既然有中子星,那宇宙中有没有质子星和电子星?

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既然有中子星,那宇宙中有没有质子星和电子星?

中子星是理论上的超新星爆炸的产物之一。当大质量的恒星(8-30个太阳质量)离开主序期进入末期后,由于其内部的平衡被打破,会使恒星内核塌缩,外部急剧扩张,即超新星爆炸。

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当恒星超新星爆炸时,内核急剧压缩,极大的压缩了原子中质子和电子间的距离。当压力足够了大时,可以把电子直接压入原子核内,中和质子而形成中子。当外围物质散去,只留下了一个几乎全部由中子构成的星体,就是中子星了。

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中子星是宇宙中除了黑洞以外密度最大的天体,虽然理论上还存在一种介于二者之间的星体---夸克星。即恒星核心塌缩时,不但把电子压入了原子核中,还压碎了部分中子,使其进入“夸克”状态。

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在宇宙中,中子星确实存在,但质子星和电子星基本上是不可能存在的。关于背后的原因,就需要了解一下为什么会形成中子星。

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物质都是由原子组成,原子又分为原子核与环绕原子核运动的电子。除了氕原子核之外,其他原子核都是包括质子和中子。一个质子带一个正电荷,一个电子带一个负电荷,中子不带电。原子中的质子个数与电子个数是一致的,所以原子呈现为电中性。

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当一定质量的恒星死亡时,强大的引力会压垮原子之间的电磁排斥力,就连电子的简并压力都无法阻挡,最终电子被迫进入原子核中。由于电子和质子带相反的电荷,并且数量相当,所以它们基本上都会结合成中性粒子——中子。这样的结果是形成了几乎只包含中子的天体,而电子和质子基本上都被中和掉,这就是中子星。

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因此,中子星并非从宇宙中吸收了足够多的中子而形成的,而是恒星本身的自发过程所形成的。

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一个星体要想全部由中子,或者质子,电子构成。需要绝对的压力打破原子核结构。但这又是矛盾的。目前不存在什么已知机制可以单独产生大量的质子和电子,所以无法产生类似于中子星的质子星和电子星。

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虽然宇宙中确实存在自由的质子和电子,但由于质子或者电子本身都是带电荷的,质子和质子、电子和电子之间具有很强的电磁排斥力,这种电磁力比质子和质子、电子和电子之间的万有引力强了1万亿亿亿亿(10^36)倍,所以质子不可能聚集形成质子星,而电子也不可能聚集形成电子星。

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既然有中子星,那宇宙中有没有质子星和电子星?

要使质子或者电子单独束缚在一起需要极端的引力作用,这样的后果是坍缩成黑洞。而在黑洞中,质子和电子都不能保持正常粒子的状态,这不属于质子星或者电子星的范畴。