Comment les étoiles à neutrons peuvent-elles avoir des atmosphères gazeuses?

Les étoiles à neutrons peuvent avoir de petites atmosphères. Cependant, ils ont également des tractions gravitationnelles extrêmement fortes. Les molécules de gaz ne devraient-elles pas toutes être attirées à la surface de l'étoile et devenir des solides sous l'immense pression?

Je pense peut-être mal à cela, mais je ne vois pas comment cela pourrait être possible.

— Monsieur Cumference
source

Atmosphères de 4 pouces d'épaisseur. :-)

— userLTK

@userLTK Il semble toujours absurde que la matière si proche de l'étoile soit gazeuse.

— Sir Cumference

Qu'entendez-vous par grandes atmosphères? Si vous voulez dire les magnétosphères, bien l'indice est dans le nom. La gravité n'est pas la seule force agissant.

— Rob Jeffries

@RobJeffries Oui, j'ai fait une erreur en disant "grand". Je voulais dire les petites atmosphères gazeuses entourant les étoiles à neutrons.

— Sir Cumference

Comme source: chandra.harvard.edu/press/09_releases/press_110409.html De l' hydrogène et de l'hélium fusionnent à la surface pour produire du carbone. "Atmosphère" peut être un peu vague, il s'agit probablement plutôt d'un plasma dense et presque solide. . . . mais je suppose.

— userLTK

La gravité n'est importante que dans la mesure où elle est capable de comprimer le matériau à des densités élevées. La capacité de ce matériau à se solidifier dépend de la compétition entre l'énergie potentielle coulombique et l'énergie thermique des particules. Le premier augmente avec la densité, le second augmente avec la température. Un plasma dense peut toujours être un gaz s'il est suffisamment chaud.

Une formule approximative pour la hauteur d'échelle exponentielle de l'atmosphère est où est la température du gaz, est une unité de masse atomique, est le nombre de masse atomique unités par particule et est la gravité de surface, avec .

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}

$g = GM/R^2$

Pour une étoile à neutrons typique avec km, , nous avons m / s . L'atmosphère pourrait être un mélange d'hélium ionisé ( ) ou peut - être le fer ( ), alors disons pour la simplicité. La température à la surface de l'étoile à neutrons changera avec le temps; généralement pour un jeune pulsar, la température de surface peut être de K. $R=10$ $M= 1.4M_{\odot}$ $g=1.86\times 10^{12}$ $^2$ $\mu=4/3$ $\mu = 56/27$ $\mu=2$ $10^{6}$

Cela donne mm. $h = 2$

Pourquoi n'est-ce pas un "solide"? Parce que l'énergie thermique des particules est plus grande que l'énergie de liaison coulombique dans n'importe quel réseau solide que les ions pourraient produire. Ce n'est pas le cas dans la surface solide sous l'atmosphère car la densité augmente très rapidement (de kg / m à plus de kg / m (où solidification a lieu) seulement quelques cm, parce que la hauteur de l'échelle est si petite. Bien sûr, la température augmente aussi, mais pas de plus d'un facteur d'environ 100. Après cela, la densité est suffisamment élevée pour la dégénérescence des électrons et le matériau devient approximativement isotherme et à une faible profondeur, la "température de congélation" tombe en dessous de la température isotherme. $10^{6}$ $^{3}$ $10^{10}$ $^{3}$

— Rob Jeffries
source

Je suis confus quant à votre utilisation de et .

μ

$\mu$

m_{u}

$m_u$

— imallett

@imallet Unité de masse atomique kg. - le nombre d'unités de masse par particule. Hélium ionisé 3 particules, 4 unités de masse (oups, j'ai fait une erreur).

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

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

μ

$\mu$

— Rob Jeffries

Donc, en termes de profane ... Ce truc est trop chaud pour tenir sous forme solide ou même liquide. Cool.

— Renan

@zibadawatimmy si vous souhaitez suivre cette définition, il n'y a pas de gaz. Tout est ionisé.

— Rob Jeffries

@RBarryYoung Neutronium est un mot SciFi inventé. Les étoiles à neutrons ont des croûtes de noyaux riches en neutrons accompagnées d'électrons dégénérés. Le cm extérieur est un gaz non dégénéré de composition incertaine, mais ce n'est pas les neutrons libres.

— Rob Jeffries