脉冲星是中子星吗

脉冲星经研究才知道它就是科学家们早已预言过的中子星。早在1932年，前苏联著名物理学家朗道就推测宇宙里可能存在一种频度很高的、差不多全由中子组成的中子星。

1934年，美国科学家巴德和兹维基又假定说，中子星可能形成于超新星爆发的过程中。休伊什和贝尔的发现，完全符合以上的猜测。第一，只有非常小的天体，才能迅速旋转。脉冲星就具备这个条件，有的最短周期达0033秒；第二，就目前发现的脉冲星来看，其中一部分就存在于超新星爆发的遗迹中，比如被称为NP0532的脉冲星就位于蟹状星云的中心。经研究发现，脉冲星所在的地方，正好是超新星爆发时应该形成中子星的地方。

天文学家发现，在帆船星座里的一颗飞速旋转不息的脉冲星，如果以它旋转的速率作为计时器，它每300万年才会误差1秒，比现时的“原子钟’准确10倍。因此，天文学家誉它为“天文钟”。

脉冲星是60年代天文学四大发现之一。它有相当稳定和很短的脉冲周期。一般认为，它是快速地旋转着的中子星或者在快速地一涨一缩的中子星。脉冲星内的物质密度高得简直不可思议。一块如火柴盒大小的物质竟重达20亿吨。由于它具有如此高的物质密度，加上它内部极强的电场与磁场不断相互作用，所以能够飞快地旋转而不致瓦解。

脉冲星是十分奇特的星星，它不停地很有规则地向外射无线电脉冲，总是十分规则地发出无线电讯号，就像脉搏跳动一样。不同脉冲星的脉冲，周期有长短，长的有几秒钟，短的只有几十分之一秒，而脉冲周期却十分精确。

为什么脉冲星发出的无线电波有精确的周期呢？一般认为，中子星光有一种叫做“灯塔”的结构（是一些辐射较集中的区域），不停地发射强烈的无线电波，中子星每旋转一周，“灯塔”就朝向我们一次，人们就接收到一次无线电波。

脉冲星是谁发现的呢？1967年8月，英国剑桥大学教授伊什和研究生贝尔在观测面积2万多平方米的巨大天线阵的射电源时，意外地记录到了一幅脉冲图像。这十分令人费解，观测人员风趣地说：是“矮小的绿人发来的信号”。经过一段时间反复观测，才确定它是一种特殊的新型天体——脉冲星。

这颗脉冲星叫CP1919（CP是剑桥大学发现的脉冲星缩写，1919是这颗星的座标编号），它的脉冲周期是7337301344秒，准确到了小数点后面9位！也就是说，它的精确度高达一亿分之一秒！比铯原子钟还要高出20倍。

后来，美国、澳大利亚等国又陆续观测到许多脉冲星，到目前已达330多颗。

脉冲星名字虽然叫做星，其实，即使用最大的光学望远镜也看不到它的踪影，而通常只能用射电望远镜才能接收到它的脉冲讯号。

一般的脉冲星只被发现有无线电脉冲，而有的脉冲星同时还被发现有光学脉冲。我国古代关于1054年超星爆发的观测记录，为脉冲星的形成和演化过程提供了十分宝贵的资料。

宋代1054年7月的一天凌晨，钦天监的天文学家看到了一次惊人的天象。一个比金星还亮的天体出现在东方，连续23天，白天也能看到。随后亮度逐渐减弱，过了60多天，才完全看不见了。宋史记载了这颗客星的始末，叫它“1054年天关客星”。它爆发以后，留下了一片云雾状的残迹，用望远镜拍摄下来，形状像只螃蟹，因此叫它蟹状星云。它现在还不断地向四处发射无线电波。

科学家认为，“天文钟”是宇宙中最精确的钟，在未来的太空探险中，脉冲星可取代“原子钟”作为星际飞行的计时器。

1968年2月，英国《自然》杂志发表了一篇轰动世界的文章：《观测到脉冲电源》，这种奇特的发射无线电脉冲的天体，后来被命名为脉冲星。这颗脉冲星，就是著名的英国射电天文学家休伊什和女研究生贝尔**在1967年夏天偶然发现的。

