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白矮星中子星(白矮星和中子星的区别)


(资料图片)

如果你对白矮星的巨大密度感到惊讶,这里有什么会让你更惊讶!在这里,我们将介绍一种密度更高的恒星:中子星和夸克斯特。

白矮星

中子星的密度是10的11次方千克/立方厘米,也就是每立方厘米的质量是1亿吨!与白矮星的几十吨/立方厘米相比,后者显得微不足道。事实上,中子星的质量是如此之大,以至于半径十公里的中子星的质量相当于太阳的质量。

中子星和白矮星一样,都是演化后期的恒星,也是在老恒星的中心形成的。只是能形成中子星的恒星质量更大。根据科学家的计算,当一颗老恒星的质量大于十个太阳的质量时,它最终可能会变成中子星,而质量小于十个太阳的恒星只能变成白矮星。

然而,中子星和白矮星的区别不仅仅在于产生它们的恒星的质量。他们的物理存在状态完全不同。

中子星

简单来说,白矮星密度虽大,但仍在正常物质结构所能达到的更大密度范围内:电子还是电子,原子核还是原子核。在中子星中,压力大到白矮星中的简并电子压力已经无法承受:电子被压缩到原子核中,纯合子被中和成中子,使得原子只由中子组成。而整个中子星就是由这样的原子核紧密地结合在一起形成的。可以说中子星是一个巨大的原子核。中子星的密度就是原子核的密度。

在形成过程中,中子星与白矮星非常相似。当恒星的外壳向外膨胀时,其内核在反作用力下收缩。在原子核的巨大压力和由此产生的高温下发生了一系列复杂的物理变化,最终形成了中子星核心。整颗恒星将以壮观的爆炸结束。这就是天文学上著名的“超新星爆发”。

夸克星

夸克星,恒星死亡时,会在自身引力的影响下坍缩。如果它的质量是中等的,也就是比太阳大1.44倍左右,引力就足以把恒星物质中的电子和质子挤压在一起,形成中子星;如果恒星质量更大,中子可能会分裂成自己的成分,即夸克。

在一定的压力下,从中子中分离出来的夸克有一半可以转化为奇夸克,产生一种密度更大的物质类型。此时的恒星是由奇夸克紧密结合而成的“克星”。

夸涅墨西斯主要是理论产物。科学家探测到了两个此前被认为是中子星的奇怪天体。基于已知的物理原理,之一天体看起来比正常中子星小很多,而第二天体的温度比正常中子星低。因此,认为它们是由密度高于元素0(中子)的物质组成的。但这些观察和结论是否正确还有待研究,有人认为这些研究者的结论并不确凿。

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