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暗物质与宇宙模型系列作品77。
同白矮星一样,中子星是处于演化后期的恒星,它也是在老年恒星的中心形成的。只不过能够形成中子星的恒星,其质量更大罢了。当老年恒星的质量为太阳质量的8~30倍时,它就有可能最后变为一颗中子星,而质量小于8个太阳的恒星往往成为一颗白矮星。但是,中子星与白矮星的区别,不只是恒星质量不同,它们的物质存在状态也是完全不同的。
恒星在核心的氢、氦、碳等元素于核聚变反应中耗尽,当它们最终转变成铁元素时便无法从核聚变中获得能量。失去热辐射压力支撑的外围物质受引力牵引急速向核心坠落,会导致外壳的动能转化为热能向外爆发产生超新星爆炸,由于质量的不同,恒星的内部区域被压缩成白矮星或中子星。白矮星被压缩成中子星的过程中恒星遭受剧烈的压缩使电子并入质子转化成中子,直径大约只有十余公里,且旋转速度极快,而由于其磁轴和自转轴并不重合,磁场旋转时所产生的无线电波等各种辐射可能会以一明一暗的方式传到地球,有如人眨眼,故又称作脉冲星。
白矮星的密度虽然大,但原子结构保持完整。中子星内电子被压缩到原子核中,与质子中和为中子,使原子变得仅由中子组成,中子简并压支撑住了中子星,阻止它进一步压缩。而整个中子星就是由中子堆积形成的,中子星的密度就是中子的密度。
中子星周围的暗物质密度极高,且存在着巨大密度梯度,因此致使经过其周边的光线都是呈抛物线。
中子星的形成过程与白矮星类似,当恒星外壳向外膨胀时,核心受反作用力而收缩。核在巨大压力和高温下发生一系列复杂的物理变化,最后形成一颗中子星内核。而整个恒星将以一次极为壮观的爆炸来结束生命,这就是天文学中著名的超新星爆发。
由于中子星保留了母恒星大部分的角动量,但半径只是母恒星极微小的量,转动惯量的减少导致了转速迅速增加,产生非常高的自转速率,周期从毫秒脉冲星的700分之一秒到30秒都有。
1967年,由英国科学家休伊什的学生乔丝琳·贝尔首先发现了脉冲星。经过计算,它的脉冲强度和频率只有像中子星那样体积小、密度大、质量大的星体才能达到。这样,中子星才真正由假说成为事实。
收缩使中子星成为一块极强的“磁铁”,当快速自转时,中子星就有规律地不断向地球发射电波。当发射电波的那部分对着地球时,就收到电波;当这部分随着星体的转动而偏转时,就收不到电波。所以,收到的电波是间歇的,这种现象又称为“灯塔效应”。
中子星具有极高转速,将不断吸积周围物质,是潜在黑洞的引力核。
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