他们发现，这个天体很有规律地发射一断一续的脉冲，每经过1337秒就重复一次。开始，他们以为是地球上某个无线电台发射的讯号。这一假设很快被否定了。后来又怀疑是从某个具有“超级文明”的星球上发来的电报，到最后才肯定这种脉冲信号来自一个未知的天体。

科学家们对这种脉冲现象进行了仔细认真的研究，确定这是脉冲星自转的结果。它每自转一周，我们就观测到一次它辐射的电磁波，因此就形成了一断一续的脉冲。

这种脉冲星，经研究一致认为就是科学家们早已预言过的中子星。早在1932年，苏联著名物理学家朗道就推测，宇宙里可能存在一种密度很高的、差不多全由中子星组成的中子星。1934年，美国科学家巴德和兹维基又假定说，中子形成于超新星爆发的过程中。休伊什和贝尔的发现完全符合以上的猜测。第一，只有非常小的天体才能迅速旋转。脉冲星就具备这个条件，有的最短周期达0033秒。第二，就目前发现的脉冲星来看，其中一部分就存在于超新星爆发的遗迹中，比如被称为NP0532的脉冲星，就位于蟹状星云的中心。经研究发现，脉冲星所在的地方，正好是超新星爆发时应该形成中子星的地方。

脉冲星有许多奇异的地方，它的体积非常小，我们的地球就可装得下千万颗，别看它小，其密度却大得惊人，有1立方厘米就有几亿吨甚至几十亿吨重。胡桃大小那么一块，就需几万艘万吨轮来拉。同时它又是一个超高温的世界，表面温度高达1000万度，中心温度高达60亿度。它还是一个超高压的世界，其中心压力大约有1万亿亿亿个大气压。它的能量辐射也大得惊人，大约是太阳辐射能量的100万倍。同时，它也是人们已知的、宇宙中磁场最强的天体。

至此，关于脉冲星还有一些问题我们没有搞明白，如脉冲星内部为什么应处于超导状态和超流动状态？为什么在周期旋转中会出现“矢步”现象？“星震”与脉冲星内部结构的某种改变有联系吗？为什么只有蟹状星云脉冲星发射光量子？等等，都有待于进一步探索。

脉冲星就是倾斜的自转磁中子星，中子星由中子构成的稳定星体，其密度可以高达10亿吨/立方厘米。这时星体的物质全部由简并的中子组成，中子简并可以抗衡巨大的引力，形成稳定的中子星。

中子星也是是大质量恒星演化路径上的一条，当核燃料耗尽恒星的残留铁核的质量大于钱德拉塞卡极限质量，也就是14倍太阳质量的时候，简并电子的压力已经无法足以对抗强大的引力，原子核外的电子被压入原子核内，与质子形成中子，原子核也完全瓦解，加速核心的塌缩，此时由中子简并的压力抗衡引力，形成稳定中子星体。

中子星半径一般在10千米左右，但质量在14至3倍太阳质量，所以其密度可以达到10亿吨/立方厘米。是除了黑洞之外，最致密的天体。脉冲星就是自转的磁中子星，它的磁场很强，沿着磁轴发射的辐射会随着中子星进行自转，就像灯塔发射的扫射光束一样，每自转一周，其辐射就扫过一次，这些稳定的脉冲周期就是中子星的自转周期。

我国在贵州建立有世界上最大口径的射电望远镜-天眼，它的主要科学任务之一就是发现脉冲星。利用它500米口径的球面天线，天眼投入使用2年间已经发现了44颗脉冲星，为星际导航，引力波探测提供了理想的工具。

脉冲星其实就是一种中子星，它们的自转速度很快，自转周期十分稳定，它们在磁轴两极辐射出的电磁波会以一个非常稳定而且又短的周期扫过地球。既然是中子星的一种，这意味着脉冲星具有极高的密度，它们的密度可以达到每立方厘米数亿吨的程度，10亿吨/立方厘米可能高了一些。

中子星之所以拥有如此之高的密度，与其形成过程有关。中子星的前身是大质量恒星，其质量在太阳质量的8到20倍之间。大质量恒星在核聚变反应还能进行时，强大的辐射压可以支撑起恒星结构。但到了最后，核聚变反应产生的辐射压无法支撑自身重力时，核心部分就会被自身重力极端压缩，导致原子核外的电子直接被压缩到原子核中，并与质子发生中和，结果就产生了一种基本由中子构成的极端致密天体——中子星。

