中子星上全是中子嗎？在中子星內(nèi)部，物質(zhì)可能以另一種形式存在

太陽(yáng)系對(duì)于地球人類而言已經(jīng)足夠大了，不過(guò)在太陽(yáng)系之中，我們所能夠見(jiàn)到的天體種類是非常有限的，而在太陽(yáng)系之外廣闊的宇宙空間之中還存在著很多強(qiáng)大和神秘的天體。

在已經(jīng)被證實(shí)存在的天體之中，除去黑洞以外，中子星可以說(shuō)是最為強(qiáng)大的宇宙天體，而這種強(qiáng)大主要體現(xiàn)在它的質(zhì)量和密度上。這種極為致密的天體并不是從一開(kāi)始就存在于宇宙之中的，它的前身通常是一顆大質(zhì)量的恒星。恒星內(nèi)部的氫核聚變使得恒星可以發(fā)光發(fā)熱，為漆黑的宇宙空間帶來(lái)點(diǎn)點(diǎn)光明，而恒星在氫核聚變的過(guò)程中會(huì)大量消耗掉星體之中的氫元素，如太陽(yáng)質(zhì)量一般大小的恒星每秒鐘都能夠?qū)?00萬(wàn)噸以上的氫元素聚變成為氦元素，對(duì)于質(zhì)量更大的恒星而言，氫元素的消耗速度就更快了。

恒星上的氫元素是有限的，當(dāng)氫元素消耗殆盡之后，輻射壓減弱，恒星內(nèi)部的溫度和壓力進(jìn)一步提升，于是氦核聚變被點(diǎn)燃了，整個(gè)恒星由氫核聚變進(jìn)入氦核聚變階段，這也標(biāo)志著恒星生命周期之中的主序星階段結(jié)束了。

在此之后，恒星上的核聚變會(huì)不斷向更重的元素推進(jìn)，質(zhì)量越大的恒星，便能夠?qū)⒑司圩兺七M(jìn)到更重的元素，但無(wú)論一顆恒星的質(zhì)量有多么巨大，核聚變?cè)诘竭_(dá)鐵元素的時(shí)候都會(huì)終止。恒星的聚變會(huì)釋放巨大的能量，從而產(chǎn)生向外的輻射壓，向外的輻射壓與向內(nèi)的引力相互抗衡，實(shí)現(xiàn)平衡。但是鐵元素的聚變不會(huì)釋放能量，不僅不會(huì)釋放能量，反而還會(huì)吸收能量，如此一來(lái)，輻射壓就消失了，于是恒星物質(zhì)將會(huì)在中心的引力作用下急劇坍縮。

在恒星強(qiáng)大的引力作用下，物質(zhì)會(huì)不斷被壓縮，即使是原子也不能夠以完整的形態(tài)存在，原子核會(huì)被壓碎，核外電子會(huì)進(jìn)入到原子核內(nèi)的質(zhì)子里，從而形成中子，所以說(shuō)中子星上的物質(zhì)是以中子簡(jiǎn)并態(tài)的形式存在的。

當(dāng)然，并不是所有的恒星都能夠通過(guò)超新星爆發(fā)而成為一顆中子星，一般認(rèn)為原始質(zhì)量在太陽(yáng)8到30倍之間的恒星最終會(huì)形成中子星，而小質(zhì)量的恒星，比如太陽(yáng)，由于質(zhì)量不足，所以核聚變不會(huì)推進(jìn)到鐵元素，通常到達(dá)氧就會(huì)終止，所以它最終只能坍縮為一顆白矮星。而質(zhì)量太大的恒星，比如原始質(zhì)量在太陽(yáng)質(zhì)量30倍以上的恒星，將會(huì)在異常強(qiáng)大的引力作用下坍縮為一個(gè)黑洞。和中子星一樣，黑洞也是已經(jīng)被證實(shí)客觀存在的宇宙天體，而且人類也取得了黑洞的照片。

中子星顧名思義，就是由中子所組成的星體，那么中子星上全部都是中子嗎？這也不一定。

在中子星上，不同區(qū)域的物質(zhì)密度是不同的。中子星是一種極為致密的天體，在中子星的表面，物質(zhì)的密度大約在每立方厘米8000萬(wàn)噸以上，而在中子星的內(nèi)部，物質(zhì)的密度卻可能達(dá)到每立方厘米20億噸。中子星內(nèi)部的物質(zhì)密度是非常驚人的，這不能不讓我們懷疑，在如此高密度的星體內(nèi)部，物質(zhì)真的能夠保持中子簡(jiǎn)并態(tài)嗎？很可能不行。

中子星內(nèi)部的高密度所帶來(lái)的高溫高壓將會(huì)使中子物質(zhì)進(jìn)一步壓縮，它會(huì)成為一種更為微小的物質(zhì)，這種物質(zhì)我們稱其為“夸克”。所謂夸克，簡(jiǎn)單理解就是組成中子的更為微小的物質(zhì)，而如果在中子星的內(nèi)部，物質(zhì)是以夸克的形式存在的，那么我們也可以認(rèn)為中子星的內(nèi)部實(shí)際上就是一個(gè)大中子。

中子星中心的物質(zhì)以夸克形式存在，這目前還只是天文學(xué)家們的一種想象和推斷而已，而說(shuō)到推斷，天文學(xué)家還推斷宇宙中存在著完全有夸克物質(zhì)所組成的夸克星。

夸克星是一種密度介乎于中子星和黑洞之間的天體，它的密度比中子星更大，卻又比不上黑洞。與中子星和黑洞不同，夸克星目前還只是一種理論推導(dǎo)出的天體，它應(yīng)該存在于宇宙之中，但是到底存在不存在，還沒(méi)有獲得證實(shí)，因?yàn)槲覀冞€沒(méi)有觀測(cè)到一個(gè)夸克星的存在，或者說(shuō)我們還不能確定我們所觀測(cè)到的一些星體到底是不是夸克星。如果夸克星真的存在的話，那么也是一件非常有趣的事，就像前面所說(shuō)的，中子由夸克組成，那么一顆完全由夸克所組成的天體，是不是就可以被看作是一個(gè)巨大的中子呢？