Was würde passieren, wenn ein Körper in einen Neutronenstern fallen würde?

Keine detaillierten Berechnungen, aber eine qualitative Antwort: Je nach Flugbahn des Impaktors werden die Ergebnisse etwas variieren, aber es ist klar, dass die potenzielle Energie des Impaktors vor dem Aufprall in eine hohe Menge an kinetischer Energie umgewandelt wird. Die kinetische Energie wird dann beim Aufprall hauptsächlich in Wärme umgewandelt, wodurch ein wesentlicher Teil der Masse des Impaktors in Röntgen- und Gammastrahlen umgewandelt wird.

Die Überreste des Impaktors werden in ein Plasma umgewandelt, wobei sich die meisten Elektronen unabhängig von ihren früheren Kernen bewegen und hauptsächlich in der Atmosphäre (einer dünnen Schicht von wenigen Millimetern) des Neutronensterns verteilt werden. Die Energien werden hoch genug sein, um die Kernfusion sowie die Kernspaltung zusammen mit anderen hochenergetischen Teilchenreaktionen auszulösen. Ein Teil der Energie wird in Magnetfelder umgewandelt, die auch auf Neutronensternen sehr stark sein können.

Aufgrund der hohen Trägheit und Dichte der inneren Teile des Neutronensterns ist für kleine Impaktoren im ersten Moment keine große Vermischung mit dem Inneren des Neutronensterns zu erwarten.

In einigen Fällen könnte der Einschlag den Kollaps des Neutronensterns in ein Schwarzes Loch auslösen, abhängig von der Masse des Neutronensterns und der Masse des Impaktors.

Mehr zum inneren Aufbau von Neutronensternen auf Wikipedia . ("Materie, die auf die Oberfläche eines Neutronensterns fällt, würde durch die Schwerkraft des Sterns auf eine enorme Geschwindigkeit beschleunigt. Die Kraft des Aufpralls würde wahrscheinlich die Atome der Bestandteile des Objekts zerstören und seine gesamte Materie in vielerlei Hinsicht mit dem Rest des Sterns identisch machen .")

Mehr über die Chandrasekhar-Grenze von Neutronensternen .

Nehmen wir an, was auf den Neutronenstern fällt, ist "normale" Materie - also ein Planet, ein Asteroid oder ähnliches. Wenn das Material auf den Neutronenstern zusteuert, gewinnt es eine enorme Menge an kinetischer Energie. Wenn wir davon ausgehen, dass es im Unendlichen beginnt, dann ist die gewonnene (und in kinetische Energie umgewandelte) Energie ungefähr (ohne GR)

$$\frac{1}{2}m v^2 = \frac{GMm}{R},$$ wo $m$ist die Masse des Objekts (das sich aufhebt) und $M$und $R$sind die Masse und der Radius des Neutronensterns (nehmen wir typische Werte von an $1.4 M_{\odot}$bzw. 10 km).

Daraus ergibt sich eine Geschwindigkeit bei Annäherung an die Neutronensternoberfläche$1.9 \times 10^{8}$m/s - also groß genug, dass man eigentlich mit relativistischer Mechanik rechnen müsste.

Ich bezweifle jedoch, dass das Objekt aufgrund der Gezeitenkräfte unversehrt an die Oberfläche gelangen würde. Die Roche-Grenze für das Aufbrechen eines starren Objekts tritt auf, wenn das Objekt eine Entfernung ist

$$d = 1.26 R \left(\frac{\rho_{NS}}{\rho_O}\right)^{1/3},$$ wo $\rho_{NS}$und $\rho_O$sind die durchschnittlichen Dichten unseres Neutronensterns bzw. Objekts. Für felsiges Material, $\rho_O \simeq 5000$kg/m $^{3}$. Für unseren Referenz-Neutronenstern $\rho_{NS} \simeq 7\times10^{17}$kg/m $^{3}$. Also, wenn das Objekt näher kommt als $d= 500,000$km wird es in seine konstituierenden Atome zerfallen.

So gelangt es als extrem heißes, ionisiertes Gas in die Nähe des Neutronensterns. Aber wenn das Material auch nur den geringsten Drehimpuls hat, könnte es nicht direkt auf die Oberfläche des Neutronensterns fallen, ohne diesen Drehimpuls vorher abzugeben. Es wird daher eine Akkretionsscheibe bilden (oder sich ihr anschließen). Wenn der Drehimpuls nach außen transportiert wird, kann sich Material nach innen bewegen, bis es an das Magnetfeld des Neutronensterns gekoppelt ist und seine letzte Reise auf die Neutronenoberfläche macht, wobei es wahrscheinlich einen Akkretionsschock durchläuft, wenn es sich dem Magnetpol nähert, falls das Objekt es ist bereits stark angewachsen. Etwa wenige Prozent der Ruhemassenenergie werden in kinetische Energie und dann in Wärme umgewandelt, die teilweise zusammen mit Materie (Kerne und Elektronen) in der Neutronensternkruste abgelagert und teilweise abgestrahlt wird.

Bei den hohen Dichten in der äußeren Kruste wird das Rohmaterial (vor allem, wenn es viele Protonen enthält) in schnellen Kernreaktionen verbrannt. Wenn in kurzer Zeit genügend Material angesammelt wird, kann dies zu einem außer Kontrolle geratenen thermonuklearen Ausbruch führen, bis alle leichten Elemente verbraucht sind. Nachfolgende Elektroneneinfänge machen das Material immer neutronenreicher, bis es sich auf die Gleichgewichtszusammensetzung der Kruste einpendelt, die aus neutronenreichen Kernen und ultrarelativistisch entarteten Elektronen (keine freien Neutronen) besteht.