中子星
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奇异物质:中子星的内部结构中子星是宇宙中最神秘的天体之一,它由奇异物质组成,具有非常特殊的内部结构。
本文将介绍中子星的内部结构以及奇异物质的特性。
一、中子星的形成中子星是恒星演化的一种终态,当一个恒星耗尽了核燃料,核心无法抵抗自身的引力坍缩时,会发生超新星爆发。
在超新星爆发的过程中,恒星的外层物质被抛射出去,而内部物质坍缩成一个极为紧密的球状物体,即中子星。
二、中子星的内部结构中子星的内部结构非常特殊,它主要由奇异物质组成。
奇异物质是一种由夸克组成的物质,夸克是构成核子的基本粒子。
在极端的高密度和高压条件下,夸克可以自由组合形成奇异物质。
中子星的内部可以分为几个不同的层次。
最外层是由铁、镍等重元素组成的固态壳层,厚度约为几百米。
在壳层下方是一个由中子组成的液态层,厚度约为几千米。
在更深的地方,压力和密度达到极高的程度,夸克开始自由组合形成奇异物质。
三、奇异物质的特性奇异物质具有一些独特的特性。
首先,奇异物质非常稳定,可以在极端的条件下存在。
其次,奇异物质的密度非常高,比普通物质的密度大几倍甚至几十倍。
最后,奇异物质的粘度非常低,具有极高的流动性。
奇异物质的存在对中子星的性质产生了重要影响。
由于奇异物质的高密度和低粘度,中子星的质量可以达到太阳的几倍甚至几十倍。
同时,奇异物质的存在也使得中子星具有非常强大的引力场,可以产生极强的引力波。
四、中子星的研究中子星是天文学家研究的重要对象之一。
通过观测中子星的辐射和引力波,可以了解中子星的质量、半径和自转速度等重要参数,进而推测中子星的内部结构和奇异物质的性质。
目前,科学家们正在利用地面和空间望远镜观测中子星的辐射,以及利用引力波探测器观测中子星的引力波。
这些观测数据将为我们揭示中子星的内部结构和奇异物质的特性提供重要线索。
总结:中子星是由奇异物质组成的天体,具有非常特殊的内部结构。
奇异物质是一种由夸克组成的物质,在极端的高密度和高压条件下形成。
中子星的内部可以分为固态壳层、液态层和奇异物质层。
什么是中子星?中子星是宇宙中一种极为特殊的天体,它是由恒星演化的产物,在自身的强磁场和极高的密度下,产生着异常强烈的辐射和引力。
下面我们来逐一解析。
一、中子星的形成中子星通常是由质量超过太阳8倍的恒星在短时间内爆炸形成的。
当这样一个恒星耗尽了所有的核燃料,核心内的物质将产生足够的重力塌陷,形成一个极度致密的天体——中子星。
中子星的质量在1-3倍太阳质量之间,半径只有20-30公里,密度高达10的14次方克/立方厘米。
二、中子星的强磁场中子星因其极度的致密度和旋转速度,形成了极为强大的磁场。
实际上,中子星的磁场可以达到太阳的十万亿倍以上。
这个磁场会将粒子限制在中子星表面附近,形成一个极高的辐射带,同时产生强大的辐射爆发和高能电子。
三、中子星的形态中子星的形态非常特殊。
它是由极为密实的物质塌陷形成的,不同于常规的天体,中子星表面被称为“凝子层”,由中子和质子等小颗粒构成,而在凝子层下方,物质逐渐逼近极点,形成了一个密闭的“核心”。
这个核心中的物质极为稠密,压缩到更加极端的程度,相信在未来很长一段时间内,仍将是物理学家们研究的一个重要问题。
四、中子星的现象由于中子星的强烈引力和磁场,它会产生许多奇妙的物理现象。
例如,当它们在宇宙空间中经过宇宙尘埃时,便会产生一个特殊的震波效应,形成一个类似于彗星尾巴的长尾。
