Як можуть нейтронні зірки мати газоподібну атмосферу?

Нейтронні зірки можуть мати невеликі атмосфери. Однак вони також мають надзвичайно сильний гравітаційно тягне. Чи не повинні всі молекули газу витягнутися на поверхню зірки і не стати твердими речовинами під величезним тиском?

Можливо, я думаю про це неправильно, але не бачу, як це могло бути можливим.

— Сер Камференція
джерело

4 дюймові атмосфери. :-)

— користувачLTK

@userLTK Все ще здається абсурдним, що так близько до зірки матерія буде газоподібною.

— Сер Камференція

Що ви маєте на увазі під великою атмосферою? Якщо ви маєте на увазі магнітосфери, добре поняття є в назві. Гравітація - не єдина сила, яка діє.

— Роб Джефріс

@RobJeffries Так, помилився, сказавши "великий". Я мав на увазі малі газоподібні атмосфери, що оточують нейтронні зірки.

— Сер Камференція

Як джерело: chandra.harvard.edu/press/09_releases/press_110409.html Водень і Гелій плавкі на поверхні, щоб зробити Карбон. "Атмосфера" може бути дещо невиразною, це, мабуть, більше густа, майже тверда плазма. . . . але я здогадуюсь

— користувачLTK

Гравітація важлива лише в тому випадку, якщо вона здатна стискати матеріал до високої щільності. Чи здатний цей матеріал затвердіти, залежить від конкуренції потенціальної кулобської енергії та теплової енергії частинок. Перші збільшуються з щільністю, другі збільшуються з температурою. Щільна плазма все ще може бути газом, якщо вона досить гаряча.

Приблизна формула висоти експоненціальної шкали атмосфери - де - температура газу, - атомна одиниця маси, - кількість атомної маси одиниць на частинку і - поверхнева сила, .

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}

$g = GM/R^2$

Для типової нейтронної зірки з км, , маємо м / с . Атмосфера може бути сумішшю іонізованого гелію ( ) або, можливо, заліза ( ), тому скажемо для простоти. Температура на поверхні нейтронної зірки з часом буде змінюватися; типово для молодого пульсара температура поверхні може становити К. $R=10$ $M= 1.4M_{\odot}$ $g=1.86\times 10^{12}$ $^2$ $\mu=4/3$ $\mu = 56/27$ $\mu=2$ $10^{6}$

Це дає мм. $h = 2$

Чому це не «суцільне»? Оскільки теплова енергія частинок більша, ніж кулонічна енергія зв’язку в будь-якій твердій решітці, яку можуть скласти іони. Це не так у твердій поверхні під атмосферою, оскільки щільність дуже швидко зростає (від кг / м до більше кг / м (де затвердіння) має місце) лише кілька см у, тому що висота накипу така невелика. Звичайно, температура також збільшується, але не більше ніж в 100 разів. Після цього щільність досить висока для виродження електронів, і матеріал стає приблизно ізотермічним і на невеликій глибині "температура замерзання" падає нижче ізотермічної температури. $10^{6}$ $^{3}$ $10^{10}$ $^{3}$

— Роб Джеффріс
джерело

Мене бентежить ваше використання та .

μ

$\mu$

m_{u}

$m_u$

— imallett

@imallet Одиниця атомної маси кг. - кількість одиниць маси на частинку. іонізований гелій 3 частинки, 4 одиниці маси (ого, я допустив помилку).

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

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

μ

$\mu$

— Роб Джефріс

Так, з точки зору лейсман ... Цей матеріал занадто гарячий, щоб він міг бути твердим чи рідиною. Класно.

— Ренан

@zibadawatimmy, якщо ви хочете піти з таким визначенням, то газу немає. Це все іонізоване.

— Роб Джефріс

@RBarryYoung Neutronium - це складне слово SciFi. Нейтронні зірки мають корі ядер, багатих нейтронами, що супроводжуються виродженими електронами. Зовнішня см або близько того - це нероджений газ невизначеного складу, але одне - це не вільні нейтрони.

— Роб Джефріс