Bir vücut bir nötron yıldızına düşecek olsaydı ne olurdu?

10

Nötron yıldızlarını, çoğunlukla nötronları oluşturan aşırı güçlü çekim kuvvetlerine sahip çok büyük bir nesne olarak biliyoruz.

Yardım edemedim ama merak ediyorum, bir nesne bir nötron yıldızına düşerse ne olurdu? Nötronlara da dönüşecek mi? Ve herhangi bir eşlik eden radyasyon emisyonu olacak mı?

star gravity neutron-star

— Yoda
kaynak

Nötron yıldızları hiçbir yerde 'tamamen nötronlardan oluşmaz'. Kabukta bol miktarda elektron ve büyük olasılıkla tamamen iyonize demirden oluşan bir dış zarf var. Dolayısıyla, bu zarfa çarpan herhangi bir şey muhtemelen tamamen iyonize olacaktır, ancak (eğer varsa) hangi kısmının daha ağır elementlere kaynaşması muhtemeldir, özellikle de gelgit kuvvetleri tarafından parçalanacağından emin değilim.

— Stan Liou

@StanLiou Belirttiğiniz için teşekkürler, soruyu buna göre düzenleyeceğim.

— Yoda

@StanLiou: Darbe anında birim kütle başına enerji salınımının, çarpma tertibatının birim kütlesi başına nükleer bağlanma enerjisinden çok daha büyük olduğu göz önüne alındığında, iyonlaşma ve nükleer bağlar önemsizdir. Sonuç, nesne sadece bir proton ve nötron kümesi gibi olacaktı.

— Alexey Bobrick

5

Ayrıntılı hesaplamalar yok, ancak nitel bir cevap: Çarpma tertibatının yörüngesine bağlı olarak, sonuçlar biraz değişecektir, ancak çarpma tertibatının potansiyel enerjisinin, çarpışma gerçekleşmeden önce yüksek miktarda kinetik enerjiye dönüştürüleceği açıktır. Kinetik enerji daha sonra çarpma sırasında esas olarak ısıya dönüştürülecek ve çarpma tertibatının kütlesinin önemli bir bölümünü x-ışınlarına ve gama ışınlarına dönüştürecektir.

Çarpma tertibatının kalıntıları bir plazmaya dönüştürülecek, elektronların çoğu eski çekirdeklerinden bağımsız olarak hareket edecek ve esas olarak nötron yıldızının atmosferine (birkaç milimetrelik ince bir tabaka) dağıtılacaktır. Enerjiler, diğer yüksek enerjili parçacık reaksiyonları ile birlikte nükleer füzyonun yanı sıra fizyonu tetikleyecek kadar yüksek olacaktır. Enerjinin bir kısmı, nötron yıldızlarında da çok güçlü olabilen manyetik alanlara dönüştürülecektir.

Nötron yıldızının iç kısımlarının yüksek ataleti ve yoğunluğu nedeniyle küçük çarpma tertibatları için ilk anda nötron yıldızının iç kısmı ile karışması beklenmez.

Bazı durumlarda etki, nötron yıldızının kütlesine ve çarpma tertibatının kütlesine bağlı olarak nötron yıldızının bir kara deliğe çökmesini tetikleyebilir.

Wikipedia'da nötron yıldızlarının iç yapısı hakkında daha fazla bilgi . ("Bir nötron yıldızının yüzeyine düşen madde, yıldızın yerçekimi ile muazzam bir hıza hızlandırılacaktır. Darbe kuvveti, nesnenin bileşen atomlarını büyük olasılıkla yıldızın geri kalanıyla özdeş hale getirecektir. . ")

Nötron yıldızlarının Chandrasekhar sınırı hakkında daha fazla bilgi .

— Gerald
kaynak

5

\frac{1}{2} m v^{2} = \frac{G M m}{R},

$\frac{1}{2}m v^2 = \frac{GMm}{R},$

m

$m$

M

$M$

R

$R$

1.4 M_{⊙}

$1.4 M_{\odot}$

$1.9 \times 10^{8}$

d = 1.26 R {(\frac{ρ_{N S}}{ρ_{O}})}^{1 / 3},

$d = 1.26 R \left(\frac{\rho_{NS}}{\rho_O}\right)^{1/3},$

ρ_{N S}

$\rho_{NS}$

ρ_{O}

$\rho_O$

ρ_{O} ≃ 5000

$\rho_O \simeq 5000$

^{3}

$^{3}$

ρ_{N S} ≃ 7 \times 10^{17}

$\rho_{NS} \simeq 7\times10^{17}$

^{3}

$^{3}$

d = 500, 000

$d= 500,000$

Böylece son derece sıcak, iyonize bir gaz olarak nötron yıldızının çevresine ulaşacaktır. Ancak eğer malzeme en ufak bir açısal momentuma sahipse, o açısal momentumu ilk önce dökmeden doğrudan nötron yıldız yüzeyine düşemez. Bu nedenle bir biriktirme diski oluşturur (veya birleştirir). Açısal momentum dışa doğru taşınırken, malzeme nötron yıldızı manyetik alanına asılana kadar içeriye doğru hareket edebilir ve son yolculuğunu nötron yüzeyine geçirir, muhtemelen nesne ise, manyetik kutba yaklaştıkça bir çarpışma şokundan geçer. zaten güçlü bir şekilde birikiyor. Kabaca kalan kütle enerjisinin yüzde birkaçı kinetik enerjiye dönüştürülür ve daha sonra ısı kısmen madde (çekirdekler ve elektronlar) ile birlikte nötron yıldız kabuğunda biriken ve kısmen yayılan ısıdır.

Dış kabuktaki yüksek yoğunluklarda hammadde (kesinlikle çok proton içeriyorsa) hızlı nükleer reaksiyonlarda yakılacaktır. Kısa sürede yeterli malzeme atılırsa, tüm ışık elemanları tüketilene kadar kaçak termonükleer patlamaya yol açabilir. Müteakip elektron yakalamaları, nötronca zengin çekirdekler ve ultra-relativistik olarak dejenere elektronlardan (serbest nötronlar yok) oluşan kabuğun denge bileşimine yerleşene kadar malzemeyi daha fazla nötron açısından zengin hale getirir.

— Rob Jeffries
kaynak