同时,中子星表面的强磁场也会对星际空间中的粒子产生影响,使这些粒子被加速到极高的速度,形成高能宇宙射线。
五、中子星的研究意义中子星作为新型的天体,对于探究其奇妙的物理现象和解释宇宙的进化历史有着非常重要的意义。
它们也是收集宇宙射线和寻找地外文明的理想场所和依据。
总之,中子星作为宇宙的神奇产物,其研究已经引起了科学家的兴趣。
在未来,我们相信它们一定会带来更多难以想象的发现和精彩的探索。
中子星的物理性质及其天文现象研究中子星是宇宙中最神奇的天体之一,它具有独特的物理性质和引人入胜的天文现象。
本文将从中子星的起源、结构与演化、引力场等方面入手,探讨中子星的物理性质以及相关的天文现象研究。
中子星的起源可以追溯到恒星演化的晚期,当恒星耗尽核燃料时,会发生超新星爆发。
这一巨大的爆发将恒星的外层物质抛射出去,而内部的物质会塌缩成一个极其致密的天体,即中子星。
它的质量通常在1.4到2个太阳质量之间,半径只有约10公里左右,密度极高,可以达到数千亿吨每立方厘米。
中子星的结构与演化是一个复杂而有趣的领域。
在中子星的内部,核物质迎来了极端的压力和温度条件,由于电子被压缩成了与质子结合的中子,因而得名为中子星。
中子星内部的物质被认为是由核子和奇异物质组成的。
奇异物质是一种假设存在的物质,其含有奇异夸克,并具有奇特的物理性质。
中子星内部的物质状态极为复杂,常常涉及到高能物理学中一些前沿的课题,如量子色动力学和凝聚态物理学等。
由于中子星极高的物质密度和强磁场特性,它们具有引人入胜的天文现象。
首先是脉冲星现象。
中子星自转速度非常快,通常在一秒钟内可以自转多次。
当它们的磁轴与地球的视线方向相交时,会产生定时的突发射电辐射,从地球上观测到的信号就像是来自宇宙中的闪电一样。
这种定时射电脉冲就是我们所熟知的脉冲星。
与此同时,中子星还具有极强的引力场。
它们通过吸积盘吸收附近恒星的物质,形成了X射线双星系统。
这一现象是由于高速旋转的中子星通过引力吸引附近的恒星物质而产生的。
这些物质在中子星表面形成了一个聚集的光亮区域,释放出大量的X射线。
这种现象正在被广泛研究和观测,以帮助科学家更好地了解中子星的性质和演化过程。
此外,中子星还与引力波紧密相关。
引力波是由于质量分布变化而产生的时空弯曲,当中子星与另一天体如黑洞或中子星合并时,会释放出巨大能量,并以引力波的形式传播出去。
这些引力波信号被LIGO等探测器探测到,并为科学家提供了研究中子星的重要依据。
中子星内部结构中子星是由超新星爆炸给出的最终产物,它为宇宙中最密集和最重的星体。
它的核心可以用来研究高密度物理和引力的物理现象,以及我们对宇宙的认识。
本文将介绍中子星的结构特征、内部物理状况及有趣的现象。
一、中子星的结构特征中子星具有极端的高密度和强磁场。
它们由一个核心、增强区和外壳组成,其中核心由原子核组成,半径约为10公里,核心内的密度可以达到10^14熊/立方厘米,其引力约为太阳的3千万倍。
核心周围的物质也很密集,称为增强区,在这一区域中,它们的重力与大小不断变化。
最后,中子星的外壳由中微子和网络电子组成,称为“中微子浆”,其密度为普通物质的10^13到10^14倍。
二、中子星的内部物理状况中子星的内部物理状况非常复杂,与现有物理理论和模型相比,有许多物理现象尚待解释。
它们除了吸引力外,还有许多方面的特殊物理状况,如强磁场、高密度离子流体和高温对流等。
根据目前的理论和实验研究,中子星的内部由三个层次组成:核心、增强区和外壳。
