中子星是什么意思

古代历史故事2023-02-17  20

中子星(neutron star)是恒星演化到末期,经由重力崩溃发生超新星爆炸之后,可能成为的少数终点之一,质量没有达到可以形成黑洞的恒星在寿命终结时塌缩形成的一种介于白矮星和黑洞之间的星体,其密度比地球上任何物质密度大相当多倍。

绝大多数的脉冲星都是中子星,但中子星不一定是脉冲星,有脉冲才算是脉冲星。

演化状态

中子星并不是恒星的最终状态,它还要进一步演化。由于它温度很高,能量消耗也很快,因此,它通过减慢自转以消耗角动量维持光度。当它的角动量消耗完以后,中子星将变成不发光的黑矮星。

前身

中子星的前身一般是一颗质量为10-29倍太阳质量的恒星。它在爆发坍缩过程中产生的巨大压力,使它的物质结构发生巨大的变化。在这种情况下,不仅原子的外壳被压破了,而且连原子核也被压破了。原子核中的质子和中子便被挤出来,质子和电子挤到一起又结合成中子。最后,所有的中子挤在一起,形成了中子星。显然,中子星的密度,即使是由原子核所组成的白矮星也无法和它相比。在中子星上,每立方厘米物质足足有一亿吨重甚至达到十亿吨。

起源

中子星是除黑洞外密度最大的星体(根据最新的假说,在中子星和黑洞之间加入一种理论上的星体:夸克星),同黑洞一样是20世纪激动人心的重大发现,为人类探索自然开辟了新的领域,而且对现代物理学的发展产生了深远影响,成为上世纪60年代天文学的四大发现之一。中子星的密度为每立方厘米8×10的13次方克至2×10的15次方克之间也就是每立方厘米的质量为8千万到20亿吨之巨!此密度也就是原子核的密度,是水的密度的一百万亿倍。对比起白矮星的几十吨/立方厘米,后者似乎又不值一提了。如果把地球压缩成这样,地球的直径将只有22米!事实上,中子星的密度是如此之大,半径十公里的中子星的质量就与太阳的质量相当了。

一种据认为主要由中子构成、密度极高的恒星。典型中子星的直径为20公里,质量约等于太阳的质量。因此,它们的密度极高,约为水的1014倍,大体相当于原子核内部的密度。在某种程度上,中子星可以认为是由其自身引力吸在一起的巨核。在密度最大的中心处,物质据信主要是超子和介子。在中介层则多为中子,而且可能处于“超流”状态。尽管温度可能达到百万度的高温,最外面的1000米还是固体的。外壳由各种原子核组成的点阵结构和简并的自由电子气所组成。外壳内是一层主要由中子组成的流体,在这层中还有少量的质子、电子和μ介子。对于中子星内部的密度高达1016克/厘米3的物态,目前有三种不同的看法:①超子流体;②固态的中子核心;③中子流体中的π介子凝聚。在极高密度下,当重子核心彼此重迭得相当紧密时(这种情形有可能出现于大质量中子星的中心部分),物质的性质如何,是一个完全没有解决的问题。中子星的质量下限约为0.1太阳质量,上限在1.5~2太阳质量之间。中子星半径的典型值约为10公里。密度最低的固态表面是高密度的铁。中子星另一个重要特征是存在强度极高的磁场,超过1012高斯,它使表层的铁聚合成长长的铁原子链:每个原子都被压缩并沿磁场被拉长,而且首尾相接,形成从表面向外伸出的“须状物”。在表面以下,由于压力太高,单个原子不能存在。1967年发现了脉冲星,首次证明了中子星的存在。现已发现300多颗脉冲星,普遍认为它们就是旋转的中子星。蟹状星云脉冲星和船帆座脉冲星的脉冲周期极短,说明它们不可能是白矮星。据认为,脉冲星是由于它们的旋转和强磁场而产生的一种电动力学现象,就像发电机的情况一样。另有证据表明,某些双星X射线源也包含着中子星,它们似乎是由于压缩从伴星吸积到它们表面上的物质而发出X射线的。中子星据信是超新星爆发形成的,在该过程中,随着核心密度增至1015/厘米3,中子压力便会顶住中心核的坍缩。若坍缩中心核的质量超过太阳质量的2倍,则不能形成中子星而可能变成黑洞。

中子星也被称为波霎,这是恒星在生命演变的最后阶段,它们发生了超新星爆炸之后可能达到的终点。并不是所有的恒星都会成为中子星的。中子星也有三种不同的状态,分别是普通中子星、脉冲星和磁星。具体和本站了解下。

中子星是什么

大家都知道黑洞的密度很大,而中子星是除了黑洞之外密度最大的天体。很多恒星在生命最后阶段,因为重力奔溃的原因,最终发生了超新爆炸,其中一小部分可能会成为中子星。这是一种处于白矮星和黑洞之间的天体,是相当奇特的存在。

中子星的密度在每立方厘米8^14到10^15克之间,这样看着可能不是很明确,总之每立方厘米的体积可能会达到一亿吨以上。中子星的密度确实很大,太阳在它面前都算不了什么。

中子星实际上就是演变末期的恒星,主要是年老恒星演变之后形成的,不过质量更大而已。根据科学家估计计算,假如老年恒星的质量是太阳质量的8-2、30倍的时候就可能成为中子星。而质量比8个太阳少的只会成为白矮星。

白矮星虽然说有着比较大的密度,但是正常结构得以维持。电子原子核等等比较分明,结构也是完整的。但是中子星压力太大了,所有的电子原子核混淆在一起,确实是比较混乱不堪的。甚至于最后中子星的密度和原子核类似,难怪密度很大了。

中子星分为哪几种

中子星一共可以分成三种那就是普通中子星、脉冲星和磁星。普通中子星就是最为普通的一种,它们具有超高密度和引力。

脉冲星是比较特别的,它可能会发生快速的自转,最快的每秒钟可能会旋转一千次。正是这种快速的自转会导致巨大的脉冲能量束会从磁场两极喷发出来。这是比较常见的中子星,有很多中子星都是这种类型的。

磁星是更加特别的一种,这是一种比太阳质量高30倍的恒星发生爆炸的时候会产生几大的磁场,这种天体比脉冲星更加神秘一点,可能会产生超强大的磁场在最极端的时候可能会有强大的力量,也是一种极其危险的天体。


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