Uma estrela de nêutrons deve ter uma massa mínima de pelo menos 1,4x de massas solares (ou seja, 1,4x de massa do nosso Sol) para se tornar uma estrela de nêutrons em primeiro lugar. Consulte o limite de Chandrasekhar na wikipedia para obter detalhes.
Uma estrela de nêutrons é formada durante uma supernova , uma explosão de uma estrela que tem pelo menos 8 massas solares.
A massa máxima de uma estrela de nêutrons é de 3 massas solares. Se ficar mais massivo do que isso, entrará em colapso e se transformará em uma estrela de quarks e depois em um buraco negro.
Sabemos que 1 elétron + 1 próton = 1 nêutron;
1 nêutron = 3 quarks = quark para cima + quark para baixo + quark para baixo;
1 próton = 3 quarks = cima quark + cima quark + baixo quark;
Uma supernova resulta em uma estrela de nêutrons (entre 1,4 e 3 massas solares), uma estrela de quarks (cerca de 3 massas solares) ou um buraco negro (maior que 3 massas solares), que é o núcleo restante da estrela em colapso.
Durante uma supernova, a maior parte da massa estelar é lançada no espaço, formando elementos mais pesados que o ferro, que não podem ser gerados através da nucleossíntese estelar, porque além do ferro, a estrela requer mais energia para fundir os átomos do que recebe de volta.
Durante o colapso da supernova, os átomos no núcleo se dividem em elétrons, prótons e nêutrons.
No caso em que a supernova resulta em um núcleo estelar de nêutrons, os elétrons e prótons do núcleo são fundidos para se tornar nêutrons; portanto, a recém-nascida estrela de nêutrons com 20 km de diâmetro e contendo entre 1,4 e 3 massas solares é como um núcleo atômico gigante. contendo apenas nêutrons.
Se a massa da estrela de nêutrons é então aumentada, os nêutrons se degeneram, dividindo-se em seus quarks constituintes, assim a estrela se torna uma estrela de quarks; um aumento adicional na massa resulta em um buraco negro.
O limite de massa superior / inferior para uma estrela de quarks não é conhecido (ou pelo menos eu não consegui encontrá-lo); em qualquer caso, é uma banda estreita em torno de 3 massas solares, que é a massa mínima estável de um buraco negro.
Quando se fala de um buraco negro com massa estável (pelo menos 3 massas solares), é bom considerar que eles têm quatro sabores: carga rotativa , carga rotativa não carregada , carga não rotativa, carga não rotativa, carga não rotativa .
O que veríamos visualmente durante a transformação seria um flash de radiação forte. Isso ocorre porque durante o colapso, as partículas na / perto da superfície têm tempo para emitir radiação intensa à medida que se quebram antes de entrar no horizonte de eventos; portanto, essa pode ser uma das causas das explosões de raios gama (GRBs).
Sabemos que os átomos se dividem em prótons, nêutrons, elétrons sob pressão.
Sob mais pressão, prótons e elétrons se combinam em nêutrons.
Sob pressão ainda maior, os nêutrons se decompõem em quarks.
Sob ainda mais pressão, talvez os quarks se decomponham em partículas ainda menores.
Por fim, a menor partícula é uma corda : loop aberto ou fechado, e possui um comprimento de Planck, que é muitas ordens de magnitude menor que um quark. se uma corda é ampliada para ter 1 milímetro de comprimento, um próton teria um diâmetro que se ajustaria confortavelmente entre o Sol e Epsilon Eridani, a 10,5 anos-luz de distância; é assim que tamanho de um próton é comparado a uma corda, para que você possa imaginar que talvez haja algumas coisas intermediárias entre quarks e cordas.
Atualmente, parece que serão necessárias várias décadas para descobrir toda a matemática na teoria das cordas, e se houver algo menor do que as cordas, será necessária uma nova teoria, mas até agora a teoria das cordas parece boa; veja o livro Elegant Universe, de Brian Greene.
Uma corda é pura energia e Einstein disse que a massa é apenas uma forma de energia, de modo que o colapso em um buraco negro realmente quebra a estrutura de energia que dá a aparência de massa / matéria / partículas bariônicas e deixa a massa da maneira mais simples. forma, cordas abertas ou fechadas, ou seja, energia pura ligada à gravidade.
Sabemos que os buracos negros (que não são realmente buracos ou singularidades, pois possuem massa, raio, rotação, carga e, portanto, densidade, que varia com o raio) podem evaporar , perdendo toda a sua massa na forma de radiação, provando assim eles são realmente energia. A evaporação de um buraco negro ocorre se sua massa estiver abaixo da massa mínima de um buraco negro estável, que é de 3 massas solares; a equação do raio de Schwarzschild diz até qual o raio de um buraco negro recebe sua massa e vice-versa.
Assim, você pode transformar o que quiser, como seu lápis, em um buraco negro, se quiser, e comprimir no tamanho necessário para que ele se torne um buraco negro; é que ele se transformaria imediatamente (evapora) completamente em um flash de radiação forte, porque um lápis é menor que a massa estável de um buraco negro (3 massas solares).
É por isso que o experimento do CERN nunca poderia ter criado um buraco negro para engolir a Terra - um buraco negro subatômico, mesmo um com a massa de toda a Terra, ou o Sol, evaporaria antes de engolir qualquer coisa; não há massa suficiente em nosso sistema solar para criar um buraco negro estável (3 massas solares).
Uma maneira simples de uma estrela de nêutrons se tornar mais massiva para poder se transformar em um buraco negro é fazer parte de um sistema binário, onde está próximo o suficiente de outra estrela para que a estrela de nêutron e seu par binário orbitam um ao outro , e a estrela de nêutrons extrai gás da outra estrela , ganhando massa.
Aqui está um belo desenho mostrando exatamente isso.
A matéria que cai em um buraco negro é acelerada em direção à velocidade da luz. À medida que é acelerada, a matéria se decompõe em partículas subatômicas e radiação intensa, isto é, raios X e raios gama. Um buraco negro em si não é visível, mas a luz da matéria infalível que é acelerada e dividida em partículas é visível. Buracos negros também podem causar um efeito de lente gravitacional na luz de estrelas / galáxias de fundo.
