Was ist das Endziel eines Neutronensterns?

Soweit ich weiß, werden Neutronensterne als extrem helle, extrem schnell rotierende Sternekerne geboren, die in einer Supernova sterben. Auf mehreren Websites wird mir jedoch mitgeteilt, dass die Oberflächentemperatur eines Neutronensterns innerhalb weniger Jahre von mehreren Billionen Kelvin auf nur wenige Millionen Kelvin abfällt . Darüber hinaus nimmt im Laufe der Zeit auch die Spinngeschwindigkeit des Neutronensterns erheblich ab.

Dies wirft die Frage auf: Was ist das endgültige Schicksal eines Neutronensterns? Bleibt es immer so schrecklich magnetisch, heiß und schnell drehend oder zerfällt es immer wieder in eine Form von kaltem, extrem dichtem Sternkern mit einem viel schwächeren Magnetfeld oder bleiben einige seiner Merkmale (insbesondere die Magnetfeldstärke und der Spin) erhalten? für immer erhöhtes Niveau (oder mindestens mehrere hundert Milliarden Jahre)?

Dies wirft die Frage auf: Was ist das endgültige Schicksal eines Neutronensterns?

Neutronensterne können nicht für immer heiß bleiben. Neutronensterne kühlen ab, weil sie strahlen. (Dies wird als Strahlungskühlung bezeichnet.) Abgesehen von ihrem Gravitationsfeld, das die Raumzeit in der Nähe eines Neutronensterns verzerrt, verschwinden die meisten einsamen Neutronensterne mit der Zeit langsam und werden schließlich im Wesentlichen unsichtbar. Eine Möglichkeit, diese kalten, einsamen Neutronensterne zu erkennen, besteht darin, die Gravitationslinse der dahinter liegenden Sterne zu beobachten.

In Bezug auf Magnetfeld und Rotation fallen auch diese mit der Zeit ab. Die Rotation eines Neutronensterns erzeugt das Magnetfeld, aber dieses Magnetfeld verringert die Rotationsrate.

Ein alternatives Schicksal für Neutronensterne besteht darin, einen Gravitationskollaps zu erleiden und ein Schwarzes Loch zu bilden. Dies kann auf verschiedene Arten geschehen. Ein massereicher Neutronenstern kann aufgrund seiner verlangsamten Rotationsrate zusammenbrechen. Die anfängliche schnelle Rotation verhindert den Kollaps der Gravitation, aber das funktioniert nicht mehr, wenn die Rotationsrate des Neutronensterns abfällt.

Einige Neutronensterne sind nicht isoliert. Sie sind stattdessen Mitglieder mehrerer Sternensysteme. Neutronensterne können Material von einem Partnerstern ziehen und schließlich massiv genug werden, um zusammenzubrechen. Schließlich umkreisen sich einige Neutronensterne eng. Die Entdeckung dieser Hulse-Taylor-Binärdatei führte 1993 zum Nobelpreis für Physik. Diese eng umlaufenden Neutronensterne emittieren Gravitationswellen, wodurch die Umlaufbahn zerfällt. Diese Neutronensterne kollidieren schließlich, was wiederum zu einem Gravitationskollaps führt.

Neutronensterne haben extrem kleine Wärmekapazitäten. Dies liegt daran, dass sie größtenteils aus entarteten Fermionen bestehen und die Wärmekapazität weiter unterdrückt wird, wenn sich diese Fermionen erwartungsgemäß in einem superfluiden Zustand befinden.

Dies hat (mindestens) zwei Konsequenzen:

$10^5$$10^7$$<10^6$$\propto T^4$

(b) Die geringe Wärmekapazität bedeutet jedoch auch, dass es einfach ist, einen Neutronenstern heiß zu halten, wenn Sie ihm Energie hinzufügen können - wie z. B. viskose Dissipation der Rotation durch Reibung, Akkretion vom interstellaren Medium oder ohmsche Erwärmung durch Magnetfelder.

$10^6$$>10^6$

Die Situation in Bezug auf Spin und Magnetfeld ist sicherer. Es gibt nicht dieselben Mechanismen, um einen isolierten Neutronenstern zu drehen oder seine Magnetfelder zu regenerieren. Es wird erwartet, dass beide mit der Zeit abnehmen, und tatsächlich sind die Spin-Down-Rate und die Magnetfeldstärke eng miteinander verbunden, da der Spin-Down-Mechanismus die Emission magnetischer Dipolstrahlung ist. Das Magnetfeld fällt durch die Erzeugung von Strömen ab, die sich dann ohmsch zerstreuen (eine Wärmequelle bereitstellen) oder möglicherweise schneller über Ströme, die durch den Hall-Effekt oder durch ambipolare Diffusion erzeugt werden.

$\dot{\Omega} \propto \Omega^3$$10^8$$10^5$Jahre. Theoretische Schätzungen der B-Feld-Zerfallszeitskalen entsprechen eher Milliarden von Jahren. Wenn diese Theorie richtig ist, würden sich Neutronensterne auch nach Beendigung des Pulsarmechanismus sehr schnell weiter drehen.