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什么是中子星、脉冲星?为何被称作“灯塔”,也是“宇宙瘟疫”?

文/三饭

时间追溯至1967年,一名24岁的剑桥大学研究生乔丝琳·贝尔检测射电望远镜收到的信号中无意发现了一些有规律的脉冲信号,周期很稳定且很短,只有1.337s,起初,她以为是外星人“小绿人(LGM)”发来的信号,但是后来经过进一步观测后发现,这是一类新的天体,并把它命名为脉冲星,也叫波霎。

脉冲星指的是能够周期性打出电磁波信号的中子星,当脉冲星自转一周,我们就能接收到一次它所辐射出来的电磁波,于是就形成一断一续的脉冲,这种现象就叫做“灯塔效应”,人们亲切的称它为“宇宙灯塔”。

至今,科学家在银河系中发现了超过2800颗中子星,其中,脉冲星占了相当大一部分。需要区分的是,脉冲星一定是中子星,中子星不一定是脉冲星。

中子,我们大家都有一定的了解,是组成原子核的核子之一,不带电,但是放在浩瀚的宇宙中,中子星,就是一个比“黑洞”还要可怕的存在了。

恒星

太阳是一个正处壮年的恒星,今年大约45.7亿岁,估计会在55亿年后死亡,你们可能会很好奇这是怎么算出来的,且听我慢慢道出一颗恒星的生存方式。

以太阳为例,太阳内部主要成分是氢(H),我们现在所能看到的太阳光和太阳辐射出来的热量都是由于氢燃烧,所谓氢燃烧就是,成千上亿吨的炽热等离子体由于引力的作用被拉至核心,巨大的引力会将物质积压在一起,导致两个氢核发生聚变,形成氦(He)。

核聚变反应会释放出能量会与核心引力抗衡并且发生逃逸,从而以光和热的形式辐射出来。正是由于这种平衡,太阳就会处于一个稳定的状态。

当氢消耗掉10%的时候,太阳就开始“自闭”了,也就是核心开始收缩,此时,中心部位的温度高达1亿k以上,但与此同时,由于太阳内部的活动,恒星的外层会被中心区域推开,就会膨胀成一颗红巨星。

中子星的诞生

当氢耗尽的时候,那么,黑暗就会真正来临,由于前文说的平衡被打破,引力占据上风,所以就会越来越膨胀,而且核心的燃烧得更剧烈、温度也会更高,会核聚变成各种重元素,而且这种速度是很快的。碳会在几百年内聚变成氖,氖聚变成氧花费不到一年的时间,氧用几个月聚变成成硅,最后,硅在一天之内聚变成铁。

所以最后,太阳会变成一个铁球,但是由于聚变成铁是没有能量的产生,慢慢的燃烧成灰烬。没有了能量的反击,核心的引力就开始失控了,大质量恒星突然变得无法支撑核心维持抵抗自身的引力,会经历核心坍缩,坍缩形成的压力会挤压电子进入质子中,最终形成紧密靠在一起的中子;同时外壳会在核的强大引力的作用下发生自由落体,会以1/4的光速撞向核心,发出巨大的冲击波,一瞬间,可以照亮整个星系,这就是“超新星爆炸”。

所以当太阳真的有死亡的那一天,地球也不复存在了,中子星的诞生是美丽的,但同时也是可怕的。

一个直径只有25km的中子星的质量可能有100万个地球那么重,形象的比喻就是,把全球的人类压缩进一个只有1立方厘米的方糖块里。

中子星形成的时候,会收缩得很厉害,自身强大的磁场使得中子星发生自旋,可达每秒716圈,此时可能会产生脉冲,辐射出电磁信号,也就是开头说的“灯塔”。

循环

中子星是一个密度比黑洞还要大的新星,倘若地球一靠近中子星,地球瞬间被中子星的引力拉入新星中,体积很大的地球在只有一座城市大小的中子星面前,瞬间被秒成渣渣。于是,把中子星说成是“宇宙瘟疫”一点也不为过。

如果两个中子星相互靠近,两个“大牛”站在一起就会使得周边时空扭曲,产生引力波。最后碰撞发生爆炸,就会发出能量形成“千新星”,这是恒星的二次死亡,死亡后创造出重元素,目前的研究说,地球上的金、铀等重金属也是来源于中子星的死亡。

死亡后瞬间化为虚无,形成的碎片在太空中被引力再次聚合形成恒星,如此往复循环......

宇宙真的很奇妙,有的星星你以为它死了,但它还活着,有的星星活着,还它已经死了。

最后一问:黑洞遇上中子星,又会怎么样呢?

我是三饭,脑子不动就会坏掉,欢迎对以上指正!下期预告:你关注了就知道了!

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