來源:hao123百家號 時間:2022-03-27 11:47:25
中子星算是宇宙中一類比較恐怖的天體了。中子星到底有多可怕呢?中子星的可怕之處不在于它的質量有多大,而是它那驚人的密度。
中子星是極少數恒星的生命的終點。它是由恒星演化而來的。既然中子星由恒星演化而來,那么它的質量是一定小于形成它的恒星的。科學家發現一顆典型的中子星質量在1.35~2.1倍太陽質量之間。因此單純的從質量上看,中子星的質量不算是很大。
雖然中子星的質量不是很大,但是中子星的體積卻非常的小。中子星的半徑只有10~20公里。中子星的質量比太陽大,體積卻非常的小。這就意味著中子星具有非常驚人的密度。中子星的密度在8×10^13克/cm~2×10^15克/cm之間。
中子星的密度大到什么程度呢?我們來換個單位來看一下:中子星的密度是8000萬噸/cm~20億噸/cm。水的密度是1克/cm,中子星的密度是水密度的80萬億倍。地球上密度最高的固體是金屬鋨,密度為22.4克/cm。中子星的密度下限都是金屬鋨密度的3.6萬億倍。或者說,一個糖塊那么大小的中子星的物質,重量就高達1.6億~40億噸。
假如我們把地球壓縮到中子星的密度,它的直徑僅有180米~520米。
中子星是怎樣形成的呢?它為什么會有如此驚人的密度呢?
恒星是如何變成中子星的呢?恒星的質量都是巨大的。因此它們內部的引力也是巨大的。但是青壯年時期的恒星內部會穩定地進行著核聚變反應。核聚變反應會產生大量的能量從恒星的內部釋放出來。這樣恒星向外的熱輻射壓力和恒星內部的引力處于相對平衡狀態。此時的恒星不會向內部收縮,因此不會變成中子星。
但是在恒星變老后,內部可供核聚變反應的材料逐漸耗盡。最終在恒星的內部,鐵元素形成了。恒星不再向外釋放能量。此時,恒星失去了熱輻射壓力的支撐,恒星外部的物質受到恒星自身引力的影響而急速地向恒星核心處墜落。這樣一顆恒星走向生命的終點,坍塌了。極速的坍塌導致恒星發生了劇烈的爆炸。這就是超新星爆炸。
在恒星發生超新星爆炸的同時,恒星的內核遭受到了劇烈的壓縮,恒星物質中的電子并入質子中轉化為了中子。這樣中子星就形成了。
中子星為什么會有如此驚人的密度呢?我們知道,原子是構成一般物質的最小單位。原子是由原子核和電子組成的。原子核位于原子的中心。原子核非常的小。打個比方,如果我們把原子看作是地球,那么原子核就是一棟100米左右的高樓。所以,原子的內部是非常空曠的。
原子核雖然很小,但是擁有原子的絕大部分質量。而中子星物質之所以密度高的驚人,是因為它把原子中的空間全部給壓縮掉了。電子并入質子中轉化為了中子。這就相當于把原子核一個個的緊密地排列在了一起。有時候,人們會把中子星稱為巨型的原子核。所以,中子星的密度就是原子核的密度。
中子星是除黑洞以外的密度最大的天體。因此,別看中子星是一顆直徑僅有一二十公里的小小星球,它的上面是相當恐怖的。中子星表面的重力是地球的2000億~30000億倍。假如一個70公斤的人登陸中子星后,他立刻會感受到比在地球上大幾千億倍的重力。就在瞬間人就會化為一堆中子,成為了中子星的一部分。
其實,我們是沒有機會落到中子星表面的。因為我們在下落的過程中就會被中子星強大的潮汐力撕成碎片化為烏有了。假如我們有機會和中子星來一次“親密接觸”,體重70公斤的我們撞到中子星表面,將會釋放出的能量相當于2億噸TNT當量。這就好比同時爆炸了4顆沙皇氫彈的威力。
此外,中子星的逃逸速度高達15萬公里/秒,是光速的一半。光遇到了中子星都會被彎成拋物線的形狀。所以,如果我們平安地降落到了中子星上面,我們也別指望逃出去了。
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