核心是一个由同位素组成的球,其中的核反应通常会生成高能的粒子,这会给它们带来极大的动能,形成风暴,这些风暴可以把能量带到增强区。
增强区周围由外壳组成,外壳是一个由中微子、核子和磁场组成的雾状物质,它们可以影响中子星的表面像素和物理状况。
三、有趣的现象由于中子星物理状况的复杂性,存在许多有趣的现象,比如爆发性中子星和它们的脉冲星现象。
爆发性中子星会在核心发生爆发,产生许多粒子,这些粒子会把光和热量传播到太空,引起它的爆发星;脉冲星发生的现象是,中子星的强磁场会导致周期性地向外发射光子,中子星一转就会发出一个脉冲,每次脉冲间隔大约几秒钟。
这种现象也可以用来测量中子星的质量、半径和角速度。
总之,中子星是宇宙中非常重要的天体,它们给我们带来了无限的好奇和乐趣,也给我们的理解带来了巨大的帮助。
在探索宇宙的过程中,中子星将会给我们带来更多的惊喜。
奇异物质:中子星的内部结构中子星是宇宙中最神秘的天体之一,它由奇异物质组成,拥有着非常特殊的内部结构。
本文将探讨奇异物质以及中子星内部的结构特点。
奇异物质简介奇异物质是一种由夸克组成的物质,具有非常高的密度和奇特的性质。
夸克是构成强子的基本粒子,包括上夸克、下夸克和奇异夸克。
在高密度和高能量条件下,夸克可以形成奇异物质,这种物质不遵循一般物质的行为规律,因而被称为奇异物质。
中子星内部结构中子星是一种极其紧凑且密度极高的恒星残骸,其直径约为20公里左右,质量相当于太阳的1.4至2倍。
中子星内部主要由奇异物质和中子组成,在极端重力作用下,呈现出非常复杂的结构。
外部结构中子星的表面主要由凝聚的中子和电子组成,形成一层坚硬的外壳。
这一层外壳可能富含重元素,在极端条件下表现出类似晶体的性质。
内部结构中子星内部主要包含了由奇异物质组成的核心区域。
在极端压力下,夸克可以自由流动,形成叫做“夸克星”的状态。
这使得中子星的内部可能存在古怪的所谓“夸克液”,而不再是常规物质。
奇异状态在普通物质面临坍缩为黑洞时会无限压缩,而奇异物质则能够抵制重力坍缩,保持一定体积。
这使得中子星稳定存在,并散发出强烈的引力波信号。
中子星观测与研究尽管中子星内部结构对于科学家来说还是一个谜团,但通过天文观测和理论模型,我们已经逐渐了解到这些神秘天体的某些特征。
例如,X射线暴和重力波观测提供了探测中子星内部结构的重要线索。
未来,随着科学技术的不断进步,相信我们将能够更深入地了解奇异物质和中子星内部结构的奥秘。
总而言之,奇异物质构成了中子星内部特殊而神秘的结构,这些密度极高、压力极大的天体仍然是天文学家们研究探索的焦点之一。
对中子星内部结构的深入理解也有望为我们揭开宇宙奥秘提供新的线索。
希望本文对读者能够增加对中子星和奇异物质的认识,并引发更多关于宇宙奥秘的思考与探讨。
天体物理学中的中子星理论天体物理学是研究宇宙中天体的物理特性和演化历史的学科,其中,中子星是一种研究的热点。
中子星是一种质量非常大、半径非常小的致密天体,它的密度高达数十亿吨每立方厘米,可以说是宇宙中最致密的物质。
中子星的研究在探索宇宙物理过程、了解星体演化以及解密宇宙起源等方面具有重要意义。
本文将从中子星的基本特性、形成机制、重要作用等方面进行探讨。
一、中子星的基本特性中子星是由一颗质量较大的恒星在超新星爆发后剩余下来的一种致密天体。
其直径通常只有20公里左右,却拥有与太阳相等甚至更高的质量,密度高达10^14克每立方厘米。
由于其质量非常大,中子星对重力的作用非常强烈,从而导致其表面非常平滑,无法支撑山峰、山谷等地貌,甚至会出现一些超新星爆发后留下的痕迹,例如磁场和射电波等。
