Entonces, en lugar de dar la respuesta estándar, “el agujero negro ganaría”, mi área de investigación analiza las colisiones de estrellas de neutrones, por lo que puedo leer muchas cosas relacionadas con esta situación exacta. Así que vamos a sumergirnos y mirar todas las cosas divertidas que suceden.
Un magnetar es una estrella de neutrones que, por cualquier motivo, tiene un campo magnético ENORME. Los agujeros negros se pueden caracterizar completamente por 3 números, la masa, la carga y el momento angular. (Esto ha sido probado por el “teorema de sin cabello”, resumido humorísticamente por el dicho “Los agujeros negros no tienen cabello”, lo que significa que una vez que todos los efectos transitorios después de la formación desaparecen, no queda nada que pueda decirle qué creó el negro agujero). Las estrellas de neutrones, por otro lado, son realmente geniales porque tienen mucha estructura que superar. Tienen una corteza hecha de una red cristalina de núcleos de hierro ricos en neutrones con electrones zumbando a casi la velocidad de la luz. Eso se disuelve lentamente en un manto formado por un gas superfluido de neutrones, con aproximadamente un protón por cada ocho neutrones. Y hay un núcleo central pegajoso que (según nuestra mejor comprensión de la materia de súper alta densidad) está formado por un plasma de quarks y gluones.
Ahora, la razón por la cual un magnetar tiene un campo magnético tan fuerte es porque la estrella está girando increíblemente rápido. Como bordear el punto en que la relatividad general dice “¡No más!” ¿Recuerdas cuando dije que había protones en el manto superfluido? Bueno, debido a que los protones son partículas cargadas y se mueven en círculos, crean un campo magnético. Y debido a que hay muchos protones girando muy rápido, el campo magnético es tremendo, billones de veces más fuerte que cualquier cosa que podamos crear en la Tierra.
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Por lo general, las estrellas de neutrones se enfrían bastante rápido una vez que nacen. Justo después de la supernova, tiene una temperatura de aproximadamente 10 mil millones de grados. Después de unos días, se han enfriado a unos pocos millones de grados (que para la materia nuclear es realmente, REALMENTE frío).
Ahora hay un par de factores importantes en lo que sucede después. Estas son la masa del agujero negro, y si se trata de una colisión fuera del centro o una inspiral. Comencemos primero con la colisión descentrada porque a todos les encantan las explosiones.
Es muy poco probable que un magnetar se dispare directamente en el centro de un agujero negro, y si lo hiciera, probablemente sería algo poco emocionante de ver, porque es probable que el agujero negro se trague todo el magnetar. En el caso más probable, fue una colisión descentrada, donde una parte del magnetar cayó más allá del horizonte de eventos (efectivamente, el agujero negro le dio un mordisco al magnetar), entonces esa parte se habría ido y continuaría cayendo en la singularidad. . Ahora el magnetar ha reducido parte de su masa y sigue teniendo una gran presión externa. Es probable que, debido a esta repentina diferencia en las presiones internas y externas, explote y libere todas sus tripas al universo. Es posible que colisiones como esta, junto con colisiones de estrellas de neutrones y estrellas de neutrones, sean lo que siembra el universo con elementos más pesados que el hierro, como el uranio y el plomo. La materia caliente de los neutrones libres y los protones se agrupan en núcleos pesados. Estos núcleos tendrían una gran cantidad de neutrones que se descompondrían en protones hasta que alcanzara un estado más o menos estable.
Ahora si inspiral, tomaría mucho más tiempo. Los dos objetos tendrían que renunciar a la energía distorsionando el espacio y enviando ondas gravitacionales. Si el agujero negro es pequeño, debido a las fuerzas de marea, la forma del magnetar comenzaría a distorsionarse. Pasaría de ser casi perfectamente esférico (con montañas en su superficie del orden del tamaño de un milímetro más o menos), a una forma de huevo más. A medida que la corteza se estira y aprieta por el agujero negro, la estrella que estaba básicamente fría, comenzaría a calentarse. Y cuanto más distorsionada la forma, más perturbaría la dinamo que alimenta el campo magnético. Es probable que el campo magnético se derrumbe antes de que el magnetar llegue al horizonte de eventos. Si es un pequeño agujero negro, el magnetar podría romperse y formar una forma de toro alrededor del agujero negro antes de ser consumido lentamente. O si el agujero negro es lo suficientemente grande, puede que no haya suficiente diferencia en las fuerzas de marea de un lado del magnetar al otro y el agujero negro podría tragárselo de una vez.
Espero que hayas disfrutado esta respuesta tanto como yo disfruté investigando.
