天文学家发现质量巨大的中子星，达到了极端的定义天文学家利用一项新技术

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天文学家利用一项新技术，记录了科学界最重的中子星之一。这对天文学家来说是一个重要的发现，而这个新记录的天体也提供了一个前所未有的机会，使科学家能从远处进行粒子物理研究。

中子星是宇宙中最引人注目的天体之一。这些衰变的恒星残骸通常比两个太阳还要重，但体积并不比一个大城市宽阔。这些奇异天体是超密度的，形状特别圆，把多的离谱的物质塞进一个小空间里。例如，一个典型的中子星，把于地球总质量50万倍的物质装进一个直径20千米的球体中。中子星是由10到30倍太阳质量的恒星衰变的外壳形成的。

本周发表在《天体物理学杂志》（Astrophysical Journal）上的一项新研究描述了迄今为止发现的最巨大的中子星之一，有2.3倍太阳质量。只有一颗已知的中子星在它之上：7年前发现的一个庞然大物，重达2.4倍太阳质量。总的来说，在天文学家所知的大约2000颗中子星中，只有4颗超过2倍太阳质量。

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新发现的中子星命名为PSR J2215+5135，天文学家称为“红背”脉冲星（中子星和脉冲星两个术语经常可以互换使用，不过严格上讲，脉冲星只描述快速旋转的中子星）。红背脉冲星是一种紧凑的双星系统，在这个系统中，一个旋转的中子星被一个低质量的主序星紧密环绕着。中子星的这些伴星被来自脉冲星的辐射所摧毁，让科学家很难区分这两个天体，这反过来又使得很难确定任何一个天体的质量。

来自天文及天体物理学组和加那利群岛天体物理研究所的研究人员最近开发出一种新技术，使他们能够在一个紧凑的双星系统中测量中子星的质量。为了做到这一点，他们使用了一组望远镜来观察：加那利大型望远镜（世界上最大的光学红外望远镜），威廉?赫歇尔望远镜，艾萨克?牛顿望远镜和IAC-80望远镜。由物理学家Manuel Linares领导的天文学家，也利用计算机模型模拟了这些天体，并研究了脉冲星的恒星同伴所承受的辐射模式。

这种方法使研究人员能够测量伴星在其轨道上运动的速度，包括在恒星的较亮和稍暗两侧所观察到的速度。通过测量伴星的较冷/较暗和较热/较亮侧之间的剧烈温差，研究人员能够推断出中子星的速度和质量。面对着脉冲星的明亮一面，测量的是7807摄氏度，而暗淡的一面是5387摄氏度。两个天体以每秒412公里的速度绕着对方的质量中心旋转。有了这些数据和其他变量（比如轨道倾角），研究人员就能测出中子星的质量是2.3倍太阳质量。

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随着PSR J2215+5135和其他异常巨大的中子星的发现，科学家们对这些天体的极端程度有了更好的了解，因此他们也可以更多地了解这些环境中粒子的行为和相互作用。显然，科学家们无法在地球上复制中子星的强烈引力，但是他们可以把这些天体当作遥远的太空实验室。

例如，物理学家想要更多地了解在极高密度下原子核之间的相互作用，原子核由中子和质子形成。在这种情况下，一颗有2.3倍太阳质量的中子星，意味着其核心内粒子之间的排斥力强度必须足够强，才能防止进一步坍塌。研究作者表示，这表明很可能中子星内不存在自由夸克或其他奇异物质。

引力可以创造出一些非常奇怪的东西。研究人员表示他们的新技术也可以用来测量黑洞和白矮星的质量，这两者密度都很大。最后希望这项新技术将被用来测量比PSR J2215+5135更令人吃惊的天体，从而展示宇宙法则可以扭曲物质到什么程度。