此外,中子星也具有极强的磁场,甚至可能高达10^12到10^15高斯,而地球的磁场只有几百高斯左右。
这种强磁场会导致中子星表面出现极其强烈的磁场风暴,而且会导致中子星产生射电脉冲等现象。
二、中子星的形成机制中子星是由质量较大的恒星在超新星爆发后剩余的一种致密星体,其形成机制主要有以下几种:1、质量大于太阳8倍的恒星,通常在生命周期后会经历类似于自我引力塌缩的过程,进而导致超新星爆发。
超新星爆发后,形成的残余物质会聚集成为一个极其致密、小而又重的天体,即中子星。
2、双星系统中,两颗星体在演化过程中可能发生大规模的引力相互作用,其中一颗质量特别大的星体在反复的爆炸和引力作用下,形成中子星作为和外观处理。
3、中子星的另一种形成机制是由紫外线或伽马射线的强烈辐射作用,导致恒星在最后爆发时射出部分物质并旋转超高速,最终形成中子星。
三、中子星的重要作用中子星对宇宙物理过程、星体演化以及宇宙起源等方面都有着重要的作用。
1、中子星对宇宙物理过程的重要作用中子星的强磁场和极端物理特性可以使其产生一系列的射电信号,例如射电脉冲、星系核爆炸、快速射电暴等。
中子星的性质和特征中子星是一种极为奇特的天体,它是恒星形成后的残骸,密度极高,直径仅有数十千米,却具有极强的磁力和旋转速度,这些奇特的性质使得中子星成为天文学界研究的热点。
一、中子星的形成中子星是由恒星形成后,经历爆炸烧毁后的残骸,通常是白矮星通过快速引力坍缩而产生的。
在爆炸烧毁的过程中,大量原子核被挤压在一起,电子被迫与原子核结合,形成了质子与中子。
由于质子与电子的吸引力,大量电子的反应形成了中子。
当质子数量相等于中子数量时,中子会处于不同自旋状态上,形成一个由中子组成的固体物体。
二、中子星的特征中子星具有一系列独特的特征,例如,它的密度极高,与同体积的原子核相差无几,同时它的温度和质量也是极为巨大的。
除此之外,中子星还具有强大的磁场与极快的旋转速度,使得这种天体变得十分神秘和奇特。
1.密度极大密度是衡量物体质量分布的指标,而中子星的密度非常大。
中子星的体积约为太阳的十倍,但它的质量约为太阳的1.5倍,这就是说中子星的密度是太阳的数百万倍。
这种非常高的密度使得中子星充满了神秘与奇特。
2.温度与质量极大除了极高的密度外,中子星还具有极高的温度和巨大的质量。
据研究发现,中子星表面的温度可以达到数千万摄氏度,大约是太阳表面温度的十倍以上。
而中子星的质量也是极大的,通常在1.4-2.0倍太阳质量之间。
3.强大的磁场与极快的旋转速度中子星同时还具有强大的磁场和极快的旋转速度。
它的磁场强度通常在10^10至10^15高斯之间,这是地球磁场的百万倍以上。
而它的自转速度也非常快,通常在1秒内自转10次至1000次以上。
这些奇怪的性质,使得中子星成为了一种非常神秘的天体。
三、中子星的研究现状中子星作为一种非常特殊的天体,一直受到天文学家的关注。
他们通过不断地观测和研究,逐渐了解了这种奇特的天体的一些基本性质。
(1)质量与尺寸的测量天文学家利用X射线或伽马射线望远镜对中子星进行观测,通过测量其X射线谱线和伽马射线能谱,可以推断出中子星的质量、半径和表面温度等基本性质。
中子星假如白矮星的密度大到让你觉得不可思议,这里还有让你更加惊讶的。
我们下面要介绍的就是一种密度更大的恒星——中子星。
中子星的密度大约是1011千克/立方厘米,也就是说,中子星每立方厘米的质量高达1亿吨!而白矮星每立方厘米的质量大约是几十吨,相比之下似乎不值一提。