中子星的密度极高，对于一个质量与太阳相当的中子星，其半径仅有10公里。如此巨大的质量集中在如此小的空间中，使得中子星拥有十分惊人的密度。中子星的密度与原子核相当，平均密度可达5×10^17千克/立方米，即5亿吨/立方厘米。中子星的表面密度大约为10^9千克/立方米，即1吨/立方厘米，中心附近的密度则可达8×10^17千克/立方米，即8亿吨/立方厘米。

由于中子星十分致密，在其附近将会产生极端的引力场。当两颗中子星发生合并时，将会激发空间产生超强的引力波，并且还会合成出大量的金、铂等金属。天文学家在去年首次探测到了这种事件——GW170817，它发生在13亿光年之外。

脉冲星指的是宇宙中能发出周期性电磁脉冲信号的大质量天体，它本身是中子星的一种，体积虽然不大，只有10到30公里的直径，但它们的自转速度很快，一秒钟可以转好多圈，有的甚至可以高达1000圈，而且其自转周期十分稳定，磁轴两极辐射出的电磁波就会周期性扫过地球而被我们的天文仪器监测到，因此我们才发现了它们。

中子星是一种物质密度非常高的天体，一立方厘米的质量在8000万吨到20亿吨之间，这是由于中子星本身质量大小不同以及表面和核心密度不同的原因，它之所以密度如此之高，是因为它本身实际上就是中子集成的一个巨大原子核，和原子内部原子核的密度基本相等，但是由于质量巨大导致其本身引力场十分强大，所以它的密度甚至更高一些。

中子星都是由大质量恒星经过超新星爆发形成的，原始质量在8到30倍太阳质量的恒星到了晚年时期，当内部核聚变开始聚合成铁元素的时候就会发生超新星爆发，这个时候核聚变反应产生的辐射压无法支撑自身重力，导致星体的核心部分向中间塌陷，对外部的物质也会往里面坍缩，撞击的内部的核心上时，又会被反弹出去，因此其核心遭受的重力作用非常巨大，将原子中的电子都压缩到了原子核的质子中，于是就形成了中子，这时候恒星的中间就形成了中子星，而整个中子星就好像有无数个中子形成的巨大原子核。

不过中子星并非密度最高的天体，比它更高的还有夸克星和黑洞，夸克星是由于遭受的重力作用更大而导致中子也被压垮而融合到了一起，这基本可以理解为达到了夸克的级别，一个夸克星实际上就是一个巨大的中子，它的密度比中子星还大。

黑洞就更恐怖了，它的引力场连夸克也给压垮了，达到了一种我们还无法知晓的级别，而且黑洞的物质一般认为会聚集在奇点上，在这里，物质的密度大到了什么程度？我们还并不知道。

实际上是中子星，根据质量密度大小不同，中子星上面物质每立方厘米在1~20亿吨重之间。

脉冲星是中子星的一种，是会旋转的中子星，而且其能量射线扫射到地球，被人类所捕捉，就成了脉冲星了。

中子星是大质量天体死亡后留下的残骸，这个残骸只有10~20公里直径，质量却有14~2个太阳质量。如果数学还好的人随便算一下，凭着种密度，1立方厘米质量有多大不就出来了。

一般来说，大于7倍太阳质量的恒星死亡时会发生超新星大爆炸，抛弃大部分质量，中间核心部分急剧收缩，最终就会成为一个中子简并态的星体，就是中子星。

如果这个中子星的质量大于太阳质量的2~3倍，就会继续坍缩，直到缩小到史瓦西半径以下，就会无限坍缩成一个奇点，变成一个黑洞。

中子星所谓中子简并态，是指中子星整个星球都由中子组成。

这是因为巨大的压力把原子压碎了，电子被压缩到了原子核里，与质子中和成了中子，大家密密匝匝的挤在一起，整个星球就成了一个由中子组成的巨大原子核。

我们知道地球上所有的物体都是用原子组成，而原子是由电子和原子核组成，电子云包裹着原子核，电子与原子核之间有巨大的空间。

原子核的体积只是原子体积的几千亿分之一，却占有原子质量的9996%。所以实际上我们看到的所有物质从微观上看都是一个蓬松的东西，如果把这个蓬松的东西打碎压实，压成了原子核，密度和比重就增加了几千亿倍。

