Supongamos que hay una estrella de neutrones con un campo magnético y sin carga eléctrica neta eléctrica neta. ¿Qué ocurre con el campo magnético si gana algo de masa y colapsa en un agujero negro?
Respuestas
¿Demasiados anuncios?
Este documento de Lyutikov y McKinney describe este preciso escenario. A continuación, ofrezco un breve resumen de sus resultados.
Uno de los supuestos cruciales subyacentes al derivar el teorema del no pelo es que la región fuera del horizonte de sucesos es un vacío. Sin embargo, una estrella de neutrones magnetizada que gira rápidamente puede inducir la ruptura del vacío, lo que lleva a la existencia de corrientes autogeneradas en la magnetosfera. Es decir, un campo dipolar giratorio inicial sin corrientes externas evoluciona hasta convertirse en un agujero negro magnetizado sostenido por corrientes fuera del horizonte de sucesos. En particular, las corrientes poloidales inducidas por la rotación hacen que las líneas de campo magnético que se originan cerca de los polos del magnetar se "abran" hasta el infinito.
La presencia de un plasma conductor en la magnetosfera congela las líneas de campo magnético en la superficie. Al colapsar el magnetar, las líneas de campo cerradas son absorbidas por el horizonte de sucesos. Sin embargo, las líneas abiertas, que conectan la superficie del magnetar con el infinito, persisten y acaban conectando el horizonte de sucesos con el infinito. El campo resultante se relaja hasta alcanzar una configuración de monopolo dividido que tiene un aspecto similar al siguiente:
Con el tiempo, la lámina de corriente ecuatorial se disipa y las líneas de campo que están ancladas al horizonte de sucesos pueden "deslizarse" y el campo magnético decae. Sin embargo, este proceso depende de la resistividad finita del plasma en la magnetosfera, y es lento si se compara con la escala de tiempo que uno esperaría ingenuamente del teorema del no pelo. Como resultado, los agujeros negros magnetizados pueden persistir durante bastante tiempo incluso en ausencia de material de acreción suministrado externamente.
Josh Diehl
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Los magnetares son estrellas de neutrones en las que el fortísimo campo magnético se origina en algo llamado proceso magnetohidrodinámico en el fluido superconductor turbulento y extremadamente denso, que persiste incluso después de que la estrella de neutrones se asiente en el equilibrio.
Estos campos persisten entonces debido a las corrientes persistentes en una fase protón-superconductora de la materia que existe a una profundidad intermedia dentro de la estrella de neutrones (donde los neutrones predominan en masa).
https://en.wikipedia.org/wiki/Magnetar
Usted pregunta qué pasaría después de que el magnetar colapsara en un agujero negro (en realidad necesita ganar energía de tensión, no masa). Voy a suponer que estás preguntando por un Agujero Negro de Kerr, es decir, uno que no tiene campo magnético oficialmente.
Ahora bien, después del colapso, el nuevo Agujero Negro no tendría campo magnético, es decir, fuera del Horizonte de Sucesos, no podríamos observar ningún campo magnético. Las características del Agujero Negro seguirían siendo descriptibles por la métrica de Kerr.
Es muy importante que la respuesta a esta pregunta dependa de la fuente del campo magnético del magnetar. Dado que éste se basa en la estructura (y los procesos magnetohidrodinámicos internos) del magnetar, que se destruiría a medida que los niveles extremos de gravedad ganaran a la estructura interna del magnetar hasta el nivel más bajo, la estructura magnetohidrodinámica interna del magnetar acabaría desgarrándose en sus componentes elementales.
Así que la respuesta a tu pregunta es que después del colapso, no habría ningún campo magnético observable fuera del Horizonte de Sucesos.
Sólo una nota, oficialmente, no tenemos una declaración clara a día de hoy si los Agujeros Negros en sí mismos podrían tener campos magnéticos, sin embargo, hemos detectado campos magnéticos alrededor de Sagitario A, cerca del horizonte de sucesos, la fuente de estos podría ser sólo el disco de acreción y no el propio Agujero Negro.
https://en.wikipedia.org/wiki/Black_hole#cite_note-152
Así que, oficialmente, los Agujeros Negros de tipo Kerr no tienen campo magnético, y el hecho de que el objeto astrofísico original (antes del colapso) sea un magnetar no cambia esto.
