來(lái)源:hao123百家號(hào) 時(shí)間:2022-03-27 11:47:25
中子星算是宇宙中一類比較恐怖的天體了。中子星到底有多可怕呢?中子星的可怕之處不在于它的質(zhì)量有多大,而是它那驚人的密度。
中子星是極少數(shù)恒星的生命的終點(diǎn)。它是由恒星演化而來(lái)的。既然中子星由恒星演化而來(lái),那么它的質(zhì)量是一定小于形成它的恒星的。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一顆典型的中子星質(zhì)量在1.35~2.1倍太陽(yáng)質(zhì)量之間。因此單純的從質(zhì)量上看,中子星的質(zhì)量不算是很大。
雖然中子星的質(zhì)量不是很大,但是中子星的體積卻非常的小。中子星的半徑只有10~20公里。中子星的質(zhì)量比太陽(yáng)大,體積卻非常的小。這就意味著中子星具有非常驚人的密度。中子星的密度在8×10^13克/cm~2×10^15克/cm之間。
中子星的密度大到什么程度呢?我們來(lái)?yè)Q個(gè)單位來(lái)看一下:中子星的密度是8000萬(wàn)噸/cm~20億噸/cm。水的密度是1克/cm,中子星的密度是水密度的80萬(wàn)億倍。地球上密度最高的固體是金屬鋨,密度為22.4克/cm。中子星的密度下限都是金屬鋨密度的3.6萬(wàn)億倍?;蛘哒f(shuō),一個(gè)糖塊那么大小的中子星的物質(zhì),重量就高達(dá)1.6億~40億噸。
假如我們把地球壓縮到中子星的密度,它的直徑僅有180米~520米。
中子星是怎樣形成的呢?它為什么會(huì)有如此驚人的密度呢?
恒星是如何變成中子星的呢?恒星的質(zhì)量都是巨大的。因此它們內(nèi)部的引力也是巨大的。但是青壯年時(shí)期的恒星內(nèi)部會(huì)穩(wěn)定地進(jìn)行著核聚變反應(yīng)。核聚變反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生大量的能量從恒星的內(nèi)部釋放出來(lái)。這樣恒星向外的熱輻射壓力和恒星內(nèi)部的引力處于相對(duì)平衡狀態(tài)。此時(shí)的恒星不會(huì)向內(nèi)部收縮,因此不會(huì)變成中子星。
但是在恒星變老后,內(nèi)部可供核聚變反應(yīng)的材料逐漸耗盡。最終在恒星的內(nèi)部,鐵元素形成了。恒星不再向外釋放能量。此時(shí),恒星失去了熱輻射壓力的支撐,恒星外部的物質(zhì)受到恒星自身引力的影響而急速地向恒星核心處墜落。這樣一顆恒星走向生命的終點(diǎn),坍塌了。極速的坍塌導(dǎo)致恒星發(fā)生了劇烈的爆炸。這就是超新星爆炸。
在恒星發(fā)生超新星爆炸的同時(shí),恒星的內(nèi)核遭受到了劇烈的壓縮,恒星物質(zhì)中的電子并入質(zhì)子中轉(zhuǎn)化為了中子。這樣中子星就形成了。
中子星為什么會(huì)有如此驚人的密度呢?我們知道,原子是構(gòu)成一般物質(zhì)的最小單位。原子是由原子核和電子組成的。原子核位于原子的中心。原子核非常的小。打個(gè)比方,如果我們把原子看作是地球,那么原子核就是一棟100米左右的高樓。所以,原子的內(nèi)部是非常空曠的。
原子核雖然很小,但是擁有原子的絕大部分質(zhì)量。而中子星物質(zhì)之所以密度高的驚人,是因?yàn)樗言又械目臻g全部給壓縮掉了。電子并入質(zhì)子中轉(zhuǎn)化為了中子。這就相當(dāng)于把原子核一個(gè)個(gè)的緊密地排列在了一起。有時(shí)候,人們會(huì)把中子星稱為巨型的原子核。所以,中子星的密度就是原子核的密度。
中子星是除黑洞以外的密度最大的天體。因此,別看中子星是一顆直徑僅有一二十公里的小小星球,它的上面是相當(dāng)恐怖的。中子星表面的重力是地球的2000億~30000億倍。假如一個(gè)70公斤的人登陸中子星后,他立刻會(huì)感受到比在地球上大幾千億倍的重力。就在瞬間人就會(huì)化為一堆中子,成為了中子星的一部分。
其實(shí),我們是沒(méi)有機(jī)會(huì)落到中子星表面的。因?yàn)槲覀冊(cè)谙侣涞倪^(guò)程中就會(huì)被中子星強(qiáng)大的潮汐力撕成碎片化為烏有了。假如我們有機(jī)會(huì)和中子星來(lái)一次“親密接觸”,體重70公斤的我們撞到中子星表面,將會(huì)釋放出的能量相當(dāng)于2億噸TNT當(dāng)量。這就好比同時(shí)爆炸了4顆沙皇氫彈的威力。
此外,中子星的逃逸速度高達(dá)15萬(wàn)公里/秒,是光速的一半。光遇到了中子星都會(huì)被彎成拋物線的形狀。所以,如果我們平安地降落到了中子星上面,我們也別指望逃出去了。
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