / R = 1.8 × 10 8 M S 1 (oder 0,6 C )

  • Hitze: v = 3 k T M , So T = M v 2 3 k , Wo M ist die Neutronenmasse und k ist die Boltzmann-Konstante. Das kommt auf ungefähr heraus 10 12 K , die ziemlich heiß ist (interessanterweise liegt sie innerhalb eines Faktors von 10 der Kerntemperatur in einer Supernova, wo Neutronensterne hergestellt werden).
  • Drehen: v e = R ω Und w = 2 π F So F = v e 2 π R . Das Einstecken der Zahlen ergibt eine Rotationsfrequenz von 2,6 kHz oder 150.000 U / min. Ziemlich viel für ein Ding von der Größe eines Berges.
  • Gezeiten: Die Gleichung für das Roche-Limit lautet D = 1.26 R M ( M M / M M ) . Wenn wir ein schwarzes Loch finden 3 M und einem Radius von 9 km, wir müssen unseren Neutronenstern nur auf 24 km näher steuern, und er wird einfach auseinanderfallen.
Ich mag deine Antwort, ABER: Die typische Masse eines Neutronensterns wäre 1.4 M . Teil (i), sie sind schwer zu verdampfen, nicht zu schmelzen. Teil (ii) Warum haben Sie verwendet v = 0,5 C ? Das Kriterium für Rotationsbruch ist ungefähr ω 2 R > G M 2 / R (Newtonsch). Teil (iii) Der Schwarzschild-Radius von a 3 M BH ist 9 km. Ich bekomme D = 16.2 km.
@Rob: Ich habe 0,5 c erhalten, indem ich "Fluchtgeschwindigkeit eines Neutronensterns" gegoogelt habe. Dito für Masse und Radius <blush/>. Um ehrlich zu sein, hätte ich eine Masse auswählen sollen (zB 1.4 M ) dann berechnet v e und Radius. Für die BH habe ich den Photonenkugelradius verwendet - nur um ein Gefühl zu bekommen. Ich bin ein bisschen überrascht, dass die RL-Skala ungefähr die Größe des Dings hat, ich dachte, es wäre viel kleiner. Für den Spin hast du die 2 an der falschen Stelle - sein sollte ω = G M / R 2 . Das gibt F in der Größenordnung von 10 6 S 1 . Frage mich, warum es nicht zusammenpasst ... Hmmm.
Hoppla. Gewesen sein sollte ω 2 R > G M / R 2 Verzeihung. Also eine Umlaufzeit von ca. 0,5 ms. Beachten Sie, dass der schnellste Pulsar etwa 1,4 ms dauert.
Re: "Meinst du irgendetwas im realen Universum oder nur theoretisch?" Ich meinte beides und Sie haben es ziemlich gut beantwortet (wie ich gehofft hatte), indem Sie von den theoretischen Bedingungen, die erforderlich sind, zu dem gehen, was dazu führen könnte, dass sie in unserem Universum auftreten.
Ich mag deine Denkweise. Drehen, wenn Sie es schnell genug drehen lassen, sollte funktionieren. Wärme ist schwieriger, da Wärme dazu neigt, abgestrahlt zu werden, obwohl Sie theoretisch ihre äußere Oberfläche genug erwärmen könnten, um jeweils ein paar Moleküle abzustrahlen, aber Sie könnten am Ende mehr Energie (Masse) hineinstecken, als Sie wegnehmen. Rückläufige Renditen.
Ich habe die Berechnungen noch einmal richtig durchgeführt (und einen großen Fehler in der Temperatur gefunden!) und Robs Vorschläge zu typischen Werten eingebaut.

Ich werde einen weiteren Weg hinzufügen, um einen Neutronenstern aufzubrechen. Schießen Sie mit Antimaterie darauf.

Die Schwierigkeit beim Aufbrechen von Neutronensternen besteht darin, dass ihre Gravitation dazu neigt, sie dort zu halten, sobald sie der Kompression unterzogen wurden, um Neutronensterne zu werden. Die Mindestgröße für die Bildung eines Neutronensterns beträgt etwa 1,2 bis 1,5 Sonnenmassen, aber sobald er geschrumpft ist, ist die Masse, die er benötigt, um die Neutronenkompression aufrechtzuerhalten, viel geringer, vielleicht etwa 0,1 Sonnenmassen. Hier finden Sie eine viel detailliertere Antwort zur Mindestgröße von Neutronensternen.

