原來中子星是怎么形成的，漲知識了！

圖：G292.0+01.8.是很久之前一顆恒星爆炸后形成的超新星遺跡。在其內(nèi)部是一顆中子星，它正以每小時160萬千米的速度移動。從地球上看，它就像一顆高速脈沖星。

當(dāng)一顆大型恒星到達(dá)其生命末期后，這顆恒星會發(fā)生爆炸并形成超新星遺跡，其核心會形成比太陽質(zhì)量略小的極小極密物質(zhì)。這些在恒星爆炸后形成極小極密的物體便是中子星——宇宙中最奇怪的物體之一。

一顆典型的中子星的質(zhì)量是太陽的1.4倍，甚至達(dá)到2倍，而中子星的直徑僅僅是12-25英里（20-40千米），大約是地球上的一座城市的規(guī)模，想象一下，我們的太陽直徑則是地球的100倍，由此可見中子星的密度之高。如果我們在中子星上舀一勺，這一勺的質(zhì)量可能超過10億噸（約9000億千克），比地球上最高的山珠穆朗瑪峰還要重。

圖：紐約曼哈頓島直徑約13英里（21千米），中子星直徑與這差不多。

中子星是如何形成的？

縱觀恒星整個生命歷程，它們總能在此過程中保持精細(xì)的平衡，例如恒星引力與其內(nèi)部核聚變引發(fā)的外推力之間的平衡。事實(shí)上，恒星閃耀的光芒正是來自其自身熔巖燃燒的過程。超新星爆炸過程中，引力突然急劇上升，并戰(zhàn)勝了數(shù)百萬年來累積在恒星內(nèi)部的壓力。當(dāng)核燃料消耗殆盡后，恒星外推力也消失了，并在引力的作用下，快速塌縮內(nèi)聚。隨后，巨大的沖擊波在抵達(dá)核心后再次外擴(kuò)，將恒星分裂成了碎塊。整個過程大概只需要十幾秒。

然而，引力并沒有取得完全勝利。盡管爆炸產(chǎn)生的大量碎片飛向了太空，但是其核心卻得以保留了下來，其質(zhì)量大約是我們太陽的2倍。引力繼續(xù)壓縮著遺留下來的核心，當(dāng)引力作用達(dá)到某一程度后，由于原子過于緊密導(dǎo)致電子只能以強(qiáng)力進(jìn)入母核中，從而與質(zhì)子結(jié)合形成中子。

正是由于其構(gòu)成成分，中子星才被稱為中子星——一顆在引力作用下形成的超密度、高質(zhì)量卻只有城市規(guī)模大小的中子態(tài)。中子星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的研究仍存在很多爭議。近期一項(xiàng)研究指出，他們跟蹤研究的一顆中子星上有著一層薄薄的金屬外殼，僅有約一米厚，在這層外殼下，是大量不同形態(tài)的中子。

關(guān)鍵是質(zhì)量！

科學(xué)家相信，假如超新星爆炸后，星體的核心擁有足夠大的質(zhì)量，引力塌縮將會繼續(xù)進(jìn)行下去直到形成一個黑洞，而不是一顆中子星了。質(zhì)量是區(qū)分中子星與黑洞的主要依據(jù)。天文學(xué)家認(rèn)為，一顆中子星的質(zhì)量大約是太陽質(zhì)量的1.4至2.9倍，而能夠形成黑洞的內(nèi)核的質(zhì)量則是太陽質(zhì)量的3倍左右。

中子星有哪些特性？

由于中子星密度極高，因此，他們擁有強(qiáng)大的引力和磁場。一顆中子星的引力大約是地球引力的一萬億倍，強(qiáng)大的引力不允許任何球體表面出現(xiàn)任何高大事物，因此，中子星的表面非常的光滑。或許，中子星上會出現(xiàn)“山”，但是這些“山“也僅有幾英寸的高度。

由于異乎尋常的磁場，中子星就像宇宙中的磁鐵。然而，科學(xué)家仍然沒有弄清楚這些星星上強(qiáng)大的磁場是從何而來。

2017年，LIGO引力波探測器探測到一場難以想象的中子星撞擊事件，這一事件也被認(rèn)為是一些重元素，如金元素、鉑元素形成的根源。之所以這樣認(rèn)為，是因?yàn)檎５某滦遣豢赡墚a(chǎn)生足夠的壓力和溫度，以形成重元素。

還有人認(rèn)為，一些無法理解的現(xiàn)象，包括神秘的無線電快速爆發(fā)現(xiàn)象、軟伽馬中繼器等，也是由中子星導(dǎo)致的。

中子星形成后，無法依靠自身產(chǎn)生任何光或熱。在經(jīng)過幾百萬年的潛熱后，中子星的溫度也會從形成初期的60萬開爾文（約100萬攝氏度）逐步下降直到變成一顆毫無生機(jī)的冷星球。我們的銀河系中大約有一億顆中子星，但是，由于其過于古老，過于低溫，我們只能探測到其中的一小部分。

脈沖星：我們探測中子星的啟明燈

圖：脈沖星是我們在地球上探測中子星的指引，我們能夠探測到它規(guī)律性的脈沖。

盡管在很早之前，天文學(xué)理論已經(jīng)預(yù)測到了中子星的存在，但是，直到1967年，科學(xué)家約瑟琳.貝爾.伯奈爾借助一顆脈沖星探測到第一顆中子星。自此，我們探測到了更多的中子星，包括著名的蟹狀星云中心的脈沖星，一位中國科學(xué)家于1054年曾探測到這顆超新星遺跡。

在中子星上，強(qiáng)烈的磁場將無線電波聚集成兩束光束，并從磁極處射向太空，就像燈塔的光束。如果我們能夠獲得準(zhǔn)確的中子星方位，那么，我們就能夠在地球上看到這些光束，從而可以看到無線電閃爍并了解準(zhǔn)確的間隔時間。事實(shí)上，中子星就是天體計時器，他們的準(zhǔn)確性能夠媲美原子鐘。

盡管中子星轉(zhuǎn)速極快，然而我們?nèi)匀豢梢越柚}沖星的無線電光束來測量他到底有多塊。迄今為止，我們探測到轉(zhuǎn)速最快的中子星每秒能夠轉(zhuǎn)716次，速度達(dá)到了三分之一的光速。

圖：愛爾蘭天文學(xué)家約瑟琳.貝爾.伯奈爾24歲時從“小綠人”（她和她的同事們?nèi)〉妹郑﹨^(qū)域發(fā)現(xiàn)了太空中奇怪的無線電波。后來，他們了解到，這些脈沖來自中子星。高速轉(zhuǎn)動的中子星曾被科學(xué)家認(rèn)為是釋放脈沖的脈沖星。

科幻警報！

羅伯特L.福沃德在其作品中，將生活在中子星上的原住民想象為“恐龍蛋”?？肆_地亞評論道：“他們極小且密度極高，生活速度驚人，僅僅是一會兒時間。我記得這是一部很好的讀物?！卑驳涎a(bǔ)充道：“是的，我記得那本書。非常有趣。難以想象，如果中子星的表面裂開了僅僅一毫米的縫，那也相當(dāng)于是一場地震?！?/p>

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關(guān)于中子星的五個不可思議的真相。

底線：中子星是超新星爆炸之后形成的極高密度的恒星核。中子星的密度低于黑洞，但是高于其他任何已知的恒星。

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FY: 秋

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