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中子星全部都是由中子构成的吗?

时间:2019-08-09 14:20:55 浏览量:
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中子星是大质量恒星可能的结局之一。当恒星燃烧完它核心的核聚变材料后(聚变到铁),由于没有了热量抵御恒星的重力,恒星发生了极速的收缩(重力坍缩),这些恒星物质会在核心处碰撞在一起,发生铁及以后的核聚变反应,并发出超过一个星系的亮度,这就是超新星爆发。

中子星全部都是由中子构成的吗?中子星全部都是由中子构成的吗?

爆发会持续几周到几个月,在这期间会合成大量的铁以后的元素,并被爆发的力量抛洒入太空之中,做为下一代星系形成的材料。剩下的核心如果质量不大于3.2倍太阳质量,它就会形成一个中子星。

我们从微观上看一下中子星是怎么形成的

一个原子是由原子核和核外电子构成。

原子核是由中子和质子构成。从氦原子的结构图来看,一个原子的绝大部分体积都是由核外电子占据。

当压力足够大时,电子会被压缩到最低能级层,这时,电子简并压就会显得很大,如果电子简并压能够抵抗得住重力坍缩,它就会形成白矮星

当恒星残骸的质量大于1.44个太阳质量时(钱德拉塞卡极限),电子就会被压入原子核之中,电子就会与质子形成中子,这就是中子星。这时抵抗重力坍缩的力就是中子简并压。与电子简并压一样的是,它们都是由泡利不相容原理提供的力。如果残余的恒星内核质量大于3.2个太阳质量(奥本海默极限),就没有什么能抵挡住万有引力了,它会坍缩成一个黑洞。

中子星是一个非常致密的天体,它的密度在8千万吨~20亿吨/立方厘米之间,几乎就是原子核挨着原子核。巨大的引力使它表面的逃逸速度能达到光速的50%。这就意味着一个70千克的人撞上去会释放出2亿吨TNT当量的能量。相当于最大氢弹威力的4倍。

但中子星并不完全都是由中子构成的,由于自由中子的半衰期很短,它的外层中子不断的进行着β衰变,并释放出电子、质子和中微子;中层是由自由中子构成;核心的压力可能将原子核都压碎了,形成夸克构成的核心,但这只是一个猜测。

中子星看上去就像一个巨大的原子核,但它和原子核由强相互作用力聚合在一起不同,是由引力结合在一起的。所以它依然是一个天体。

也不要想把中子星物质单独拿出来:简并压会迅速的将原子核撑开,自由中子也会迅速衰变,在大爆炸中,这些中子星物质就会恢复成正常的原子。

编辑:时雨
关键词: 中子星
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