中子星就是这样把原子核压实为一锅中子汤的物质，所以它的密度和重力有多大就可想而知了。

老有人说，科学界说中子星上的物质这么重，是凭空估计，谁也没有去取一小块来称过，所以不可相信。

科学界观测天体可不是像一些人这么胡思乱想的，科学家有很多方法来测算这个天体的数据，比如引力扰动、体积大小、光谱能量等等，中子星的性质就是这样测算出来的。人类发现的中子星已经有数千颗了，经过用科学的方法，全世界科学家们无数次的验证，得出的这些数据是可信的。

当然如果能够去中子星上取一小块物质称一下，就会更有说服力了。但这是完全不可能实现的，就比如测量钢水温度有一两千度，用遥感温度计测，你就不信，非要用手去摸一下才能算数，这么可能呢。

不要说每一颗中子星距离我们都在几百上千光年以上，人类迄今连1光年的太阳系也无法走出，而且即使能够到达，中子星也无法接近和登陆。

中子星不但物质比重大的出奇，表面重力达到一半光速，也就是每秒15万公里才能逃逸，除了光，掉在上面的东西就永远也出不来了。

新中子星温度奇高，中心可达万亿度，表面可达上亿度；且旋转极快，快的每秒达上千转；中子星的磁场达到万亿到几十万亿高斯，太阳才几千高斯，地球才07个高斯。

这样一个极端天体别说到上面去，就是靠近也不得了了。一个70公斤的人如果进入了中子星的引力范围，被拽了下去，其摔落下去的冲击能量相当于2亿吨TNT炸药爆炸威力，也就是10000多颗广岛原子弹爆炸当量。谁敢去谁去充当这个炸弹吧，无需研究就能得到人类最大的氢弹了。

即使一切都不在话下，有人硬是有本事从中子星上**了一小匙物质，也不能离开中子星。

如这个傻蛋乘坐亚光速飞船逃离，速度在每秒15万公里以上，是能够摆脱中子星引力的。但那一小勺物质一离开中子星强大的压力约束，立刻就膨胀了，爆炸的威力决不亚于若干颗伊万大氢弹，那傻蛋会和飞船一起，被那一小匙物质崩爆得万马分尸，渣子都不剩了。

因为被强大压力禁锢着得物质一旦被压力释放，就会瞬间恢复原子状态，膨胀几千亿倍。

当然，什么飞船呀、傻蛋呀，一到中子星就被压缩成中子了，要知道一小匙物质可是地球上全人类的重量！所以永远不要试图去做一些违背科学常识的事情。

现在回过头来说说脉冲星与中子星的区别。

前面说了脉冲星就是中子星的一种。一般中子星都保留着原来恒星的角动量，就像冰上芭蕾旋转时身体一缩小，就滴溜溜的成了陀螺，缩小后的中子星也就转得飞快了。

中子星自转轴与磁场方向不在一条直线上，这样从磁极发出的强烈能量射线脉冲就会像灯塔一样的扫射太空，当这个脉冲扫向地球时，被人类发现和捕捉，人类就把这种星体叫做脉冲星。

现在人类已经发现了2000多颗脉冲星。脉冲星很有规律的脉冲扫射，真的就像宇宙灯塔，成为了人类太空飞行定位和导航的坐标。

美国NASA利用脉冲星这种精准定位特性，锁定了4颗毫秒级脉冲星，作为精准的信号源，研发了一款宇宙版GPS导航系统。

这种导航系统可以为跨光年旅行导航，在光年尺度精准度可以达到公里级，而且还在向米级努力。

这可比地球上瞄准月球上一只蚊子的准确度强多了。科学界评价，有了这个系统，就有了人类打开星际旅行之门的钥匙。

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是的，脉冲星的密度确实能够达到这么大。

什么是脉冲星

脉冲星是 1967 年被首次发现的，人们发现它会周期性的发出一种电波，科学家很疑惑甚至还以为是外星人发出的信号。

后来经过证实，脉冲星就是快速自转的中子星。因为只有中子星那样体积小，密度大，质量大的星体才能发出如此频率和强度的电波。所以 中子星的存在也因此被证实 。而脉冲星的发现也被称为 :二十世纪六十年代的四大天文重要发现之一。

