因此我们可以这样说 , 这些密度远远大于太阳的天体 , 很有可能在某个阶段的体积也要远远大于太阳 。 那么 , 在上文中我们提到的密度最大的天体 , 每立方厘米重达20亿吨的中子星 , 其“前世今生”又是怎样?
中子星是怎么产生的?
就像是人会经历童年、青年、中年、老年一样 , 恒星也并非是一种永恒不变的天体 , 它们也会在不同的“年龄”中呈现出不同的状态 , 对于外界的影响也各有不同 。 就拿我们的恒星太阳来说 , 现在的太阳已经50亿岁了 , 它作为主序星的寿命已经过去了大约一半 。
在50亿年之后 , 太阳中的氢会燃烧殆尽 , 而它的体积将会持续扩大 , 变成一颗炽热的“红巨星” 。 等到那个时候 , 太阳系的很多行星都会被变大的太阳所吞噬 , 其中也包括我们的地球 。 在扩大之后 , 恒星会持续燃烧 , 直到又一次的燃料用尽 , 那么它们就会开始坍缩 , 变成一颗密度更大、体积更小的天体 。
坍缩之后 , 由于星球内部能量的高度集中 , 它们最终会产生超新星爆发 , 大量的物质将会以极快的速度被抛出 , 在经过一段时间之后只剩下了其中的“内核” , 而这个内核将根据恒星本身的大小转变为不同的星体 , 其中的一种可能性就是变成中子星 。
要最终形成中子星 , 这颗原本的恒星的大小不会超过太阳20倍 , 否则就会变成另外一种完全不同的宇宙物质——黑洞 。 下面 , 我们就来介绍一下中子星的特点和它的发现历史吧 。
中子星的发现
在天文学分类上 , 中子星介于白矮星和黑洞之间 , 在上世纪60年代才被人们所认知 。 其实早在上世纪30年代 , 中子星可能存在的假想就被科学家提出来了 , 但这终究是一种假想 , 人们并没有真的发现它 。
中子星最终也不是被人“看到”的 , 因为它的密度非常大 , 所以体积也相对较小 , 大约十公里直径的中子星就和太阳的质量相当 , 如果体积大到了一定程度 , 那么就会成为黑洞了 。 中子星中的一部分会变成“脉冲星” , 它会持续向着宇宙发射出强烈脉冲波 , 这样的信号在60年代被人捕捉到 , 人们这才证实它的存在 。
中子星并不是永恒的 。 它在运动的过程中依然在不停地释放能量 , 所以我们才能够接收到它发射的脉冲波 。 因为中子星并不是每一处都有脉冲 , 因此我们接收到的信号并不连续 , 而是随着中子星的转动而改变 。
和恒星不同 , 中子星的表面不是液态或者气态 , 而是一个固态外壳 , 一般是铁等金属构成 , 而在内部是液态的中子流体 。 中子星的能量辐射极为惊人 , 只需要一秒钟释放的能量 , 就可以让整个地球上的人类使用数十亿年 , 足以见得总量之大 。
在中子星释放完自己的能量之后 , 它会变成另一种星体 , 黑矮星 。 理论上来说 , 黑矮星是一种恒星燃烧殆尽之后的残骸 , 它完全不发光 , 也不像黑洞那样会“吸收”周围的一切 , 因为它已经不会再向外释放出能量 , 处于一种完全“冷却”的状态 。
遗憾的是 , 这种在星体目前只存在于理论当中 , 因为根据科学家们的推测 , 黑矮星大约需要恒星经过200万亿年才会完成“蜕变” , 但是我们的宇宙仅仅只有137亿岁而已 , 离形成黑矮星的时间还十分久远 。
我们对于中子星的观测
我们对于中子星的认识还非常有限 , 由于中子星自身的体积很小 , 所以我们基本无法从视觉上对其进行观测 , 唯一的方法就是研究其释放的电磁信号 , 这就要使用到一种特别的“望远镜” , 那就是射电望远镜 。
射电望远镜看起来就像是一个巨大的“雷达” , 它能够精确地捕捉来自外太空的各种能量 , 让人们能够从另一个角度“看到”浩瀚的宇宙 , 对中子星等特殊的天体进行分析 。
我国也十分重视对于中子星 , 尤其是脉冲星的研究 , 目前已经建成了世界上最大的射电望远镜 , 它的全称是500米口径球面射电望远镜 , 也被形象地称之为“中国天眼” 。
自投入使用以来 , “中国天眼”已经发现了370多颗新的脉冲星 , 并且还对快速射电暴等奇特的天文现象进行了捕捉和分析 。 而且这还不是我国对天体进行观测的终点 , 我国在未来还会修建更多的“天眼” , 争取对脉冲星进行更多的研究 。
结语
近年来 , 科学家们对于宇宙又有了更深的认识 , 提出在中子星和黑洞之间还有一种能量更强的星体——夸克星 。 不过就像是曾经的中子星一样 , 夸克星的存在也处在假说的阶段 , 没有真正被人类所发现 。
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