实际上,中子星的质量如此之大,半径10千米的中子星的质量大约等于整个太阳的质量。
中子星和白矮星一样,都处在恒星演化过程中的后期阶段,并在老年恒星中心渐渐形成。
不过,能够形成中子星的恒星,其质量得足够大。
通过计算得知,当老年恒星的质量是10个太阳的质量时,这颗恒星就有可能变成中子星,而质量小于10个太阳的恒星通常只会变成白矮星。
不过,中子星和白矮星的主要区别并非只是形成它们的恒星的质量差异,而是它们的物质存在形态完全不同。
简而言之,尽管白矮星的密度很大,但依然属于正常物质的密度范围——电子以电子形式存在,原子核以原子核形式存在。
而在中子星里,物质受到的压力非常大,白矮星中的简并电子压无法承受,于是电子被挤压到原子核中,与质子结合在一起形成中子,导致原子核中的物质仅余中子,而几乎整个中子星都是由无数个这样的原子核一起构成的。
因此,我们也可以将中子星称为巨大的原子核(除了表面的壳之外)。
在形成过程中,中子星与白矮星也非常相似。
当恒星外壳膨胀时,反作用力促使恒星核收缩,在巨大的压力及由此导致的高温下,恒星核会发生各种复杂的物理变化,逐渐演变成中子星的内核。
而整个恒星将以一次相当壮观的爆炸来结束自己的生命,人们将这种现象称为“超新星爆发”。
中子星的表面温度大约100多万度,辐射出X射线、γ射线和可见光。
中子星的磁场非常强大,促使极冠区沿着磁场方向不停地放射无线电波。
中子星的自转速度非常快,每秒钟可达好几百圈。
由于磁极和两极一般是不吻合的,所以如果中子星的磁极正好对着地球,那么中子星随着自转发射出的电波会像旋转的灯塔一样数次扫过地球,从而产生射电脉冲。
中子星牵引力一、中子星概述(人教版物理相关基础)1. 定义与形成- 中子星是恒星演化到末期,经由引力坍缩发生超新星爆炸之后,可能成为的少数终点之一。
恒星在核心的氢、氦、碳等元素于核聚变反应中耗尽后,无法再支撑自身的巨大质量,从而开始坍缩。
如果剩余质量在1.4 - 3倍太阳质量之间,就可能形成中子星。
- 在坍缩过程中,质子和电子挤在一起结合成中子,整个星体几乎都由中子组成,因此被称为中子星。
2. 基本性质- 密度极大:其密度非常高,一汤匙中子星物质的质量可能达到数亿吨甚至更多。
这是因为在巨大的引力作用下,物质被极度压缩。
- 体积小:半径通常在10 - 20千米左右,相较于普通恒星要小得多。
- 强磁场:中子星具有极强的磁场,比地球磁场强数亿倍甚至更多。
这种强磁场会对周围物质和辐射产生复杂的影响。
- 高速旋转:许多中子星都在高速旋转,有的自转周期短到毫秒级。
二、引力与牵引力概念(人教版物理)1. 引力- 根据牛顿万有引力定律,任何两个物体之间都存在相互吸引的力,其大小与两物体的质量乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比,表达式为F =G(m_1m_2)/(r^2),其中G为引力常量,m_1和m_2是两个物体的质量,r是它们质心之间的距离。
- 在中子星的情况下,由于其质量非常大(1.4 - 3倍太阳质量),所以它对周围物体产生的引力非常强大。
2. 牵引力(在中子星相关情境下的理解)- 在中子星周围的物质(如星际物质、伴星物质等)会受到中子星强大引力的牵引作用。
这种牵引作用类似于一种拉力,将周围物质拉向中子星。
- 例如,当一颗普通恒星与中子星组成双星系统时,中子星的引力会牵引普通恒星的物质,使普通恒星的物质逐渐流向中子星。
这一过程会形成吸积盘,物质在吸积盘中高速旋转并向中子星靠近。
