中子星-宇宙地位仅次于黑洞,密度大得让人不敢相信!
所有恒星演化到末期,根据他们质量的大小最终都逃不出三种结局:白矮星、中子星、和黑洞。质量小于八个太阳的恒星,往往最后只能变化为一颗白矮星。当质量大于太阳100倍的时候,就有可能变成黑洞。而当老年恒星的质量为太阳质量的8到30倍时,就有可能最后变为一颗白矮星。今天我就来聊一聊这种介于白矮星和黑洞之间的星体-中子星。
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中子星上的物质被认为是可见物质中密度最大,硬度最高的物质。单位体积的物质质量大到出奇级。以至于不了解他的人都不敢相信,因为每立方厘米中子星的物质质量竟高达8000万-20亿吨。是水的密度的一百万亿倍左右。想想看这个花生米大小的中子星物质放在地球上,竟然相当于1000艘10万吨级航空母舰的重量,是不是觉得难以置信?
相对而言,白矮星的密度大约为每立方厘米100公斤到十吨。这就已经够让我们惊讶的了,如果把我们的地球以中子星性的密度压缩。那么最终他将只有大约直径22米大小。但是它的质量仍然是五十九万亿亿吨。太阳的质量是地球的33万倍。如果压成一颗中子星的话,直径还不到十公里。同白矮星一样,中子星是处于演化落后期的恒星,它也是在老年恒星的中心形成的。只不过能够形成中子星的恒星,其质量更大而已。根据科学家的计算,当老年恒星的质量为太阳质量的约达八到二三十倍时。他就有可能最后变为一颗中子星。而质量小于八个太阳的恒星,往往只能变化为一颗白矮星。
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但是中子星和白矮星的区别。不只是生成他们的恒星质量的不同,他们的物质存在状态是完全不同的。简单的说白矮星的密度虽然大。但还在正常物质结构能达到的最大密度范围内,电子还是电子,原子核还是原子核纸盒,原子结构完成。而在中子星里压力如此之大,白矮星中的电子间电压再也承受不起了。电子被压缩到原子核中,使原子变得仅有中子值组成。中子简并压支撑住了中子星,阻止他进一步压缩。而整个中子星就是由这样的原子核紧挨在一起形成的。可以这样说中子星就是一个巨大的原子核,中子星的密度就是原子核的密度。中子星的质量非常大,以至于巨大的引力让光线都是呈抛物线挣脱。
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在形成的过程方面,中子星同白矮星是非常类似的。当恒星外壳向外膨胀时。它的核受反作用力而收缩,而在巨大的压力和由此产生的高温下发生一系列复杂的物理变化,最后形成一颗中子星内核。而整个恒星将以一次极为壮观的爆炸来了解自己的生命。这就是天文学中著名的超新星爆发。超新星爆可于一瞬间释放相当于这个恒星一生核聚变数十倍的能量。在这一刻恒星巨大的物质质量急需的向内压缩,将最中心十公里直径左右的地方原子中的电子都挤到了质子止中,一颗中子星也就形成了。
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而中子星与黑洞都是大质量天体在死亡时的变异,也可以说是大质量天体的残骸。中子星和黑洞这两种致密天气的区别是第一成因不一样,中子星是质量大于太阳8-30倍的恒星演化望后期发生超新星大爆炸后坍缩形成的。黑洞是超大质量恒星在演化后期形成的,一般是大于太阳质量100倍的恒星,在演化后期发生超新星大爆炸坍缩而成。超新星大爆炸后塌缩的中子星质量大于太阳1.5-3倍时就会继续塌缩,最后形成一个黑洞。总体上来说,人们对中子星的性质了解多一些,这种天体的组成成分还是在人类的认知以内。
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【中子星-宇宙地位仅次于黑洞,密度大得让人不敢相信!】科学界认为中子星是一个中子简并态星球,极大的引力把原子压碎了。电子压进了原子核,与质子中和成了中子,整个星球成了一个巨大的原子核。一个半径十公里的中子星质量就与69.6万公里半径的太阳相当了。中子星的密度强大到每立方厘米的物质质量高达10亿吨,它的引力可以把光的逃逸译成抛物线状。中子星的逃逸速度可以达到光速的一半-15万公里,而地球才11.2公里。太阳才617.7公里。如果一个70公斤的人遇到了中子星被吸引掉落到其表面时的撞击力度可以达到2亿吨核爆威力。中子星表面温度可以达到1000万度以上。中心温度可以达到1000亿度,是太阳的几千倍,中子星性还有强大的磁场和脉冲。高速旋转,每秒竟达到1000多转。宇宙中的中子星的质量大都比太阳的质量更大。他们都是由质量在太阳的8-30倍之间的恒星发生超新星爆发之后形成的,即便是我们的太阳也无法形成中子星。
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