É possível separar uma estrela de nêutrons?

Fui inspirado por esta pergunta sobre física, bem como por essa pergunta aqui em astronomia. Estrelas de nêutrons estão fortemente unidas como matéria degenerada de nêutrons. Eles são muito massivos e têm um forte campo gravitacional. É possível dividir um em pedaços grandes? Como você faria isso?

As respostas dadas são boas e respondem à minha pergunta; Vou esclarecer apenas uma coisa (com base nos comentários) da posteridade.

Eu definiria "quebrado" como quando qualquer quantidade significativa de massa é removida da estrela de nêutrons, como no derramamento de massa, como Mitch Goshorn escreveu . O objeto resultante, no entanto, deve conter uma quantidade significativa de matéria de nêutrons - ou seja, deve manter em grande parte sua composição anterior.

Teoricamente, seria possível (até certo ponto), através de aplicações extremas de reciclagem, desencadear o derramamento de massa em pulsares.

Os pulsares são estrelas de nêutrons que giram rapidamente, a classe mais rápida das quais são pulsares de milissegundos. A crença atual é de que eles aumentam a velocidade de rotação através da acumulação, um processo conhecido como reciclagem . Um estudo, Reciclando Pulsares para Períodos de Milissegundos na Relatividade Geral (Cook, et al), explora as limitações desse processo.

O gráfico a seguir mostra seus resultados:

No ponto em que as linhas pontilhadas atendem às duas parcelas, você pode ver uma redução na massa nesses níveis de energia. Isso ocorre devido à velocidade angular do corpo, criando instabilidade, o que resulta em queda de massa - essencialmente a massa no equador de nossa estrela de nêutrons sendo lançada da estrela devido à velocidade angular do corpo.

Infelizmente, este não é exatamente um processo fácil.

A escala de tempo para agregar a massa em repouso necessário, ~ 0,1 M _☉ , no limite Eddington, ~ 10 ^-8 M _☉ ano ^-1 , é ~ 10 ⁷ yr. Essa escala de tempo é amplamente insensível à equação de estado nuclear adotada. Se outras considerações astrofísicas exigirem uma escala de tempo consideravelmente menor, o cenário de reciclagem simples descrito aqui terá que ser modificado além das variações exploradas neste artigo.

(Observe, no entanto, que a pesquisa aqui está realmente tentando evitar essas instabilidades, e elas conseguem isso adicionando ainda mais massa, de modo que o corpo possa suportar ainda mais velocidade de rotação sem encontrar instabilidade. Além disso, eles estão tentando criar pulsares de milissegundos, mas não precisamos fazer isso como eles existem naturalmente, para que possamos economizar muito tempo (com muito cuidado) nos aproximando de um pulsar de milissegundos existente )

Eu não acho que isso seria exatamente um desmembramento (apesar do uso da palavreado exato da Wikipedia para descrevê-lo), mas permite o retorno de massa que estava em um ponto em uma estrela de nêutrons. Obviamente, é provável que nossos mineiros teóricos de estrelas de nêutrons provavelmente sejam os que colocam essa massa na estrela de nêutrons para começar. Por outro lado, isso (espero) realiza a tarefa sem reduzir o objeto a uma estrela de quarks ou buraco negro.

Cook, GB; Shapiro, SL; Teukolsky, SA (1994). "Reciclagem de pulsares para períodos de milissegundos na relatividade geral". Astrophysical Journal Letters 423: 117–120.

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Outro problema é que um NS não é sólido no interior, portanto o conceito de clivagem simplesmente não se aplica. O centro é semelhante a um gás e o núcleo externo é semelhante a um líquido. Portanto, você não pode muito bem cortá-lo com uma faca, por mais afiada que seja; assim como você não pode quebrar uma estrela. Assim, enquanto um feixe relativístico de alta energia poderia atravessar a crosta sólida, o resto de NS se curaria instantaneamente.

Outro problema é que o NS é o material mais denso que conhecemos; portanto, para causar algum dano, seria necessário um NS mais denso (ou seja, um material mais massivo). Mas, se alguém tentar esmagá-lo ou pressioná-lo com um NS, os dois se fundirão em um NS mais maciço, que poderá entrar em colapso em um buraco negro se o limite de massa for atingido. Pode haver alguns pedaços de detritos que escapam, mas novamente eles se transformam instantaneamente em gás hidrogênio.

Portanto, concluo que a resposta a essa pergunta é que ela não pode ser feita com nada conhecido hoje.

Existe uma maneira simples de desfazer totalmente um NS. O processo de criação de um NS é um processo reversível. Ou seja, se você simplesmente aquecer um NS suficientemente, ele se tornará não degenerado. Eventualmente, os nêutrons decaem e se tornam uma estrela de hidrogênio.

Com base na recente detecção do GW170817 e em uma série de outras evidências observacionais, parece que uma fusão de estrelas de nêutrons é uma maneira de extrair massa de uma estrela de nêutrons - talvez alguns décimos da massa solar.

Há também evidências de que o material ejetado da colisão é rico em nêutrons, pelo menos inicialmente, e depois produz núcleos ricos em nêutrons através do processo r.

É impossível ter pequenos pedaços de matéria estelar de nêutrons estável. É necessária uma alta densidade para impedir que os nêutrons se deteriorem (consulte /physics/143166/what-is-the-theoreth-theoretics-lower-mass-limit-for-a-gravitationally-stable-neutron- st ) A massa mínima (teórica) para uma estrela de nêutrons estável é da ordem de 0,1-0,2 massas solares, embora nenhuma tenha sido vista na natureza.

A borda externa de uma estrela de nêutrons contém nêutrons, prótons e elétrons muito compactados. Eu tentaria fotografar a estrela de nêutrons com pósitrons para colidir com os elétrons, criando calor e aumentando a carga positiva. A combinação de calor e carga positiva e explosão localizada de matéria e anti-matéria (apenas poderia) gradualmente liberou alguma massa, alguns prótons aqui e ali, atingindo a velocidade de escape. Levaria muito tempo, mas poderia funcionar.

Mas lembre-se de recuar quando a estrela ficar suficientemente mais clara e atingir o inverso crítico do limite de Tolman-Oppenheimer-Volkoff, quando poderia e provavelmente desnutron rapidamente e se expandisse rapidamente. Eu acho que essa pode ser a melhor maneira de fazer isso (embora eu também goste do giro que ela responde muito rapidamente).