- 从相对论的角度来看,中子星强大的引力会使周围时空弯曲得非常厉害。
根据爱因斯坦的广义相对论,物体在弯曲时空中的运动轨迹会发生改变,这种时空弯曲效应也可以理解为一种特殊的“牵引”,使得周围物质沿着弯曲的时空向中子星靠近。
中子星中子星,又名波霎(注:脉冲星都是中子星,但中子星不一定是脉冲星,我们必须要收到它的脉冲才算是)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。
简而言之,即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恒星和黑洞的星体,其密度比地球上任何物质密度大相当多倍。
1概述序言中子星-内部结构模型图如果你为白矮星的巨大密度而惊叹不已的话,这里还有让你更惊讶的呢!我们将在这里介绍一种密度更大的恒星:中子星。
简介中子星(15张)中子星是除黑洞外密度最大的星体,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。
中子星的密度为千克/立方厘米,也就是每立方厘米的质量竟为一亿吨之巨!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243米!事实上,中子星的质量是如此之大,半径十公里的中子星的质量就与太阳的质量相当了。
同白矮星一样,中子星是处于演化后期的恒星,它也是在老年恒星的中心形成的。
只不过能够形成中子星的恒星,其质量更大罢了。
根据科学家的计算,当老年恒星的质量为太阳质量的1.3~3.2倍时,它就有可能最后变为一颗中子星,而质量小于1.3个太阳的恒星往往只能变化为一颗白矮星。
但是,中子星与白矮星的区别,不只是生成它们的恒星质量不同。
它们的物质存在状态是完全不同的。
简单地说,白矮星的密度虽然大,但还在正常物质结构能达到的最大密度范围内:电子还是电子,原子核还是原子核,原子结构完整。
而在中子星里,压力是如此之大,白矮星中的简并电子压再也承受不起了:电子被压缩到原子核中,同质子中和为中子,使原子变得仅由中子组成。
而整个中子星就是由这样的原子核紧挨在一起形成的。
可以这样说,中子星就是一个巨大的原子核。
中子星的密度就是原子核的密度。
中子星的质量非常大由于巨大的质量就连光线都是呈抛物线挣脱。
在形成的过程方面,中子星同白矮星是非常类似的。
当恒星外壳向外膨胀时,它的核受反作用力而收缩。
核在巨大的压力和由此产生的高温下发生一系列复杂的物理变化,最后形成一颗中子星内核。
而整个恒星将以一次极为壮观的爆炸来了结自己的生命。
这就是天文学中著名的“超新星爆发”。
中子星,是恒星演化到末期,经由引力坍缩发生超新星爆炸之后,可能成为的少数终点之一。
恒星在核心的氢、氦、碳等元素于核聚变反应中耗尽,当它们最终转变成铁元素时便无法从核聚变中获得能量。
失去热辐射压力支撑的外围物质受重力牵引会急速向核心坠落,有可能导致外壳的动能转化为热能向外爆发产生超新星爆炸,或者根据恒星质量的不同,恒星的内部区域被压缩成白矮星、中子星以至黑洞。
白矮星被压缩成中子星的过程中恒星遭受剧烈的压缩使其组成物质中的电子并入质子转化成中子,直径大约只有十余公里,但上头一立方厘米的物质便可重达十亿吨,且旋转速度极快,而由于其磁轴和自转轴并不重合,磁场旋转时所产生的无线电波等各种辐射可能会以一明一灭的方式传到地球,有如人眨眼,故又称作脉冲星。
一颗典型的中子星质量介于太阳质量的1.35到2.1倍,半径则在10至20公里之间(质量越大半径收缩得越小),也就是太阳半径的30,000至70,000分之一。
