¿Cuánto cuesta la expansión térmica afectan a las estrellas de neutrones? Sería la pérdida de la temperatura causa una estrella de neutrones a ser más densas y por lo tanto colapsar en un agujero negro?
Respuestas
¿Demasiados anuncios?
No (o al menos no mucho). Una de las propiedades esenciales de las estrellas que son apoyadas por la degeneración de la presión, es que esta presión es independiente de la temperatura y eso es porque a pesar de que una estrella de neutrones puede ser caliente, tiene una pequeña capacidad de calor, contiene muy poca cantidad de energía térmica$^{*}$.
Cuando una estrella de neutrones formas, se enfría muy rápidamente por la emisión de neutrinos, en escalas de tiempo de segundos. Durante esta fase, la estrella de neutrones se retrae un poco (decenas de por ciento), pero por el momento su interior se ha enfriado a mil millones de grados Kelvin, el interior de neutrones son degenerados y la contracción es básicamente detenido. Que es posible que un (enorme) estrella de neutrones podría hacer la transición a un agujero negro antes de este punto.
Si no lo hace, a partir de ahí, la estrella de neutrones sigue fresco (pero en realidad posee muy poca energía térmica, a pesar de su alta temperatura), pero esto no hace ninguna diferencia para su radio.
$^{*}$ En un altamente degenerados de gas el índice de ocupación de estados cuánticos es la unidad de seguridad de la energía de Fermi y cero más allá de esto. En este idealizada caso, la capacidad de calor sería cero - no la energía cinética puede ser extraído de los fermiones, ya que no hay libre inferior de energía de los estados. En la práctica, y en finita de temperaturas, no son fermiones $\sim kT$ por encima de la energía de Fermi que puede caer en los pocos estados libres en $\sim kT$ por debajo de la energía de Fermi. Sin embargo, la fracción de fermiones capaz de hacerlo solo es $\sim kT/E_F$ donde $E_F$ es la energía cinética de fermiones en la energía de Fermi. En la típica estrella de neutrones densidades, esta fracción es de orden $T/10^{12}\ {\rm K}$, por lo que es muy pequeño, una vez que las estrellas de neutrones fríos (en segundos) por debajo de $10^{10}$ K.
Lo que esto significa es que la capacidad de calor es muy pequeña y que, mientras que los neutrones en una estrella de neutrones que contienen un enorme depósito de energía cinética (proporcionando así una presión), casi nada de esto puede ser extraído en forma de calor.
Isak Savo
Puntos
15357
La respuesta por @RobJeffries es correcta, al menos 95-99% del tiempo (y posiblemente de todo el tiempo), y también la mejor respuesta a esta pregunta. Pero sólo para los curiosos, algunas personas hablan de recién formado, meta-estable estrellas de neutrones (generalmente en la forma de 'magnetares') que el colapso de afte cortos periodos de tiempo a partir de la combinación de enfriamiento y de rotación de desaceleración. La mayoría de los modelos sugieren que la rotación de la desaceleración es un factor más importante que lleva al colapso: el recién formado de estrellas de neutrones se puede girar cerca de la desintegración de la velocidad'---cuando el material en el ecuador está girando lo suficientemente rápido que casi se separa. Los fuertes campos magnéticos de los magnetares, sin embargo, se cree que para ser eficiente en la transferencia de momento angular, y la desaceleración de la rotación. El material en el NS pierde la rotación apoyo, y por lo tanto NS, que estaban en el borde de colapso puede cruzar el umbral y se convierta en un negro agujero.
Este modelo, que es muy teórico, se utiliza para explicar extendido de emisión en algunas Explosiones de Rayos Gamma (que la gente piensa, requieren que los agujeros negros se forman). La idea es un meta-estable magnetoestrella se ha formado, que sigue a la alimentación de xray (y algunos otros) de la emisión y eyecta, antes de que después de colapso de un black-hole (después de 10 a 100s de segundos, por lo general).
Lü et al. 2015 - El Milisegundo Magnetoestrella Motor Central en el corto Grb
Rowlinson et al. 2013 - Firmas de magnetoestrella central de motores en corto PSG curvas de luz
