金元素 宇宙中可怕的超级怪兽 — 中子星

浩瀚的宇宙中有许多可怕的超级怪兽。它们有的横冲直撞,毁灭一切前行路上的障碍;有的看不见摸不着,吞噬一切敢于靠近它的天体;有的几乎微不可见,感染同化任何接触它的物质;有的手指头大小就能摧毁地球千百次......
今天来给大家说说这个“手指头大小就能摧毁地球千百次”的超级怪兽,它就是中子星。
金元素 宇宙中可怕的超级怪兽 — 中子星
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中子星是我们已知除黑洞外密度最大的天体。它的密度有多大呢?人体的密度约1克每立方厘米;地球的平均密度约为5.5克每立方厘米。而中子星的密度一立方厘米可以达到了10亿到20亿吨!地球如果压缩到这个密度,直径只有22米!太阳压缩到这个密度,只有20公里!
简直是不可思议。中子星自转速度非常快,一秒钟能转数十到数百圈,其中最快的甚至能达到每秒1122圈。我们平常所用的工具钻头,转速也就5000到10000左右,这可是个星球,想想有多么可怕。
这么强大的密度,一定有着超大的重力。如果人掉进去,当然人不可能掉进去,还没接触就被扯碎,我们只是假设好了。掉落速度会达到15万公里每秒,这可是光速的一半!人如果撞击到中子星表面,会产生相当于2亿吨TNT当量的能量,全球最大的氢弹前苏联的“大伊万”也才5000万吨TNT当量。
金元素 宇宙中可怕的超级怪兽 — 中子星
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那么中子星是怎么产生的呢?当一颗恒星的氢聚变完成时,它会继续进行氦聚变,演化成一颗红巨星。
这个阶段会发生《流浪地球》中所描述的氦闪,这是一种非常短暂的失控热核聚变。不过您放心,我们的太阳离这个阶段还远得很,有约50亿年。回到正题,随着氦聚变的进行,内部温度高达上亿度,氦聚变成为碳,核心形成一颗白矮星。而外部也越来越不稳定,达到极限后就会爆发,把外部所有物质都抛出去,只剩下一个白矮星的核心。此时,这颗白矮星的核心,是靠“电子简并力”支撑的。
金元素|宇宙中可怕的超级怪兽 — 中子星】解释一下“电子简并力”,根据微观粒子运动,基本规律之一的“泡利不相容原理”,一个原子轨道只能容纳两个自旋方向相反的电子。当物质被压缩到极大的密度时,万有引力会拉近电子与原子核之间的距离,而“泡利不相容原理”不容许两个电子处在同一个状态,相互靠近的电子会产生一种排斥力,阻止体积的进一步缩小,这就是“电子简并力”。但它并不是“力”,可以理解为一种电子气压。
有个”钱德拉塞卡极限“,约为太阳质量的1.44倍。如果此时白矮星的质量小于这个极限,就成为了一颗稳定的白矮星。之前我们说过的天狼星B就是这样的白矮星。如果大于这个极限,“电子简并力”也撑不住了,电子就会被压进原子核,与质子中和成中子,原子就完全变成了由中子构成,”中子简并力”代替了“电子简并力”,中子星就诞生了。这里又有个”奥本海墨极限“,当质量大于3.2倍太阳质量时,”中子简并力”也拼不过万有引力了,于是黑洞就产生了。
由此可见,中子星是仅次于黑洞的致密天体。著名的蟹状星云的中心就是一颗中子星。还有一种所谓的夸克星,但它目前只存在于理论的假想中,并没有发现过,暂时就不管它了。
金元素 宇宙中可怕的超级怪兽 — 中子星
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脉冲星很多人都听说过吧,它其实就是中子星。中子星本身存在着极大的磁场,强磁场把辐射封闭起来,使中子星辐射只能沿着磁轴方向发射出来,又由于它极高的自转速度,当辐射扫过地球时,就象脉冲一样。辐射扫过地球的中子星就叫脉冲星,没扫过的就不是了,因为地球观测不到脉冲现象。这个脉冲频率非常地稳定和规律,以至视它为最精准的时钟。
有人好奇了,中子星的磁场有多强,能把辐射都封住?在地球,地表磁极的磁场强度最大,但也只有0.6高斯,高斯是磁场的单位,10000高斯=1特斯拉,对,你没想错,就是那个神一样的特斯拉。医用核磁共振的磁场强度最高约为3特斯拉,所以,别带金属进去呀,这可是地表磁场的几万倍,比太阳黑子的磁场还要强上百倍。
中子星的磁场强度高达3万T,有的甚至高达上亿T,多么地可怕!再说一个有趣的东西,大家肯定都喜欢,黄金。黄金为什么这么少呢?听我说说它的来历你就知道了。当中子星发生碰撞的时候,两颗星体在融合的那一瞬间,会产生极端的高温高压,质子、中子、电子在这一瞬间又进行重组,金原子等重元素会大量产生,如果它们逃离了中子星,就成为了我们看到的黄金等重金属。这样产生的金元素非常多,但是能逃离中子星,又恰巧参与地球形成的,那就少之又少了。而地球成形期间,较重的元素会下沉,留在地球表面的就更少了。当然,这不是金元素的唯一成因,超新星爆发也是可以产生黄金的。

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