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地球若压缩成中子星,体积会有多小?中子星物质被认为是可见物质中密度最大,硬度最高的物质, 单位体积的物质质量大到出奇,以至于不了解他的人都不敢相信,因为每立方厘米中中子星的物质质量竟然高达八千万到二十亿吨,是水的密度的一百万亿倍左右。想想看,一颗花生米大小的中子星物质放到地球上 竟然相当于一千艘十万吨级的航空母舰的重量,是不是觉得难以置信?相对而言,白矮星的密度大约为每立方厘米一百公斤到十吨, 这就已经够让我们惊讶的了。中子星的密度实际上就是原子核的密度,他本身原子的空间被大大的 压缩,电子被压缩到了质子里面,整个原子就压成了最中心的原子核,而这个原子核都是由中子构成,所以密度相当大。如果我们把地球以中子性的密度压缩,那么最终它的直径约为二十二米大小, 但是他的质量仍然是五十九万亿一吨。太阳的质量是地球的三十三万倍, 如果压成一颗中子星的话,直径还不到十公里。宇宙中的中子星质量大都比太阳的质量更大,他们都是由质量在太阳的八到三十倍之间的恒星发生超新星爆发之后形成的, 即使是我们的太阳也无法形成中子星。超星星爆发的一瞬间,可释放相当于这颗恒星一生核聚变 数十倍的能量。在这一刻,恒星巨大的物质质量极速的向内压缩,将最中心十公里直径左右的地方原子中的电子都挤到了质子中,一颗中子星也就形成了。 如今天文学家们已经在宇宙中发现了数千颗的中子星,其中大多数都是脉冲型,他们都处于极速的旋转状态,有的中子星甚至每秒钟就可以自赚上千拳。

这个是詹姆斯伟博安静于二零二三年十月公布的照片,这是一幅深空图,是遥望遥远宇宙的一幅图,无数的亮点,无数的星系。每当看到这样的照片,总会让人陷入无尽的沉思,感慨宇宙的浩瀚。 不过这期视频呢,我们就不把思绪放到这些万千的星系了,这期我们要说的是头中央的这个星系,以及他左上的这个红点。大家好,我是糖宝。 在尾巴望镜拍摄的这幅图中呢,我们除了可以看到各式各样的星系之外,其实还可以看到一些极端的天文现象,比如这个微弱的红点。这个红点最初是于二零二三年三月七日被费米伽玛射线望镜检测到。费米伽玛射线望镜呢, 是监测宇宙高能事件的一艘太空安静像活动的信息和脉冲星,以及伽玛射线爆这类天文现象。那么三月七日监测到的这个红点,则是一次恐怖的伽玛射线爆。 根据伽马射线报的命名规则,天文学家将这次的爆发命名为了 grb 二三零三零七 a。 伽马射线爆呢,根据持续的时间可分为长爆和短爆两种类型。长爆指的是大于两秒的爆发,短爆则是小于两秒的爆发,两种爆发有着不同的形成机制。 长爆呢,一般被认为是来自大质量恒星的爆发,也就是超新星的爆发。而短爆则是来自致密双星的合并,也就是牵星星的爆发。这是之前天文学家对伽玛射线爆 奇缘的认识。不过最近几年随着观测的越来越多,天文学家发现了一些特殊的现象,有的伽玛射线宝分类视为长宝,但它的来源却并不是超行星,而是先行星。 比如这次我们要说的这个微弱红点 drb 二三零三零七 a, 二三零三零七 a 持续的时间是长达一百五十多秒,一句持续的时间,很明显他属于长爆,但根据爆发后余晖的观测,他的演化很迅速, 爆发后亮度很快就暗置红外波段,并且爆发的位置是位于孤立的太空,不在星系之内。这些是属于牵心性的特点,所以这次的爆发呢,被认为是来自牵心性,是两颗中子星合并产生的牵心性。 这个呢,就是天文学家对这个红点的探算。那么右下的这个星系有什么特殊的地方呢?这个星系啊,可能是那两颗中字星的母星系。 詹姆斯尾部案竟是在爆发后的第二十九天拍摄了这片星空,拍摄后发现,星系和红点距离我们都是大约十亿光年,而他们两个的距离是相距十二光年,这在宇宙的尺度上并不算太远, 并且红点的附近也就这么一个星系,所以天文学家认为这个星系啊,可能是那两颗中心的母星系。 而至于他们为何逃离了星系,目前的猜测是他们是被轰出了星系。大约是在几亿年前,是在他们成为中子星的时候,他们发生了超新星 爆发,爆发的能量把他们轰出了星星,但他们两个彼此并没有分开,依旧是双星系统。几亿年后呢,彼此越来越近,直到合并发生了潜心性爆发,从而被我们看到, 或者啊,是在星系的时候,他们就已经是相互缠绕的中字星,是附近有颗恒星发生了爆发,将他们轰出了星系, 具体的原因呢,现在是无法确定了,那么他们合并之后将会产生一颗稍大的种子星或者黑洞,这主要取决于合并后天体所剩的质量, 若合并后天体的质量大于奥维海默极限,那么他将会成为黑洞,若是没有超过奥维海默极限,那么依旧是中字型。韦波在这次观测中还有一个重要的发现,他绘制的这次迁西 光谱,在光谱中检测到了元素 d 的信号,这位天文学家研究宇宙元素起源提供了绝佳的机会。我们现在的宇宙啊,有着丰富的元素,这些丰富的元素组成了万物,包括你我。但这些元素是怎么来的呢?大家有没有想过, 宇宙目前存在最多的元素是氢和亥,氢约占了宇宙元素总量的百分之七十五,亥约为百分之二十多,剩下的则是其他的元素, 氢和汗呢,形成于大爆炸之初,被称为原始元素,其他的元素是以他们为基础合成的,而合成元素的这个熔炉便是恒星。恒星的能量来源是内核的巨变反应,巨变反应呢,就是将小的原子核融合为更大的原子核, 而恒星最开始是以氢为燃料聚变合成形成害,再之后就是害聚变合成碳,氧碳聚变合成镁等等。恒星就是这样,一个阶段一个阶段的聚变下去,合成更重的元素。 不过最终呢,到元素铁时,他将无法继续聚变合成,因为铁聚变时吸收的能量将大于释放的能量, 这时恒星将没有稳定的能量来源,从而走向死亡,所以恒星巨变最终到铁就停止了。那么铁之后的元素呢?天文学家认为是通过另一种方式形成的,中资捕获 这种终止捕获的形式在超新星爆发以及牵心星爆发时会出现,那么韦波这次发现的 d 元素很可能便是在这个过程终止捕获中形成, 所以这位天文学家研究重元素的形成提供了绝佳的条件。好了,这个就是有关微博安静这次拍摄的研究,那么本期就到这里了, 我是糖宝,一个热爱天文的科普创作者,还希望大家多多关注与支持,我们下期再见,谢谢大家!

