¿Cómo pueden las estrellas de neutrones tener atmósferas gaseosas?

Las estrellas de neutrones pueden tener pequeñas atmósferas. Sin embargo, también tienen tirones gravitacionales extremadamente fuertes. ¿No deberían atraer todas las moléculas de gas a la superficie de la estrella y convertirse en sólidos bajo la inmensa presión?

Tal vez estoy pensando en esto de la manera incorrecta, pero no veo cómo podría ser posible.

— Sir Cumference
fuente

Atmósferas de 4 pulgadas de espesor. :-)

— userLTK

@userLTK Todavía parece absurdo que una cuestión tan cercana a la estrella sea gaseosa.

— Sir Cumference

¿Qué quieres decir con grandes atmósferas? Si te refieres a las magnetosferas, bueno, la clave está en el nombre. La gravedad no es la única fuerza que actúa.

— Rob Jeffries

@RobJeffries Sí, cometió un error al decir "grande". Me refería a las pequeñas atmósferas gaseosas que rodean a las estrellas de neutrones.

— Sir Cumference

Como fuente: chandra.harvard.edu/press/09_releases/press_110409.html El hidrógeno y el helio se fusionan en la superficie para formar carbono. La "atmósfera" puede ser un poco vaga, probablemente sea más un plasma denso, casi sólido. . . . Pero estoy adivinando.

— userLTK

La gravedad solo es importante en la medida en que es capaz de comprimir el material a altas densidades. Si ese material es capaz de solidificarse depende de la competencia entre la energía potencial de Coulombic y la energía térmica de las partículas. El primero aumenta con la densidad, el segundo aumenta con la temperatura. Un plasma denso aún puede ser un gas si está lo suficientemente caliente.

Una fórmula aproximada para la altura de la escala exponencial de la atmósfera es donde es la temperatura del gas, es una unidad de masa atómica, es el número de masa atómica unidades por partícula y es la gravedad de la superficie, con .

h = \frac{k T}{μ m_{u} g},

$h = \frac{kT}{\mu m_u g},$

T

$T$

m_{u}

$m_u$

μ

$\mu$

g

$g$

g = G M / R^{2}

$g = GM/R^2$

Para una estrella de neutrones típica con km, , tenemos m / s . La atmósfera puede ser una mezcla de helio ionizado ( ) o tal vez de hierro ( ), por lo digamos por simplicidad. La temperatura en la superficie de la estrella de neutrones cambiará con el tiempo; típicamente para un púlsar joven, la temperatura de la superficie puede ser de K. $R=10$ $M= 1.4M_{\odot}$ $g=1.86\times 10^{12}$ $^2$ $\mu=4/3$ $\mu = 56/27$ $\mu=2$ $10^{6}$

Esto da mm. $h = 2$

¿Por qué esto no es un "sólido"? Debido a que la energía térmica de las partículas es mayor que la energía de unión culombica en cualquier red sólida que los iones podrían formar. Ese no es el caso en la superficie sólida debajo de la atmósfera porque la densidad crece muy rápidamente (de kg / m a más de kg / m (donde la solidificación tiene lugar) solo unos pocos centímetros, porque la altura de la escala es muy pequeña. Por supuesto, la temperatura también aumenta, pero no en más de un factor de aproximadamente 100. Después de eso, la densidad es lo suficientemente alta para la degeneración de electrones, y el material se vuelve aproximadamente isotérmica y a poca profundidad la "temperatura de congelación" cae por debajo de la temperatura isotérmica. $10^{6}$ $^{3}$ $10^{10}$ $^{3}$

— Rob Jeffries
fuente

Estoy confundido acerca de su uso de y .

μ

$\mu$

m_{u}

$m_u$

— Imallett

@imallet Unidad de masa atómica kg. - el número de unidades de masa por partícula. Helio ionizado 3 partículas, 4 unidades de masa (whoops, cometí un error).

m_{u} = 1.67 \times 10^{- 27}

$m_u = 1.67\times 10^{-27}$

μ

$\mu$

— Rob Jeffries

Entonces, en términos laysman ... Ese material es demasiado caliente para mantenerlo como un sólido o incluso como un líquido. Frio.

— Renan

@zibadawatimmy si desea ir con esa definición, entonces no hay gas. Está todo ionizado.

— Rob Jeffries

@RBarryYoung Neutronium es una palabra inventada de ciencia ficción. Las estrellas de neutrones tienen costras de núcleos ricos en neutrones acompañados de electrones degenerados. El cm externo más o menos es un gas no degenerado de composición incierta, pero una cosa que no es es neutrones libres.

— Rob Jeffries