จะเกิดอะไรขึ้นหากร่างกายตกสู่ดาวนิวตรอน

เรารู้ว่าดาวนิวตรอนเป็นวัตถุขนาดใหญ่มากที่มีแรงโน้มถ่วงที่แรงมากซึ่งประกอบด้วยนิวตรอนเป็นส่วนใหญ่

ฉันอดไม่ได้ที่จะสงสัยว่าจะเกิดอะไรขึ้นถ้าวัตถุตกไปในดาวนิวตรอนจะเกิดอะไรขึ้น มันจะเปลี่ยนเป็นนิวตรอนหรือไม่? และจะมีการปล่อยรังสีชนิดใด ๆ

ไม่มีการคำนวณอย่างละเอียด แต่เป็นคำตอบเชิงคุณภาพ: ขึ้นอยู่กับเส้นทางการเคลื่อนที่ของอิมแพ็คเตอร์ผลลัพธ์จะแตกต่างกันเล็กน้อย แต่ชัดเจนว่าพลังงานศักย์ของตัวรับผลกระทบจะถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานจลน์จำนวนมากก่อนที่จะเกิดผลกระทบขึ้น พลังงานจลน์จะถูกเปลี่ยนเป็นความร้อนเป็นส่วนใหญ่ในระหว่างการกระแทกเปลี่ยนส่วนที่สำคัญของมวลของตัวส่งผลกระทบเป็นรังสีเอกซ์และรังสีแกมม่า

ส่วนที่เหลือของ Impactor จะถูกเปลี่ยนเป็นพลาสม่าโดยอิเล็กตรอนส่วนใหญ่เคลื่อนที่อย่างอิสระจากนิวเคลียสเดิมของพวกมันและแยกย้ายกันไปสู่ชั้นบรรยากาศเป็นส่วนใหญ่ (ชั้นบาง ๆ ของไม่กี่มิลลิเมตร) ของดาวนิวตรอน พลังงานจะสูงพอที่จะก่อให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชั่นและฟิชชันพร้อมกับปฏิกิริยาของอนุภาคพลังงานสูงอื่น ๆ พลังงานส่วนหนึ่งจะถูกเปลี่ยนเป็นสนามแม่เหล็กซึ่งสามารถแข็งแกร่งมากสำหรับดาวนิวตรอน

การผสมผสานภายในกับดาวนิวตรอนจะไม่เกิดขึ้นในช่วงแรกสำหรับอิมแพ็คเตอร์ขนาดเล็กเนื่องจากความเฉื่อยและความหนาแน่นสูงของชิ้นส่วนภายในของดาวนิวตรอน

ในบางกรณีผลกระทบอาจก่อให้เกิดการล่มสลายของดาวนิวตรอนเป็นหลุมดำขึ้นอยู่กับมวลของดาวนิวตรอนและมวลของผลกระทบ

เพิ่มเติมเกี่ยวกับโครงสร้างภายในของดาวนิวตรอนในวิกิพีเดีย ("สสารที่ตกลงมาบนพื้นผิวของดาวนิวตรอนจะเร่งความเร็วให้เร็วที่สุดโดยแรงโน้มถ่วงของดาวฤกษ์แรงกระแทกอาจทำลายอะตอมขององค์ประกอบของวัตถุ . ")

เพิ่มเติมเกี่ยวกับ Chandrasekhar จำกัด ของดาวนิวตรอน

สมมติว่าสิ่งที่ตกลงสู่ดาวนิวตรอนคือวัสดุ "ปกติ" - เช่นดาวเคราะห์ดาวเคราะห์น้อยหรืออะไรทำนองนั้น เมื่อวัตถุมุ่งสู่ดาวนิวตรอนมันจะได้รับพลังงานจลน์จำนวนมหาศาล ถ้าเราคิดว่ามันเริ่มต้นจากอนันต์พลังงานที่ได้ (และเปลี่ยนเป็นพลังงานจลน์) นั้นประมาณ (ไม่สนใจ GR) ที่คือ มวลของวัตถุ (ซึ่งยกเลิก) และและคือมวลและรัศมีของดาวนิวตรอน (สมมติว่ามีค่าทั่วไปเท่ากับและ 10 กม. ตามลำดับ)

