神秘感 什么是中子星,中子星的神秘感让人很着迷,很难想象它的密度

之前,美国科学家在一个距离地球4600光年远星系中又有重大发现,因为发现了一个或是全宇宙“最大”中子星。
美国WVU天文学家团队表示,此次发现得益于美国西弗吉尼亚州波卡洪塔斯县绿色望远镜。该中子星被命名为J0740 + 6620,它是有史以来最大中子星,其质量是太阳质量的2.17倍,如果要以地球来做比较的话,是地球质量70万倍,搞得科学家都直呼几乎不可能存在,或是全宇宙最大中子星。
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当一颗为太阳质量8至30倍恒星燃料用完后会发生超新星爆炸,外层被爆炸力快速抛出,同时内核坍塌成一颗中子星,所以中子星是宇宙中除黑洞以外密度最大一类天体,密度大得难以想象,如果把我们的地球压缩成这种密度,那么地球直径可能只有一个足球那么大,一个芝麻大的中子星物质可以压垮一艘航空母舰。
当一颗恒星能量即将耗尽时,其核心将消耗最后的“燃料”以产生热量和压力,巨大恒星的引力如此之强,以至于核心的原子无法与之抗争。以我们的太阳为例,在恒星生命后期其核心会非常紧密地塌陷下去,以至原子的电子会达到峰值压力。我们的恒星会达到称为白矮星的稳定状态,其中电子的压力平衡了恒星质量的引力。
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但是白矮星只能稳定达到1.4个太阳的质量,这一数值也被称为钱德拉塞卡极限。如果一个恒星的核心比这个更大,那么电子压力就不足以抵抗引力。电子被压缩到原子的质子中,从而将它们转变为中子,这样的话恒星就会成为中子星,而不是白矮星。
简单地说,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。而在中子星里,压力是如此之大,白矮星中的简并电子压再也承受不起了:电子被压缩到原子核中,同质子中和为中子,使原子变得仅由中子组成。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。
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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。核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结自己的生命。这就是天文学中著名的“超新星爆发”。
大多数的中子星并不像脉冲星那样会被观测到,因为它们中的大多数并非巧合地与我们的视线重合。也许所有的中子星都是脉冲星,但只看到其中一小部分是脉冲的。然而在旋转中子星中存在着许多可观测到的旋转周期。
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中子星拥有异常强大的磁场,正常的中子星大约有1000亿高斯,最强大的大约在1万亿到100万亿高斯之间。(相比之下地球磁场约为0.6高斯)当旋转作用将中子星压成一个扁球体的形状时,磁场会产生相反的效果,将中子星沿着旋转轴加长,形成一个类似足球的形状,被称为长椭球体。
中子星的神秘感让人很着迷,很难想象它的密度,很难想象它内部呈现出奇怪的特征,这一发现或会影响我们对物理学的理解。

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