Est-il possible de briser une étoile à neutrons?

J'ai été inspiré par cette question sur la physique, ainsi que cette question ici sur l'astronomie. Les étoiles à neutrons sont étroitement liées entre elles sous forme de matière dégénérée. Ils sont très massifs et ont un fort champ gravitationnel. Est-il possible d'en diviser un en gros morceaux? Comment ferais-tu ceci?

Les réponses données sont bonnes et répondent à ma question; Je vais juste clarifier une chose (basée sur les commentaires) pour la postérité.

Je définirais "cassé" comme lorsqu'une quantité importante de masse est retirée de l'étoile à neutrons, comme dans le cas d'un délestage de masse, comme l' écrit Mitch Goshorn . L'objet résultant, cependant, devrait contenir une quantité importante de matière neutronique - c'est-à-dire qu'il devrait en grande partie conserver sa composition antérieure.

Il semblerait théoriquement possible (dans une certaine mesure), grâce à des applications extrêmes du recyclage, de déclencher une perte de masse dans les pulsars.

Les pulsars sont des étoiles à neutrons qui tournent rapidement, la classe la plus rapide étant les pulsars à la milliseconde. La croyance actuelle est qu'ils augmentent la vitesse de rotation par accrétion, un processus connu sous le nom de recyclage . Une étude, Recycling Pulsars to Millisecond Periods in General Relativity (Cook, et al), explore les limites de ce processus.

Le graphique suivant montre leurs résultats:

Au point où les lignes pointillées rencontrent les deux tracés, vous pouvez voir une réduction de masse à ces niveaux d'énergie. Cela est dû à la vitesse angulaire du corps créant une instabilité qui entraîne une perte de masse - essentiellement de la masse à l'équateur de notre étoile à neutrons projetée hors de l'étoile en raison de la vitesse angulaire du corps.

Malheureusement, ce n'est pas exactement un processus facile.

L'échelle de temps pour augmenter la masse au repos requise, ~ 0,1 M _☉ , à la limite d'Eddington, ~ 10 ^-8 M _☉ an ^-1 , est de ~ 10 ⁷ ans. Cette échelle de temps est largement insensible à l'équation d'État nucléaire adoptée. Si d'autres considérations astrophysiques nécessitent une échelle de temps considérablement plus courte, le scénario de recyclage simple décrit ici devra être modifié au-delà des variations explorées dans cet article.

(Notez cependant que la recherche ici tente en fait d'éviter de telles instabilités, et ils y parviennent en ajoutant encore plus de masse, de sorte que le corps peut supporter une vitesse de rotation encore plus grande sans rencontrer d'instabilité. De plus, ils essaient de créer des pulsars millisecondes, mais nous n'avons pas besoin de le faire car ils existent naturellement, nous pourrions donc nous faire gagner beaucoup de temps en approchant (très soigneusement) un pulsar milliseconde existant )

Je ne pense pas que ce serait exactement désagréger ( en dépit de Wikipedia l'utilisation de ce verbiage exact pour le décrire), mais il permet le retour de masse qui était à un moment donné dans une étoile à neutrons. Bien sûr, nos mineurs théoriques d'étoiles à neutrons sont très probablement ceux qui ont mis cette masse sur l'étoile à neutrons pour commencer. D'un autre côté, cela (espérons-le) accomplit la tâche sans réduire l'objet à une étoile de quark ou à un trou noir.

Cook, GB; Shapiro, SL; Teukolsky, SA (1994). "Recyclage des pulsars en millisecondes en relativité générale". Astrophysical Journal Letters 423: 117–120.

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Un autre problème est qu'un NS n'est pas un solide à l'intérieur, donc le concept de clivage ne s'applique tout simplement pas. Le centre même est semblable à un gaz et le noyau externe est semblable à un liquide. Donc, vous ne pouvez pas très bien le couper avec un couteau, quelle que soit sa netteté; tout comme vous ne pouvez pas couper une étoile. Ainsi, alors qu'un faisceau relativiste à haute énergie pourrait traverser la croûte solide, le reste de la NS guérirait instantanément.

Un autre problème est que le NS est le matériau le plus dense que nous connaissons, donc pour lui causer des dommages, il faudrait un NS plus dense (c'est-à-dire plus massif). Mais, si l'on essaie de le briser ou de le presser avec un NS, les deux fusionneront en un NS plus massif qui pourrait ensuite s'effondrer dans un trou noir si le seuil de masse est atteint. Il pourrait y avoir quelques morceaux de débris qui s'échappent, mais encore une fois, ils deviendraient instantanément de l'hydrogène gazeux.

Je conclus donc que la réponse à cette question est que cela ne peut pas être fait avec quoi que ce soit de connu aujourd'hui.

Il existe cependant un moyen simple d'annuler totalement une NS. Le processus de création d'un NS est un processus réversible. Autrement dit, si vous chauffez simplement un NS suffisamment, il devient non dégénéré. Finalement, les neutrons se désintègrent et deviennent une étoile à hydrogène.

Sur la base de la détection récente du GW170817 et d'une foule d'autres preuves d'observation, il semble qu'une fusion d'étoiles à neutrons soit un moyen d'extraire la masse d'une étoile à neutrons - peut-être quelques dixièmes d'une masse solaire.

Il existe également des preuves que le matériau éjecté de la collision est riche en neutrons, au moins initialement, et produit ensuite des noyaux riches en neutrons par le r-processus.

Il est impossible d'avoir de petits morceaux de matière stable d'étoiles à neutrons. Une densité élevée est nécessaire pour empêcher la décomposition des neutrons (voir /physics/143166/what-is-the-theoretical-lower-mass-limit-for-a-gravitationally-stable-neutron- st ) La masse minimale (théorique) d'une étoile à neutrons stable est de l'ordre de 0,1 à 0,2 masses solaires, bien qu'aucune n'ait été observée dans la nature.

Le bord extérieur d'une étoile à neutrons contient des neutrons, des protons et des électrons très serrés. J'essayerais de tirer sur l'étoile à neutrons avec des positrons pour entrer en collision avec les électrons créant de la chaleur et une charge positive croissante. La combinaison de la chaleur et de la charge positive et de l'explosion localisée de matière-antimatière (peut-être) a progressivement libéré de la masse, quelques protons ici et là, atteignant la vitesse de fuite. Cela prendrait beaucoup de temps, mais cela pourrait bien fonctionner.

Mais n'oubliez pas de prendre du recul lorsque l'étoile devient suffisamment plus légère et atteint l'inverse critique de la limite Tolman – Oppenheimer – Volkoff lorsqu'elle pourrait et probablement se neutralisera rapidement et se développera rapidement. Je pense que cela pourrait être la meilleure façon de le faire (même si j'aime aussi le spin, il répond très rapidement).