因此,中子星的密度在每立方厘米克至克间,此密度大约是原子核的密度。
致密恒星的质量低于1.44倍太阳质量,则可能是白矮星,但质量大于奥本海默-沃尔可夫极限(3.2倍太阳质量)的恒星会继续发生引力坍缩,则无可避免的将产生黑洞。
由于中子星保留了母恒星大部分的角动量,但半径只是母恒星极微小的量,转动惯量的减少导致了转速迅速的增加,产生非常高的自转速率,周期从毫秒脉冲星的700分之一秒到30秒都有。
中子星的高密度也使它有强大的表面重力,强度是地球的到倍。
逃逸速度是将物体由重力场移动至无穷远的距离所需要的速度,是测量重力的一项指标。
一颗中子星的逃逸速度大约在10,000至150,000公里/秒之间,也就是可以达到光速的一半。
换言之,物体落至中子星表面的最大重力加速度将达到150,000公里/秒的平方。
更具体的说明,如果一个普通体重(70公斤)的人遇到了中子星,他撞击到中子星表面的能量将相当于二亿吨核爆的威力(四倍于全球最巨大的核弹大沙皇的威力)。
发现1934年巴德和兹威基分别提出了中子星的概念﹐而且指出中子星可能产生于超新星的爆发。
1939年奥本海默和沃尔科夫通过计算建立了第一个中子星的模型。
中子星是处于演化后期的恒星,它也是在老年恒星的中心形成的。
只不过能够形成中子星的恒星,其质量更大罢了。
根据科学家的计算,当老年恒星的质量大于十个太阳的质量时,它就有可能最后变为一颗中子星,而质量小于十个太阳的恒星往往只能变化为一颗白矮星。
虽然早在30年代,中子星就作为假说而被提了出来,但是一直没有得到证实,人们也不曾观测到中子星的存在。
而且因为理论预言的中子星密度大得超出了人们的想象,在当时,人们还普遍对这个假说抱怀疑的态度。
直到1967年,由英国科学家休伊什的学生乔丝琳·贝尔首先发现了脉冲星。
经过计算,它的脉冲强度和频率只有像中子星那样体积小、密度大、质量大的星体才能达到。
这样,中子星才真正由假说成为事实。
这真是本世纪天文学上的一件大事。
因此,脉冲星的发现,被称为二十世纪六十年代的四大天文学重要发现之一。
1967年,天文学家偶然接收到一种奇怪的电波。
这种电波每隔1—2秒发射一次,就像人的脉搏跳动一样。
人们曾一度把它当成是宇宙人的呼叫,轰动一时。
后来,英国科学家休伊什终于弄清了这种奇怪的电波,原来来自一种前所未知的特殊恒星,即脉冲星。
这一新发现使休伊什获得了1974年的诺贝尔奖。
到目前为止,已发现的脉冲星已超过300个,它们都在银河系内。
蟹状星云的中心就有一颗脉冲星。
脉冲星是本世纪60年代四大天文发现之一(其他三个是:类星体、星际有机分子、宇宙3K微波辐射)。
因为它不停地发出无线电脉冲,而且两个脉冲之间的间隔(脉冲周期)十分稳定,准确度可以与原子钟媲美。
各种脉冲星的周期不同,长的可达4.3秒,短的只有0.3秒,甚至毫秒级。
中子星一边自转一边发射像电子束一样的电脉冲。
该电脉冲像灯塔发出的光一样,以一定的时间隔掠过地球。
当它正好掠过地球时,我们就可以测定它的有关数值。
脉冲星是高速自转的中子星,但并不是所有的中子星都是脉冲星。
因为当中子星的辐射束不扫过地球时,我们就接收不到脉冲信号,此时中子星就不表现为脉冲星了。
中子星很小,一般半径只有10千米,质量却和太阳差不多,质量下限是0.1个太阳的质量,上限是3.2个太阳的质量(据爱因斯坦的广义相对论,可以达到这个水平)。
是一种密度比白矮星还高的超密度恒星。