所以 总结起来脉冲星一定是中子星，而中子星不一定是脉冲星。 而中子星的密度在8千万－20亿吨每立方厘米之多，所以 脉冲星也是可以达到10亿吨/立方厘米。

为什么脉冲星会发射脉冲

其实关于脉冲星为什么会发射脉冲科学界还没有定论，但最为流行的是 灯塔模型 。

其原理就像是船在海中航行，灯塔则总是亮着，但它却不停的做着规则运动，所以灯塔每转一圈，我们就能看到光一次。所以脉冲星也是如此，因为 中子星高速自转自身强大的磁场导致辐射只能沿着磁轴的方向，所以我们就会发现周期性的脉冲信号。

只有10亿吨是不可能成为脉冲星的，脉冲星直径通常20公里左右，却有超过太阳的质量，密度可达每立方厘米10亿吨，这个数据来自观测，有误差但不会太大。

脉冲星是一类自转极快的中子星，以毫秒计算，可周期性地从两级向外辐射能量，只有被辐射的能量扫到的区域，才能观测到它的存在，至今科学家只观测到1600多颗脉冲星，直径在20千米左右。中子星的形成是由于超新星爆发后，恒星内部能量释放不足以支撑引力的收缩，体积急剧缩小，电子被压入质子成为中子，恒星的几乎所有物质都是以中子及其他高密度粒子形式存在。

原子的质量主要是原子核，原子核由中子和质子组成，原本只有原子体积的亿分之一，中子星的引力使得原子内部的空间全都用中子填满了，单个原子的质量就增加了亿倍，单位体积的中子星物质质量就非常的大。由于质量特别大，体积小，因此它们具有非常强的磁场，同时辐射着强大的能量，还会吸收伴星的物质，科学家可以根据它们周围天体运行轨道、射电信号和X射线数据，结合相对论理论来推测它们的质量。

脉冲星等致密天体的质量测量是在现有理论支持下计算出来的，肯定会有误差，不过可能不是把它们的质量估计大了，而是小了，致密天体由于强大的引力，会剥夺伴星的物质逐渐成长。

脉冲星就是中子星，中子星是由大质量恒星死之后留下的核心，这个核心由于质量巨大，所以引力已经把原子核压碎了，原子核中的中子就像仪仗队一样紧紧排列在一起，所以中子星的密度高达每立方厘米10亿吨。

我们都知道物体是由原子组成的，而原子内部是十分空旷的，如果把原子比做剧院，那么原子核就是剧院里的一颗核桃，围绕着原子核旋转的电子处于电子云状态之下。

所以说正常情况下的物体都是镂空结构，如果强行把构成地球的地球的原子和原子挤在一起形成中子星，那么地球的直径就只有22米，也就是说整个地球质量被强行压缩成了直径22米的圆球，那么这个圆球的密度肯定就高达每立方厘米10亿吨了。

而宇宙中有能力产生中子星的只有死亡后的恒星，恒星内部就是超高温和超高压环境，这样一来在大质量恒星死亡之后，其内核就会成为一个密度极高的中子星，这种中子星每秒最快能自转数百圈甚至上千圈，自转的同时还会发出稳定的电磁脉冲信号，科学家们一开始还以为这种信号是外星人发出来的。

中子星的密度其实并不是宇宙中最高的，理论上还存在一种叫作夸克星的天体，夸克星是指恒星的引力强大到把中子压碎然后由更小的夸克构成的天体，所以夸克星的体积比中子星更小而且密度更大。

如果引力强大到把夸克都压碎的话，夸克星就会变成黑洞。

中子星是介于白矮星与黑洞之间的奇异天体，由8-30倍的太阳质量的恒星在演化末期进行超新星爆发后产生，大部分的物质以光速的十分之一向宇宙空间中抛去，大量的重元素产生，我们平日见到的金银首饰、器具，殊不知，那是宇宙中最暴烈的天文事件诞生的。

