Как нейтронные звезды могут иметь газовую атмосферу?

Нейтронные звезды могут иметь небольшую атмосферу. Тем не менее, они также имеют чрезвычайно сильное гравитационное притяжение. Разве все молекулы газа не должны притягиваться к поверхности звезды и превращаться в твердые тела под огромным давлением?

Может быть, я думаю об этом неправильно, но я не понимаю, как это могло быть возможно.

— Сэр
источник

4 дюйма толщиной атмосферы. :-)

— userLTK

@userLTK Все еще кажется абсурдным, что вещество, находящееся так близко к звезде, будет газообразным.

— сэр Cumference

Что вы подразумеваете под большими атмосферами? Если вы имеете в виду магнитосферы, то ключ кроется в названии. Гравитация не единственная действующая сила.

— Роб Джеффрис

@RobJeffries Да, ошибся, сказав "большой". Я имел в виду небольшие газообразные атмосферы, окружающие нейтронные звезды.

— сэр Cumference

Источник: chandra.harvard.edu/press/09_releases/press_110409.html Водород и гелий сливаются на поверхности, образуя углерод. «Атмосфера» может быть немного расплывчатой, вероятно, это скорее плотная, почти твердая плазма. , , , но я догадываюсь

— userLTK

Гравитация важна только в том случае, если она способна сжимать материал до высоких плотностей. Способность этого материала к затвердеванию зависит от конкуренции между кулоновской потенциальной энергией и тепловой энергией частиц. Первое увеличивается с плотностью, второе увеличивается с температурой. Плотная плазма все еще может быть газом, если она достаточно горячая.

Грубая формула для экспоненциальной шкалы высоты атмосферы имеет вид где - температура газа, - атомная единица массы, - номер атомной массы. единиц на частицу, а - поверхностная гравитация, где .

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 типичной нейтронной звезды с км, , мы имеем м / с . Атмосфера может быть смесью ионизированного гелия ( ) или, возможно, железа ( ), поэтому для простоты скажем . Температура на поверхности нейтронной звезды будет меняться со временем; обычно для молодого пульсара температура поверхности может составлять К. $R=10$ $M= 1.4M_{\odot}$ $g=1.86\times 10^{12}$ $^2$ $\mu=4/3$ $\mu = 56/27$ $\mu=2$ $10^{6}$

Это дает мм. $h = 2$

Почему это не "солидно"? Потому что тепловая энергия частиц больше, чем кулоновская энергия связи в любой твердой решетке, которую могут образовать ионы. Это не относится к твердой поверхности ниже атмосферы, потому что плотность растет очень быстро (от кг / м до более чем кг / м (где затвердевание имеет место) только несколько см, потому что высота шкалы очень мала. Конечно, температура тоже увеличивается, но не более чем в 100 раз. После этого плотность достаточно высока для вырождения электронов, и материал становится приблизительно изотермическим, и на небольшой глубине «температура замерзания» падает ниже изотермической температуры. $10^{6}$ $^{3}$ $10^{10}$ $^{3}$

— Роб Джеффрис
источник

Я не понимаю, как вы используете и .

μ

$\mu$

m_{u}

$m_u$

— Ималлетт

@imallet Атомная единица массы кг. - количество единиц массы на частицу. ионизированный гелий 3 частицы, 4 единицы массы (упс, я ошибся).

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

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

μ

$\mu$

— Роб Джеффрис

Итак, с точки зрения обывателя ... Этот материал слишком горячий, чтобы его можно было хранить в твердом или жидком виде. Прохладно.

— Ренан

@zibadawatimmy, если вы хотите использовать это определение, тогда газа нет. Это все ионизировано.

— Роб Джеффрис

@RBarryYoung Neutronium - выдуманное научное слово. Нейтронные звезды имеют корки из богатых нейтронами ядер, сопровождаемые вырожденными электронами. Внешний см или около того - невырожденный газ с неопределенным составом, но он не является свободными нейтронами.

— Роб Джеффрис