前身中子星的前身一般是一颗质量比太阳大8倍的恒星。
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。
当恒星收缩为中子星后,自转就会加快,能达到每秒几圈到几十圈。
同时,收缩使中子星成为一块极强的“磁铁”,这块“磁铁”在它的某一部分向外发射出电波。
当它快速自转时,就像灯塔上的探照灯那样,有规律地不断向地球扫射电波。
当发射电波的那部分对着地球时,我们就收到电波;当这部分随着星体的转动而偏转时,我们就收不到电波。
所以,我们收到的电波是间歇的。
这种现象又称为“灯塔效应”。
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。
2性质作为一颗中子星,中子星具有许多非常独特的性质,这些性质使我们大开眼界。
因为,它们都是在地球实验室中永远也无法达到的,从而使我们更加深入地认识到恒星的一些本质。
概括起来说,这些性质是:大小无例外科学家发现中子星从极点喷发强大气流地都是很小的,小得出奇。
它的典型直径只有20公里,也就是说,小小中子星的“腰围”只有30多公里,相当于一辆自行车车以普通速度行驶1小时的距离。
可是,就是这么颗小个子恒星,却有那么多的极端的物理条件,也真是够惊人的!密度密度大得惊人。
密度一般用1立方厘米有多少克来表示,水的密度是每立方厘米重1克,铁是7.9克,汞是13.6克。
如果我们从脉冲星上面取下1立方厘米物质,称一下,它可重1亿吨以上、甚至达到10亿吨。
假定我们地球的密度也达到这种闻所未闻的惊人程度的话,那它的平均半径就不是6371公里,而只有22米!温度温度高得惊人。
据估计,中子星的表面温度就可以达到1000万度,中心还要高数百万倍,譬如说达到60亿度。
我们以太阳来作比较,就可以有个稍具体的概念:太阳表面温度6000℃不到,越往里温度越高,中心温度约1500万度。
压强压强大得惊人。
我们地球中心的压强大约是300多万个大气压,即我们平常所说的1标准大气压的300多万倍。
脉冲星的中心压强据认为可以达到个大气压,比地心压强强倍,比太阳中心强倍。
磁场特别强的磁场。
在地球上,地球磁极的磁场强度最大,但也只有0.7高斯(高斯是磁场强度的单位)。
太阳黑子的磁场更是强得不得了,约1000~4000高斯。
而大多数脉冲星表面极区的磁场强度就高达10000亿高斯,甚至20万亿高斯。
脉冲星都是我们银河系内的天体,距离一般都是几千光年,最远的达55000光年左右。
根据一些学者的估计,银河系内中子星的总数至少应该在20万颗以上,到80年代末,已经发现了的还不到估计数的千分之五。
今后的观测、研究任务还很艰巨。
中子星从发现至今,只有短短二三十年的时间,尽管如此,不论在推动天体演化的研究方面,在促进物质在极端条件下的物理过程和变化规律的研究方面,它已经为科学家们提供了非常丰富而不可多得的观测资料,作出了贡献。
同时,它也在这个新开拓的领域内,向人们提出了一连串的问题和难解的谜。
能量辐射中子星的能量辐射是太阳的100万倍,约为瓦特。
按照世界上的用电情况.它在一秒钟内辐射的总能量若全部转化为电能,就够我们地球用上几十亿年。
3天文信息天文望远镜,发现了迄今转速最快的中子星,每秒旋转1122圈,比地球自转快1亿倍。
最先观测到这颗星的西班牙天文学家库克勒说,早在1999年便已发现了这颗代号为J1739-285的中子星,但不久前才通过望远镜算出它的转速。
这颗中子星的直径约10公里,但质量却与太阳相近,其密度惊人,高达每立方厘米1亿吨。