È possibile spezzare una stella di neutroni?

Sono stato ispirato da questa domanda sulla fisica, nonché da questa domanda proprio qui sull'astronomia. Le stelle di neutroni sono strettamente legate insieme come materia degenerata di neutroni. Sono molto massicci e hanno un forte campo gravitazionale. È possibile dividerne uno in grossi pezzi? come lo faresti?

Le risposte fornite sono buone e rispondono alla mia domanda; Chiarirò solo una cosa (sulla base dei commenti) per i posteri.

Definirei "rotto" come quando qualsiasi quantità significativa di massa viene rimossa dalla stella di neutroni, come nel caso di una perdita di massa, come ha scritto Mitch Goshorn . L'oggetto risultante, tuttavia, dovrebbe contenere una quantità significativa di materia di neutroni, ovvero dovrebbe in gran parte conservare la sua composizione precedente.

Sembrerebbe teoricamente possibile (in una certa misura) attraverso estreme applicazioni del riciclo per innescare la dispersione di massa nelle pulsar.

Le pulsar sono stelle di neutroni che ruotano rapidamente, la classe più veloce delle quali sono pulsar di millisecondi. La convinzione attuale è che aumentano la velocità di rotazione attraverso l'accrescimento, un processo noto come riciclaggio . Uno studio, Riciclare le pulsar in periodi di millisecondi nella relatività generale (Cook, et al), esplora i limiti di questo processo.

La seguente tabella mostra i loro risultati:

Nel punto in cui le linee tratteggiate incontrano i due grafici, puoi vedere una riduzione della massa a quei livelli di energia. Ciò è dovuto alla velocità angolare del corpo che crea instabilità che si traduce in una perdita di massa - essenzialmente la massa all'equatore della nostra stella di neutroni viene scagliata dalla stella a causa della velocità angolare del corpo.

Sfortunatamente, questo non è esattamente un processo facile.

La scala temporale per esprimere la massa di riposo richiesta, ~ 0,1 M _☉ , al limite di Eddington, ~ 10 ^-8 M _☉ anno ^-1 , è ~ 10 ⁷ anni. Questo calendario è in gran parte insensibile all'equazione di stato nucleare adottata. Se altre considerazioni astrofisiche richiedono una scala temporale notevolmente più breve, il semplice scenario di riciclaggio qui descritto dovrà essere modificato oltre le variazioni esplorate in questo documento.

(Si noti tuttavia che la ricerca qui sta effettivamente tentando di evitare tali instabilità e lo fanno aggiungendo ancora più massa, in modo tale che il corpo possa supportare una velocità di rotazione ancora maggiore senza incontrare instabilità. Inoltre, stanno cercando di creare pulsar millisecondi, ma non abbiamo bisogno di farlo perché esistono naturalmente, quindi potremmo risparmiare un sacco di tempo avvicinandoci (con molta attenzione) a una pulsar millisecondo esistente )

Non credo che questo sarebbe esattamente essere rompendo a parte (nonostante di Wikipedia uso di tale verbosità esatto per descriverlo), ma consente per il ritorno di massa che era ad un punto in una stella di neutroni. Ovviamente, è probabile che i nostri teorici minatori di stelle di neutroni abbiano le stesse probabilità di essere quelli che mettono quella massa sulla stella di neutroni per cominciare. D'altra parte, questo (si spera) compie il compito senza ridurre l'oggetto a una stella di quark o un buco nero.

Cook, GB; Shapiro, SL; Teukolsky, SA (1994). "Riciclare le pulsar in periodi di millisecondi nella relatività generale". Lettere astrofisiche del diario 423: 117–120.

$_\odot$ questa risposta fisica StackExchange . I neutroni quindi decadranno in protoni ed elettroni in 886 secondi e otterrai nuove stelle interamente di idrogeno. Forse, nella fascia alta della gamma di massa NS può essere diviso in due NS, ma bisogna fare il calcolo.

Un altro problema è che un NS non è un solido all'interno, quindi il concetto di scissione semplicemente non si applica. Il centro è simile al gas e il nucleo esterno è simile al liquido. Quindi, non puoi tagliarlo bene con un coltello, non importa quanto sia affilato; così come non puoi tagliare una stella. Quindi, mentre un raggio relativistico ad alta energia potrebbe attraversare la solida crosta, il resto di NS guarirebbe all'istante.

Un altro problema è che NS è il materiale più denso che conosciamo, quindi per danneggiarlo è necessario un NS più denso (cioè uno più massiccio). Ma, se si tenta di distruggerlo o premerlo con un NS, i due si fonderanno in un NS più massiccio che potrebbe poi collassare in un buco nero se si raggiungesse la soglia di massa. Potrebbero esserci alcuni pezzi di detriti che fuoriescono, ma di nuovo questi diventerebbero immediatamente idrogeno gassoso.

Quindi, concludo che la risposta a questa domanda è che non si può fare con qualcosa di noto oggi.

Tuttavia, esiste un modo semplice per annullare completamente un NS. Il processo di creazione di un NS è un processo reversibile. Cioè, se semplicemente riscaldi sufficientemente un NS, diventa non degenerato. Alla fine i neutroni decadono e diventa una stella di idrogeno.

Sulla base del recente rilevamento di GW170817 e di una serie di altre prove osservazionali, sembra che una fusione di stelle di neutroni sia un modo per ottenere la massa da una stella di neutroni - forse alcuni decimi di massa solare.

Vi sono anche prove del fatto che il materiale espulso dalla collisione sia ricco di neutroni, almeno inizialmente, e quindi produca nuclei ricchi di neutroni attraverso il processo r.

È impossibile avere piccoli grumi di materia stellare neutronica stabile. Un'alta densità è necessaria per prevenire la decomposizione dei neutroni (vedi /physics/143166/what-is-the-theoretical-lower-mass-limit-for-a-gravitationally-stable-neutron- st ) La massa minima (teorica) per una stella di neutroni stabile è dell'ordine di 0,1-0,2 masse solari, sebbene nessuna sia stata vista in natura.

Il bordo esterno di una stella di neutroni contiene neutroni, protoni ed elettroni molto stretti. Proverei a sparare alla stella di neutroni con positroni per scontrarsi con gli elettroni creando calore e facendo crescere carica positiva. La combinazione di calore e carica positiva ed esplosione localizzata materia-materia (appena potrebbe) ha gradualmente gettato un po 'di massa, alcuni protoni qua e là, raggiungendo la velocità di fuga. Ci vorrebbe molto tempo, ma potrebbe funzionare.

Ma ricordati di indietreggiare quando la stella diventa sufficientemente più leggera e raggiunge l'inverso critico del limite di Tolman – Oppenheimer – Volkoff quando potrebbe e probabilmente si de-neutroni rapidamente e si espanderà rapidamente. Penso che questo potrebbe essere il modo migliore per farlo (anche se mi piace anche girare molto rapidamente).