中子星是除黑洞外密度最大的星體。 是恒星演化到末期，經(jīng)由重力崩潰發(fā)生超新星爆炸之后，可能成為的少數(shù)終點(diǎn)之一，質(zhì)量沒有達(dá)到可以形成黑洞的恒星在壽命終結(jié)時(shí)塌縮形成的一種介于白矮星和黑洞之間的星體。
其密度比地球上任何物質(zhì)密度大相當(dāng)多倍。 絕大多數(shù)的脈沖星都是中子星，但中子星不一定是脈沖星，有脈沖才算是脈沖星。
中子星的表面溫度超過1000萬攝氏度。內(nèi)部溫度超過60億攝氏度！它的面積約為300平方公里。
接下來的說點(diǎn)震驚的，淡定一點(diǎn)！
中子星的密度為每立方厘米8^14~10^15克，相當(dāng)于每立方厘米重1億噸以上！
此密度也就是原子核的密度，是水的密度的一百萬億倍！
對(duì)比起白矮星的幾十噸/立方厘米，后者似乎又不值一提了。
如果把地球壓縮成這樣，地球的直徑將只有22米!
事實(shí)上，中子星的密度是如此之大，半徑十公里的中子星的質(zhì)量就與太陽(yáng)的質(zhì)量相當(dāng)了。
和白矮星一樣，中子星是處于演化后期的恒星，它也是在老年恒星的中心形成的。
只不過能夠形成中子星的恒星，其質(zhì)量更大罷了。
根據(jù)科學(xué)家的計(jì)算，當(dāng)老年恒星的質(zhì)量為太陽(yáng)質(zhì)量的約8~2、30倍時(shí)，它就有可能變?yōu)橐活w中子星，而質(zhì)量小于8個(gè)太陽(yáng)的恒星往往只能變化為一顆白矮星。
但是，中子星與白矮星的區(qū)別，不只是生成它們的恒星質(zhì)量不同。它們的物質(zhì)存在狀態(tài)是完全不同的。
簡(jiǎn)單地說，白矮星的密度雖然大，但還在正常物質(zhì)結(jié)構(gòu)能達(dá)到的最大密度范圍內(nèi)。
在形成的過程方面，中子星同白矮星是非常類似的。
當(dāng)恒星外殼向外膨脹時(shí)，它的核受反作用力而收縮。
核在巨大的壓力和由此產(chǎn)生的高溫下發(fā)生一系列復(fù)雜的物理變化，最后形成一顆中子星內(nèi)核。
而整個(gè)恒星將以一次極為壯觀的爆炸來了結(jié)自己的生命。這就是天文學(xué)中著名的“超新星爆發(fā)”。
中子星是恒星演化到末期，經(jīng)由引力坍縮發(fā)生超新星爆炸之后，可能成為的少數(shù)終點(diǎn)之一。
恒星在核心的氫、氦、碳等元素于核聚變反應(yīng)中耗盡，當(dāng)它們最終轉(zhuǎn)變成鐵元素時(shí)便無法從核聚變中獲得能量。
失去熱輻射壓力支撐的外圍物質(zhì)受重力牽引會(huì)急速向核心墜落，有可能導(dǎo)致外殼的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能向外爆發(fā)產(chǎn)生超新星爆炸，或者根據(jù)恒星質(zhì)量的不同，恒星的內(nèi)部區(qū)域被壓縮成白矮星、中子星以至黑洞。
一顆中子星的逃逸速度可以達(dá)到光速的一半，也就是150,000公里/秒。
中子星的前身一般是一顆質(zhì)量為10-29倍太陽(yáng)質(zhì)量的恒星。
它在爆發(fā)坍縮過程中產(chǎn)生的巨大壓力，使它的物質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生巨大的變化。在這種情況下，不僅原子的外殼被壓破了，而且連原子核也被壓破了。
原子核中的質(zhì)子和中子便被擠出來，質(zhì)子和電子擠到一起又結(jié)合成中子。最后，所有的中子擠在一起，形成了中子星。
顯然，中子星的密度，即使是由原子核所組成的白矮星也無法和它相比。在中子星上，每立方厘米物質(zhì)足足有一億噸重甚至達(dá)到十億噸。
當(dāng)恒星收縮為中子星后，自轉(zhuǎn)就會(huì)加快，能達(dá)到每秒幾圈到幾十圈。
中子星并不是恒星的最終狀態(tài)，它還要進(jìn)一步演化。
