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中子星的結構是什麼﹖
新的研究表明中子星就像各種星際糖果﹕輕的中子星外殼柔軟﹐核心堅硬﹐像填滿堅果的巧克力果仁糖﹔而重的中子星外部堅硬﹐內部柔軟﹐更像巧克力軟糖。物理學家列出了大量中子星內部狀態方程﹐考慮了核物理學理論以及中子星的實際天文觀測結果才得出了這個結論。
「結果很有意思﹐因為它以一種直觀的方式向我們展示了中子星核心所能達到的壓縮程度﹐」德國歌德大學理論物理研究所天體物理學研究人員說道﹐「很顯然中子星有一點像夾心巧克力﹕輕的中子星就像軟巧克力的中心填了一顆榛子﹐然而重的中子星更像硬外層裡包含著柔軟夾心的巧克力。」。
當一顆恆星核心的質量與太陽的相當或更大時﹐這顆恆星坍塌後就形成了中子星﹐殘骸被壓縮成城市大小﹐從而導致了密度極大的極端狀態和材料的誕生﹐一茶匙的量重達40億噸。這些極端條件使中子星無法在地球上被有效地模擬﹐意味著這些中子星的內部從60餘年前中子星被發現起就一直藏在迷霧之中。
研究人員通過測量中子星內部的音速對其研究。這項技術利用聲音傳播時對傳播介質的壓縮測定介質物體的軟硬﹐在日常生活中得到了廣泛應用。比如﹐這套音速法在探索地球內部以及石油和其他沉積物上取得了顯著成功。
把音速代入它們的狀態方程﹐研究者發現小於1。太陽質量的中子星質量大於1。7倍太陽質量則內硬外軟。該團隊的研究還發現了一些中子星之前未查明的特徵。特別是團隊計算發現﹐不管質量多大﹐中子星的半徑似乎都只有約7.5英里(12千米)﹐約為歌德大學所在地法蘭克福的直徑。這種尺寸一致的現象貌似不太可能﹐但是所有中子星的生命都始於一個1。18至1。97之間太陽質量的核心﹐這些核心所有尺寸上的小區別都會在壓縮到半徑只有十千米左右後被弱化。
研究可能也助於揭示雙星系統中的中子星是如何發射引力波﹐引力波是時空中的微小漣漪能用地球上及其敏銳的鐳射干涉儀測量。「我們廣泛的資料研究不僅使我們能預測中子星的半徑和最大質量﹐也能為中子星的雙星系統設立新的變形極限。即兩顆中子星在引力場中相互間的最大扭曲程度﹐」荷蘭烏得勒支大學的科學家說道。「這些認識對於準確解釋未來天文觀測結果未知的狀態方程以及恆星融合引發的引力波的探測結果將會變得至關重要。」。
中子星是巨大的超巨星坍塌形成的核心﹐超巨星總質量在10到25倍太陽質量之間﹐如果恆星富含鐵的話質量會更大。除了黑洞和其他假想存在的天體(如白洞﹐夸克星﹐奇異星)﹐中子星是已知最小密度最大的天體。新的內容會被加到選擇部分上的最近重點領域。
中子星是巨大的超巨星坍塌形成的核心﹐超巨星總質量在10到25倍太陽質量之間﹐如果恆星富含鐵的話質量會更大。除了黑洞和其他假想存在的天體(如白洞﹐夸克星﹐奇異星)﹐中子星是已知最小密度最大的恆星類天體。中子星的半徑在10千米(6英里)左右﹐質量約1.4倍太陽質量。它們來自於超新星爆發﹐因引力坍塌而收縮﹐引力坍塌使中子星密度超過白矮星密度達到了原子核的密度。
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