¿Se convertirá un agujero negro en una estrella de neutrones?

Question

Según tengo entendido, los agujeros negros irradian energía en forma de radiación de Hawking. Por lo tanto, pierden masa, supongo. ¿Hay algún punto en el que la masa sea demasiado pequeña para que el objeto siga siendo un agujero negro? ¿Qué ocurre entonces, se convierte en una estrella de neutrones soportada por la presión de degeneración? ¿O es todo cuestión de densidad, y una vez que se forma un agujero negro, seguirá siendo un agujero negro (supongo que hasta que se irradie por completo)?

Answer 1

Creo que una vez que se forma un agujero negro ya está, porque aunque su masa es finita, su densidad (en RG) se hace infinita en la singularidad central. La pérdida de energía (masa) provocará entonces un encogimiento del horizonte de sucesos, pero no cambiará la naturaleza del agujero negro: la naturaleza BH de un objeto no viene determinada únicamente por su masa, la densidad del objeto es crucial.

Answer 2

Los neutrones nunca regresarán una vez que se haya formado un agujero negro y haya superado a la estrella de neutrones. Un agujero negro existiría dentro de una estrella de neutrones hasta que la masa añadida aumente el radio del Horizonte de Sucesos hasta engullir la materia de la estrella de neutrones. Una vez que eso ocurre, las cosas progresan muy lentamente.

La radiación Hawking aún no se ha demostrado de forma concluyente. Incluso si es cierta, todavía hay un retraso por delante. Los agujeros negros con una masa de unos dos tercios de la de nuestra Luna hacia arriba serían más fríos que el Fondo Cósmico de Microondas y, por tanto, absorberían energía de él más rápido de lo que emitirían Radiación Hawking.

Los agujeros negros se enfrían a medida que aumenta su masa, por lo que el CMB estaría casi agotado antes de que comenzara la evaporación y es difícil adivinar cuánto tardaría. Los agujeros negros más pequeños se evaporarían más rápidamente por dos razones.

1) es que la curvatura del espacio es más extrema en el Horizonte de Sucesos, por lo que la Radiación Hawking se produciría más rápidamente debido al mayor número de pares de partículas creados.

2) es que se predice que los Agujeros Negros más pequeños tienen una temperatura más alta, lo que implica una mayor potencia radiativa.

Si una estrella de neutrones tiene un momento angular lo suficientemente alto puede retrasar la formación de un Agujero Negro porque la fuerza centrífuga combatiría la fuerza gravitatoria, pero esto sería un caso raro porque las estrellas de neutrones normalmente sólo pierden masa a través de la radiación térmica. Por lo tanto, no se ralentizan mucho, quizá un segundo cada pocos milenios si estamos sobreestimando.

Si obtiene suficiente masa de su entorno por acreción (consumiendo planetas cercanos, polvo y escombros, etc.), el objeto puede colapsarse aún más. La rotación de una estrella de neutrones también puede ralentizarse por varios mecanismos.

Una sería en la emisión de pulsos de radiación electromagnética si es del tipo púlsar.

Otro sería un "anti-glitch", que es un caso observado de un "glitch" invertido - cuando una porción de la corteza se agrieta y la materia es arrojada, lo que acelera la rotación. Todavía se están investigando las causas de este fenómeno.

Una tercera sería si la materia acumulada se mueve en sentido contrario a la rotación de la estrella. Esto se denomina acreción retrógrada (véase este artículo https://arxiv.org/abs/1704.06364v1 ) y se considera concluyente porque las tasas de ralentización y aceleración son muy similares en la observación.

Por ahora parece que todo lo que acaba dentro de un Agujero Negro se destruye. Las pruebas apuntan a que la materia elegiría cualquier forma antes que permitir que se produjera la física del Agujero Negro. Simplemente parece ser el destino inevitable de las grandes estrellas.