由于它溫度很高，能量消耗也很快，因此，它通過減慢自轉(zhuǎn)以消耗角動(dòng)量維持光度。當(dāng)它的角動(dòng)量消耗完以后，中子星將變成不發(fā)光的黑矮星。
中子星的密度：
密度一般用1立方厘米有多少克來表示，水的密度是每立方厘米重1克，鐵是7.9克，汞是13.6克。如果我們從脈沖星上面取下1立方厘米物質(zhì)，稱一下，它可重1億噸以上、甚至達(dá)到10億噸！
如果我們地球的密度也達(dá)到這種地步的話那它的平均半徑就只有22米！
中子星的溫度：
我們以太陽(yáng)作比較：太陽(yáng)表面溫度6000℃不到，越往里溫度越高，中心溫度約1500萬度。
中子星形成的初期，它的冷卻是經(jīng)過所謂的烏卡過程，內(nèi)部的溫度降到1億K時(shí)，烏卡過程就停止了，其它的中微子過程繼續(xù)主導(dǎo)冷卻。
1000年后冷卻由光輻射主導(dǎo)。此后大約1萬年的時(shí)間里，表面溫度一直維持在10的6次方K左右。
中子星的磁場(chǎng)：
在地球上，地球磁極的磁場(chǎng)強(qiáng)度最大，但也只有0．7Gs。
太陽(yáng)黑子的磁場(chǎng)更是強(qiáng)得不得了，約1000～4000Gs。而大多數(shù)脈沖星表面極區(qū)的磁場(chǎng)強(qiáng)度就高達(dá)10000億Gs，甚至20萬億Gs！
中子星的面積：
中子星的面積為約30---300平方千米，地球5.1億平方千米，地球面積是中子星的約170-1700萬倍。
中子星的表面溫度約為一百一十萬度，輻射χ射線、γ射線和可見光。
中子星有極強(qiáng)的磁場(chǎng)，它使中子星沿著磁極方向發(fā)射束狀無線電波也就是射電波。中子星自轉(zhuǎn)非常快，能達(dá)到每秒幾百轉(zhuǎn)。
中子星的磁極與兩極通常不吻合，所以如果中子星的磁極恰好朝向地球，那么隨著自轉(zhuǎn)，中子星發(fā)出的射電波束就會(huì)像一座旋轉(zhuǎn)的燈塔那樣一次次掃過地球，形成射電脈沖。人們又稱這樣的天體為“脈沖星”。
下面說一下磁星。
“磁星”是中子星的一種，它們均擁有極強(qiáng)的磁場(chǎng)，透過其產(chǎn)生的衰變，使之能源源不絕地釋出高能量電磁輻射，以X射線及γ射線為主。
在1992年科學(xué)家羅伯特·鄧肯及克里斯托佛·湯普森是最先提出這個(gè)理論的。
在其后幾年間，這個(gè)假設(shè)得到廣泛接納，去解釋軟γ射線復(fù)發(fā)源及不規(guī)則X射線脈沖星等可觀測(cè)天體。
如果中子星和黑洞相遇會(huì)發(fā)生什么呢？嘿嘿！聊聊。
當(dāng)中子星和黑洞相距200~300億公里時(shí)，中子星表層物質(zhì)發(fā)生不穩(wěn)定，磁場(chǎng)有明顯的異常波動(dòng)。
當(dāng)兩者相距達(dá)到100億公里時(shí)，中子星的外物質(zhì)便會(huì)飛逸而出，并在黑洞周邊高速環(huán)繞，之后中子星便向黑洞“奇點(diǎn)”做螺旋形下墜運(yùn)動(dòng)。
當(dāng)?shù)?0億公里時(shí)，黑洞和中子星的磁場(chǎng)劇烈碰撞，并放出大量電子和光，之后中子星的能量便會(huì)慢慢消耗，而后被黑洞吞沒，其時(shí)間依據(jù)中子星的體積而論，但一般不會(huì)超過6個(gè)小時(shí)。
你知道嗎？迄今為止觀測(cè)轉(zhuǎn)速最快的中子星代號(hào)為J1739-285，每秒旋轉(zhuǎn)1122圈，比地球自轉(zhuǎn)快1億倍！是在1999年由西班牙天文學(xué)家?guī)炜死瞻l(fā)現(xiàn)的。
這顆中子星的直徑約10千米，但質(zhì)量卻與太陽(yáng)相近，其密度驚人，高達(dá)每立方厘米1億噸。其巨大引力從臨近恒星不斷奪取大量炙熱氣體，并不斷誘發(fā)熱核爆炸。
好啦，關(guān)于中子星就先說這么多。
下一期我們講講蟲洞。
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