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中子星——质量较大恒星的晚期

    

    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。

  中子星的密度为10的11次方千克/立方厘米, 也就是每立方厘米的质量竟为一亿吨之巨!对比起白矮星的几十吨/立方厘米,后者似乎又不值一提了。 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。

  但是,中子星与白矮星的区别,决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。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。

  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”。   

 

感谢国家天文台LAMOST项目之宇宙驿站提供网络空间

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