中子星和脉冲星:产生和性质

当巨星爆炸时会发生什么?它们产生了超新星,这是宇宙中最具活力的事件之一。这些恒星大火产生了如此强烈的爆炸,以至于它们发出的光可以照亮整个星系。然而,他们也从剩余物中创造出了更奇怪的东西:中子星。...

当巨星爆炸时会发生什么?它们产生了超新星,这是宇宙中最具活力的事件之一。这些恒星大火产生了如此强烈的爆炸,以至于它们发出的光可以照亮整个星系。然而,他们也从剩余物中创造出了更奇怪的东西:中子星。

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中子星的产生

中子星是一个非常致密的中子球。那么,一颗大质量恒星是如何从一个发光的物体变成一颗颤动的、高磁密的中子星的呢?这一切都取决于明星们如何生活。

恒星的大部分生命都花在所谓的主序列上。当恒星点燃其核心的核聚变时,主序列开始。一旦恒星耗尽其核心的氢并开始熔化较重的元素,它就结束了。

这都是关于质量的

一旦一颗恒星离开主星序,它将沿着其质量预先确定的特定路径运行。质量是恒星包含的物质量。超过八个太阳质量的恒星(一个太阳质量相当于我们太阳的质量)将离开主序列,并经历几个阶段,因为它们继续将元素融合到铁中。

一旦恒星核心的核聚变停止,由于外层巨大的引力,它就会开始收缩,或者陷入自身。恒星的外层“落”在核心上,反弹形成一个称为II型超新星的大爆炸。取决于核心本身的质量,它将成为中子星或黑洞。

如果核心的质量在1.4到3.0太阳质量之间,那么核心只会变成中子星。核心中的质子与高能电子碰撞并产生中子。堆芯变硬并通过落在其上的材料发送冲击波。恒星的外层物质随后被驱赶到周围的介质中,形成超新星。如果剩余的核心物质大于三个太阳质量,它很有可能继续压缩直到形成黑洞。

中子星的性质

中子星是很难研究和理解的对象。它们发射的光跨越了电磁光谱的很宽的一部分,即不同波长的光,并且在不同的恒星之间似乎有很大的差异。然而,每个中子星表现出不同的性质这一事实有助于天文学家理解驱动它们的原因。

也许研究中子星的最大障碍是它们的密度极高,密度高到一罐14盎司的中子星材料的质量与我们的月球相当。天文学家无法模拟地球上的这种密度。因此,很难理解正在发生的物理现象。这就是为什么研究这些恒星发出的光如此重要的原因,因为它为我们提供了恒星内部发生什么的线索。

一些科学家声称,核心由一组自由夸克控制,而自由夸克是物质的基本组成部分。另一些人则认为核心充满了其他类型的奇异粒子,比如π介子。

中子星也有强磁场。正是这些磁场部分地产生了从这些物体上看到的X射线和伽马射线。当电子在磁力线周围和沿磁力线加速时,它们会发射波长从光学(我们可以用眼睛看到的光)到高能伽马射线的辐射(光)。

脉冲星

天文学家怀疑所有的中子星都是旋转的,而且旋转速度相当快。因此,对中子星的一些观测产生了“脉冲”发射信号。所以中子星通常被称为脉冲星(或脉冲星),但不同于其他具有可变发射的恒星。中子星的脉动是由于它们的自转引起的,与其他脉动的恒星(如塞普希德星)一样,它们随着恒星的膨胀和收缩而脉动。

中子星、脉冲星和黑洞是宇宙中最奇异的恒星。了解它们只是学习巨星物理以及它们如何出生、生活和死亡的一部分。

由卡罗琳·柯林斯·彼得森编辑。

  • 发表于 2021-10-09 21:13
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  • 分类:数学

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