Prepárate, ¡esto se vuelve extraño y maravilloso!
Podemos usar nuestro conocimiento actual de la física para decir mucho sobre las estrellas de neutrones, aunque hasta ahora todo esto se basa en la teoría. Podemos observar la existencia de estrellas de neutrones, pero solo como puntos de luz / otras emisiones y no como detalles de ninguna manera. Entonces, todo lo que podemos hacer es usar nuestra física para predecir qué debería hacer la materia en las condiciones de la estrella y, por el contrario, cómo deberían ser las condiciones de la estrella dado lo que hará la materia. En el núcleo de una estrella de neutrones más grande, comenzamos a alcanzar los límites de lo que sabemos, incluso en teoría, y las cosas se vuelven muy especulativas.
OK … así que lo primero que hay que tener en cuenta es que una estrella de neutrones no está hecha completamente de neutrones. Lo sé, lo sé … lo dice en el paquete, pero tienes que leer la letra pequeña. El caso es que los neutrones no son estables. Un neutrón por sí solo se descompondrá con una vida media de alrededor de 3 minutos, produciendo un protón y un electrón (por esta razón, la gente inicialmente pensó que un neutrón podría estar hecho de protones y electrones, pero este no es el caso) .
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Ahora, en el caso de una estrella de neutrones, el neutrón está más o menos estabilizado por la gravedad extrema (y, por lo tanto, la presión) que conduce a la formación de la estrella de neutrones en primer lugar. Pero solo más o menos. Las capas externas de la estrella de neutrones están bajo menos presión, y allí los neutrones son menos estables y tienden a descomponerse en materia normal. A lo largo de la estrella hay un equilibrio, diferente en diferentes partes, entre los neutrones y otros materiales, con los neutrones convirtiéndose en protones + electrones y luego protones + electrones convirtiéndose en neutrones nuevamente. Cada vez que se emite un neutrino o antineutrino, y dado que estos generalmente escapan de la estrella de neutrones, en realidad pierde energía a medida que pasa el tiempo (¡esto es lo que enfría las estrellas de neutrones, en realidad!)
En la superficie de la estrella de neutrones, la presión es menor y allí la materia es probablemente casi del tipo más normal. O normal … todavía es una condición extrema. La mayoría de los trabajos que he leído sobre esto sugieren que el estado más probable de la materia en estas condiciones es una especie de hierro cristalino súper denso. Aunque en el mundo real, estoy seguro de que es bastante desordenado y hay muchas cosas extrañas.
A medida que profundice, comenzará a obtener bolsas donde la presión aplasta los núcleos en el tipo de material que probablemente asocie con las estrellas de neutrones (a menudo llamadas neutrones) … una especie de masa amorfa de neutrones (y algunos protones y electrones recuerdan) . Al principio, es probable que esto suceda en nódulos pequeños, luego más profundo en estos nódulos se convertirían en barras, luego láminas de neutronio, luego las láminas de neutronio se convertirían en el material dominante con láminas de materia regular. Más profunda aún, la materia más ordinaria formaría varillas en el neutronio y luego bolsas … la situación inicial en reversa.
Una persona inteligente ha llamado a esta “pasta nuclear” … ¡con los bolsillos iniciales como gnotti, las varillas, el espagueti y las sábanas, lasaña!
En el núcleo, donde las presiones son aún más altas, nadie sabe lo que sucederá. Puede haber estados en los que incluso las partículas en los núcleos dejan de estar bien definidas, con los neutrones aplastados juntos dando lugar a una “sopa de quarks y gluones”. Simplemente no lo sabemos, aunque los experimentos en curso deberían ayudarnos a comprender mejor.
Finalmente, por supuesto, debe tener en cuenta que esta es probablemente una imagen simplista. Las simulaciones recientes han sugerido que las formas de la “pasta nuclear” son probablemente más complejas e irregulares, ¡pero esto te da la idea!
Puede leer más sobre esto en forma resumida en un artículo de Scientific American aquí: Las estrellas de neutrones sirven platos de pasta nuclear
en la inevitable página de wikipedia Pasta nuclear – Wikipedia
o un artículo real sobre esto en arXive: [1109.3511v2] Pasta nuclear en supernovas y estrellas de neutrones