ซึ่งจะส่งผลให้ความเร็วเมื่อมันเข้าใกล้พื้นผิวดาวนิวตรอนที่ m / s - คือใหญ่พอที่คุณจะต้องทำการคำนวณโดยใช้กลไกความสัมพันธ์จริง ๆ$1.9 \times 10^{8}$

อย่างไรก็ตามฉันสงสัยว่าวัตถุจะไปถึงพื้นผิวเหมือนเดิมเนื่องจากแรงคลื่น โรช จำกัดสำหรับการล่มสลายของวัตถุแข็งเกิดขึ้นเมื่อวัตถุเป็นระยะทาง ที่และเป็นความหนาแน่นเฉลี่ยของดาวนิวตรอนและวัตถุของเราตามลำดับ สำหรับวัสดุหินกิโลกรัม / เมตร{3} สำหรับดาวนิวตรอนแม่นยำของเรากิโลกรัม / เมตร{3} ดังนั้นเมื่อวัตถุเข้าใกล้กว่ากม. วัตถุนั้นจะสลายตัวเป็นอะตอมที่เป็นส่วนประกอบ

มันจะมาถึงบริเวณใกล้เคียงกับดาวนิวตรอนในรูปของก๊าซไอออไนซ์ที่ร้อนมาก แต่ถ้าวัสดุนั้นมีโมเมนตัมเชิงมุมแม้แต่น้อยมันก็ไม่สามารถตกลงบนพื้นผิวดาวนิวตรอนได้โดยตรงโดยไม่ปล่อยโมเมนตัมเชิงมุมออกมาก่อน มันจะสร้าง (หรือเข้าร่วม) ดิสก์เพิ่ม เมื่อโมเมนตัมเชิงมุมถูกเคลื่อนย้ายออกไปด้านนอกวัตถุสามารถเคลื่อนที่เข้าด้านในได้จนกว่ามันจะถูกยึดเข้ากับสนามแม่เหล็กของดาวนิวตรอนและทำให้การเดินทางครั้งสุดท้ายบนพื้นผิวนิวตรอนอาจผ่านการกระแทกแบบเพิ่มขึ้นเมื่อเข้าใกล้ขั้วแม่เหล็กถ้าวัตถุนั้น ได้เพิ่มขึ้นอย่างมากแล้ว ประมาณสองสามเปอร์เซ็นต์ของพลังงานมวลส่วนที่เหลือจะถูกแปลงเป็นพลังงานจลน์แล้วความร้อนซึ่งส่วนหนึ่งฝากไว้ในเปลือกดาวนิวตรอนพร้อมกับสสาร (นิวเคลียสและอิเล็กตรอน) และแผ่ออกเป็นส่วนหนึ่ง

ที่ความหนาแน่นสูงในเปลือกนอกวัตถุดิบ (แน่นอนถ้ามีโปรตอนจำนวนมาก) จะถูกเผาในปฏิกิริยานิวเคลียร์อย่างรวดเร็ว หากมีวัสดุเพียงพอในช่วงเวลาสั้น ๆ สิ่งนี้จะนำไปสู่การระเบิดแสนสาหัสทางความร้อนแบบควบคุมไม่ได้จนกว่าองค์ประกอบแสงทั้งหมดจะถูกใช้ไป อิเล็กตรอนที่ตามมาจะทำให้วัสดุมีนิวตรอนมากขึ้นเรื่อย ๆ จนกระทั่งมันตกลงไปที่องค์ประกอบสมดุลของเปลือกโลกซึ่งประกอบด้วยนิวเคลียสที่อุดมด้วยนิวตรอนและอิเล็กตรอนที่เสื่อมโทรมลงอย่างรุนแรง (ไม่มีนิวตรอนอิสระ)