Die Außenseite eines Neutronensterns besteht aus hochkompakten schweren Ionen und fließenden Elektronen.

http://msnlv.com/internal-structure-of-a-neutron-star.jpg

Quelle

Wenn wir es also mit Positronen beschießen, trifft das Positron auf ein Elektron und verdampft zu Gammastrahlen und Sie haben einen positiv geladenen Neutronenstern übrig, schießen Sie genug darauf und die positiven Ladungen werden allmählich eine Kraft aufbauen, die der Schwerkraft widersteht (zugegeben, es wird auch widerstandsfähiger gegen fortgesetztes Abfeuern von Positronen), aber wenn Sie es schaffen, es oft genug zu schießen, können Sie möglicherweise den Neutronenstern dazu bringen, sich auszudehnen und die Gravitationskraft zu überwinden, die ihn in seinem Neutronenzustand hält.

Nun, vielleicht müssten Sie es mit Anti-Protonen / Anti-Neutronen treffen, um mehr Masse zu reduzieren, da Positronen allein die Arbeit möglicherweise nicht erledigen, aber ich mag die Positron-Idee, weil sie die baryonische Materie bewahrt und wenn Sie den Neutronenstern dazu bringen expandieren und wenn das passiert, beginnen die Neutronen in Protonen zu zerfallen, also bleibt im Grunde ein Wasserstoffstern übrig. Zugegeben eines mit einer unnatürlich hohen positiven Ladung.

Das ist eine gute Idee. Ich frage mich, ob sich die überschüssige Ladung aufgrund des Hauteffekts gleichmäßig verteilen oder an der Oberfläche haften würde? Wie auch immer, wenn Sie genug Neutronen in Protonen umwandeln könnten, würden Sie am Ende einen massiven Kern haben - das würde definitiv spalten!
Afaik-Schießen mit Partikeln mit einer nicht neutralen Nettoladung führt zu einer Aufladung des NS. Nachdem seine Ladung ein Potential überschritten hat, strahlt es den Überschuss in Form wohlgeformter Protonen- (oder Ionen-) Blitze ab. Daher vermute ich, dass das Bestrahlen mit Positronen ein viel effektiverer Weg wäre, es zu zerstören als mit Antiprotonen, obwohl das Bestrahlen des Positronenstrahls mit zunehmender Ladung schwieriger wird. Es wird auch den Stern erhitzen, und dieses Erhitzen würde eine Verdunstung induzieren.

Der Neutronenstern ist immer noch "regulär genug", um auf alles zu reagieren, was ein normales Objekt reagieren würde.

Für mich ist der Punkt eher " da sein Zentrum nicht weit entfernt ist, um zu einem schwarzen Loch zu kollabieren, ist es möglich, einen Neutronenstern zu schütteln (oder aufzubrechen), ohne ihn zum Kollaps zu bringen ".

Ja, das wollte ich tatsächlich fragen, obwohl ich es nicht so gut formuliert habe.

Der einzige wahrscheinliche Mechanismus, durch den ein Neutronenstern aufbrechen kann, ist eine Kollision mit einem anderen Neutronenstern, insbesondere bei der Verschmelzung von Neutronensternen.

Verschmelzungen von binären Neutronensternen stoßen aufgrund von Gezeitenkräften kleine Mengen an Material aus. Es wird jedoch angenommen, dass die überwiegende Mehrheit des Materials zu einem BH zusammenfällt – nicht zerlegt wird.
@DilithiumMatrix Ich vermute, im Falle einer direkten Kollision (und nicht einer Verschmelzung) würde das Ergebnis erheblich abweichen (ein großer Teil der Sterne würde ausgeworfen). Obwohl sie nur eine sehr geringe Chance haben, scheint sich das Universum bis ins Unendliche auszudehnen, aber die Galaxien scheinen (trotz der Ausdehnung) gravitativ gebunden zu sein. Und der einzige Effekt, der die Lebensdauer der Neutronensterne begrenzen könnte, ist der Protonenzerfall (und die Verschmelzung zu Schwarzen Löchern).
@peterh es spielt eigentlich keine Rolle, ob es sich um eine orbitale Fusion oder eine direkte Kollision handelt. Die Art und Weise, dies zu sehen, ist einfach, dass die charakteristische Geschwindigkeit im Grunde identisch sein wird (Orbital am NS-Radius, vs. Flucht-/Freifallgeschwindigkeit) --- und beide werden geringfügig relativistisch sein.
@DilithiumMatrix Nun, das scheint wahr zu sein. Was ist bei einer BH-NS-Direktkollision der Fall?
@peterh Es hängt vom Massenverhältnis ab , aber im Allgemeinen ist es nicht viel besser als NS-NS (und tatsächlich normalerweise schlechter) --- weil es keine feste Oberfläche gibt, mit der man kollidieren kann.
@DilithiumMatrix Was ist mit einem ähnlichen Ereignis wie der hypothetischen Kollision der Erde mit einem marsgroßen Körper, der den Mond hervorgebracht hat? Kann das nicht in größeren Größen passieren?