Черная дыра не обязательно должна образоваться из звезды; теоретически он мог образоваться из любого чрезвычайно плотного объекта. На самом деле, многие астрономы отличают определенные черные дыры, такие как сверхмассивные , от звездных (тех, которые формируются из звезд).
Однако может ли то же самое относиться к нейтронным звездам? Нейтронные звезды образуются только из-за сильной гравитации во время коллапса звезды: принудительно происходит захват электронов, и большая часть звезды становится нейтронами. Может ли это произойти с незвездными объектами, если гравитация вызывает захват электронов?
Если да, то почему мы не видим столько же этих «нейтронных объектов», сколько незвездных черных дыр?
Не может быть такого понятия, как «сверхмассивная нейтронная звезда». Теоретический верхний предел массы нейтронной звезды находится где-то между 2,2 и 3 массами Солнца. Если они станут более массивными, они неизбежно образуют черные дыры. Так что мне непонятно, о каких «нейтронных объектах» вы думали?
Также неясно, что вы подразумеваете под «незвездными» объектами, которые будут иметь плотности, необходимые для образования нейтронно-вырожденной материи? Нет ничего, кроме (I) ядер массивных звезд в конце их жизни. (II) Массивные белые карлики, если они накапливают материю сверх предела Чандрасекара. Кроме того, существует минимальная масса нейтронной звезды. Хотя наблюдаемый нижний предел наблюдаемых в природе (пока) составляет около , существует теоретический нижний предел около к определяется устойчивостью нейтрона к распаду в самогравитирующем материале (см . стабильный нейтрон-ст/143174#143174 ).
Это верно, если бы вы могли сжать любую материю до плотности выше кг/м это образовало бы нейтронно-вырожденный материал. Но для этого нужны (насколько нам известно) условия, которые я перечислил выше.
Нейтронная звезда сформируется, если у вас есть примерно 1,4-3 солнечных массы материи, которая не производит достаточно энергии, чтобы выдержать давление радиации. Таким образом, в принципе, вы можете собрать 2 солнечных массы железа, и оно разрушится под действием собственной гравитации и сформирует нейтронную звезду.
Однако подавляющее большинство Вселенной состоит из смеси водорода и гелия, и если вы соберете из этих материалов 2 массы Солнца, синтез начнется задолго до того, как он разрушится, и вы получите обычную звезду. Поэтому кажется вероятным, что каждая естественная нейтронная звезда в реальной Вселенной прошла через фазу ядерного горения и, таким образом, стала «звездной» нейтронной звездой.
Вполне возможно, что флуктуация плотности в очень ранней Вселенной могла быть как раз такого размера, чтобы материя там охладилась до нейтрония, а не просто более плотного облака обычной материи, но она была бы окружена довольно плотной нормальной материей, поэтому скорее всего превратится в черную дыру.
Как указывали другие, причина, по которой мы не видим незвездных нейтронных звезд, заключается в том, что давление, необходимое для их образования, обычно встречается только в звездах. Низкие давления не образуют материю, вырожденную нейтронами, а более высокие давления образуют черные дыры.
Я думаю, что часть вашего вопроса может заключаться в том, стабильны ли меньшие количества нейтронно-вырожденного вещества, которое будет находиться под более низким постоянным давлением. Я думаю, что ответ либо "нет", либо "не очень низкое давление", так как считается, что даже коры нейтронных звезд имеют отдельные ядра: https://link.springer.com/article/10.12942/lrr-2008- 10 . В небольших количествах нейтронно-вырожденная материя, вероятно, взорвется с чрезвычайной силой, как если бы она была просто смехотворно сверхтяжелым и сверхнейтронно-богатым атомом: https://physics.stackexchange.com/questions/10052/what-would-happen -к-чайной-ложке-материала-нейтронной-звезды-если-выпустить-на-Землю
Однако некоторые теории предполагают, что это неверно для более плотных типов кварк-глюонной материи, которые, вероятно, находятся внутри массивных «нейтронных звезд». Концепция «странной материи», состоящей из верхних, нижних и странных кварков, хорошо известна, и некоторые предсказывали, что она будет стабильной при комнатной температуре после того, как она была сформирована, возможно, даже превращая обычную материю, с которой соприкасается, в странное дело (или, наоборот, может и нет). «Странгалки», или крошечные кусочки странной материи, являются одним из кандидатов на роль темной материи, и даже предполагалось, что они могут сталкиваться с Землей примерно раз в год и объяснять появление некоторых странных кратеров: https://arxiv.org/ ftp/arxiv/papers/2007/2007.04826.pdf
Точно так же было также высказано предположение, что очень тяжелые атомные ядра (A> около 300) могут коллапсировать в море верхних и нижних кварков, называемое «веществом кварков вверх-вниз» или udQM, которое на самом деле может быть более стабильным, чем «странная материя». (удс-материя). Это было предложено для создания «континента стабильности», где такие большие ядра на самом деле стабильны, в отличие от меньших сверхтяжелых ядер, и было предложено в качестве альтернативы страпелькам в качестве кандидата на темную материю: https://en.wikipedia.org /wiki/Континент_стабильности
Излишне говорить, что оба типа КХД-вещества являются чрезвычайно теоретическими, потому что А) их могут создать только давления, подобные сверхновым, даже если они окажутся стабильными или метастабильными при низком давлении, Б) наши методы создания сверхтяжелых ядер с ускорителями частиц еще не продвинулись так далеко, C) надлежащие расчеты квантовой хромодинамики очень трудно сделать, и действительно хорошие расчеты такого рода были сделаны только для малых ядер, поэтому математика этих предсказаний (включая предсказание о нейтроне -вырожденная материя) основаны на всех приближениях, которые, вероятно, вносят существенные ошибки.
Возможно, что дальнейшие исследования столкновений нейтронных звезд раскроют больше о природе их недр и о том, могут ли эти столкновения даже высвободить сверхплотную материю без ее распада на ядра нормального размера. (Если это не так, это не означает, что эта сверхплотная материя не может быть стабильной, поскольку это может быть просто энергия столкновения, которая ее разрушила, и даже если это так, такой источник вряд ли будет основным источником темной материи, потому что это приведет к увеличению количества темной материи по мере старения Вселенной, что, я думаю, противоречит наблюдениям.)