脉冲星是中子星的一种，但只有那些旋转的中子星能发出脉冲的才是脉冲星，1967年，由一位名叫贝尔的研究生率先发现脉冲星。

既然脉冲星是中子星的一种，那就干脆来说中子星好了。中子星的密度有题目说的那么大吗？是有的，并且有过之。

中子星的密度一般介于08-20亿吨每立方厘米。

有的人会问，它究竟是怎么形成这么致密的天体的？

这要追溯到恒星的演化末期。8-30倍太阳质量的恒星，待核心处由核聚变生成一个大铁核时，核聚变反应终于无法进行下去。此时，巨大的自身引力造成自身体型的迅速收缩，内核的温度与密度进一步增加，外壳的物质几乎以接近光速向内核砸去，最终发出耀眼的光芒，物质都被“反弹”出去，形成的激波造成气体与尘埃构成的膨胀的壳状结构就是超新星爆发的痕迹。

而内部留下的就是致密的中子星，原子核都被压碎，电子与质子中和形成中子，于此可以把中子星看成是一个巨大的原子核，它的密度比原子核的密度只大不小。所以，才像题目描述的那样。

个人浅见，欢迎评论！

答：的确是真的！一汤勺（脉冲星）中子星物质，就比整个珠穆朗玛峰还重；如果把地球压缩成典型的中子星物质，那么地球直径也就50米左右。

脉冲星

脉冲星是中子星的一种，因为中子星一般自转都很快，且磁场方向和自转轴不在一条直线上，所以中子星每自转一圈，磁场就会画一个圆；当中子星的磁场脉冲扫过地球时，就被称为脉冲星。

我们知道，普通物质由分子或者原子组成，比如水分子，氢气分子、铁原子、碳原子等等；无论固态、液态还是气态，分子之间都是存在距离的，这个距离会造成物质的热胀冷缩。

原子和中子

分子由原子组成，原子又由原子核与核外电子组成，高中知识学过，原子核直径其实只占了原子直径的百万分之一，说明核外电子与原子核之间还存在很大的间隙。

一般情况下，其他物质很难进入核外电子与原子核之间的空隙，但是对于一些极端情况，比如大质量恒星在超新星爆发时，会在爆炸中心产生极高的压力和温度，加上强大的万有引力作用，电子将坠入原子核与质子结合成中子。

就在一瞬间，恒星内核塌缩，大量原子塌缩成中子，电荷被中和，电磁力消失；邻近中子可以一个挨着一个，填充原来原子间的空隙，留下一个致密的中子星。

所以，中子星的密度，其实就相当于原子核的密度，氢原子核的直径在10^-15米数量级，氢原子质量大约166^-24克，算出来的原子核密度，大概就是每立方厘米千万吨至数亿吨的数量级。

典型中子星的密度为1~10亿吨每立方厘米，也就是一汤勺中子星物质，几乎比整个珠穆朗玛峰的质量还重！

在宇宙中，还存在更极端的天体，科学家奥本海默被誉为“原子弹之父”，奥本海默研究中子星性质时发现，当中子星的质量超过一定数值后，中子也将被万有引力“压碎”，形成密度更大的天体。

这个极限叫做奥本海默极限，估计在3倍太阳质量左右，目前天文学发现的所有中子星（或者脉冲星），其质量都在2倍太阳质量左右，没有超过奥本海默极限。

夸克星和黑洞

对于大于3倍太阳质量的中子星，将继续塌缩成夸克星（还未被天文学发现），夸克星的密度比中子星密度还高，但是夸克星不稳定，继续增加质量，将会塌缩成黑洞。

现在已经知道脉冲星就是中子星，一种主要有中子组成的致密天体，其密度相当于原子核的密度。

中子星在坍缩形成时会因角动量守恒而高速自转并产生巨大的磁场，巨大磁场会在某个方向上产生磁暴并持续往外发射电磁波，而由于它的磁轴并非总是与自转轴重合，在自转过程中磁轴发射的电磁波就会周期性的扫射天空，当它刚好能扫到地球时，地球就会周期性的接收到它发射的电磁波，相当于一个一个的脉冲信号，所以这种中子星就被称为脉冲星。

中子星是大质量恒星演化到后期发生引力坍缩，巨大的引力突破电子简并压，电子被压入原子核内的质子里从而形成中子，与原子核内的其他中子在中子简并压的作用下组成一个巨大的中子简并态的“原子核”。所以它的密度是相当于原子核的密度，确实达到了10亿吨/立方厘米的级别。理论认为它的密度可达到每立方厘米8000万吨-20亿吨之间，密度随质量变化，质量越大，密度越大。

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