在浩瀚的宇宙中,拥有无数的天体,有些天体极为可怕,如中子星。 中子星是除黑洞之外密度和引力最大的天体,它与白矮星类似,都是恒星在演化到生命末期后所留下来的产物。 但唯一不同的是,中子星是由大质量恒星形成的。据天文学家研究发现,一般在八倍太阳质量以上,三十倍太阳质量以下,则会形成中子星。 那么或许很多人会疑问,为何只有在八至三十倍太阳质量的恒星才能形成 中子星呢?我们知道,恒星之所以会发光发热,是因为内部的核聚变反应,一般中低质量恒星可从轻元素聚变到碳元素便会停止, 而大质量恒星由于内部产生的压力和温度更高,能够聚变到铁元素。 当恒星的内核在聚变到铁的那一刻时,便再也无法继续释放出能量,因为铁元素结构极为稳定, 此时内部的热辐射压力将会停止,核心开始向中心探索,最终引力被打破,整个恒星瓦解, 然后发生超新星吧。在爆发胎缩过程中,如果这颗恒星的铁盒超过前德拉极限,也就是一点四四倍太阳质量以上, 那么引力会继续挤压原子,使电子都压进了原子河之中,同质子结合形成了中子, 也就是所有物质都变成了中子形态,他们紧紧的挤在一起,这就是中子型。 中子星的半径虽然只有数十公里左右,但质量却相当于太阳的一点四到三点二倍,仅每立方厘米的质量就能够达到一 一亿到十亿吨,大约是水密度的一百万亿倍。中子星不仅密度巨大,引力也极为惊人,其逃逸速度可达光速的百分之五十左右, 也就是说,光在进入到他的范围后,都以抛物线的形式才能挣脱。 假如在中子星发射火箭,火箭则需要达到每秒十五万千米的速度才能离开。不难想象,这是一种多么可怕的天体。 那么我们今天便来假设一下,如果这样一个天体靠近我们地球,将会发生什么情况呢?当中子星靠 靠近地球时,首先便是地球上的海洋被蒸发,由于中子星的温度极高,表面可达一千五百万摄氏度,在如此高温下,液态水会瞬间蒸发消失, 同时地球也将陷入火海当中。接下来,受中子星强大引力影响,大气层也逐渐被抽离, 地球内部因为引力扰动而引发前所未有的超级火山喷发和超级大地震。 随着中子星继续靠近,引力加强,地球开始为撕裂,大量碎片逐渐向中子形成。 假如你能够置身于太空,将会看到末日一般的可怕场景, 最终在时间的推移下,整个地球将完全分崩离析, 地球碎片被中子星所吞噬。

科学家们在宇宙中发现了为迄今为止发现的最大中子星。中子星是恒星演化到末期,经由引力瘫缩发生超星星爆炸之后形成的致密天体。 j 零七四零加六千六百二十距离地球的距离为四千六百光年。这颗名为 j 零七四零加六千六百二十的脉冲星根据脉冲发放的时间差可以计算确认它的质量为太阳的二点一四倍,其大小则只有三十公里。 为了方便比较,太阳的直径为一百三十九万一千公里。这些测量数据使得 g 零七四零加六千六百二十成为超过两倍太阳质量的第一颗中子星。 它十分接近其被自身引力压成黑洞的质量极限。它的自转周期仅为三点七毫秒,这种高速自转使得其辐射出的脉冲信号的周期非常稳定, 因此被广泛应用于射电天文学和基础物理的研究中。 g 零七四零加六千六百二十的脉冲信号具有独特的特征,其脉冲幅度超过一百毫秒,且周期性非常强,每隔一段时间就会重复出现一次。


中子星有多可怕呢?我们先从他的性质来看。一颗典型的中子星,其直径大约二十公里左右,外部是一个固态的厚度达到一千米的铁的外壳,而内部则几乎全部是由中子组成的流梯, 密度为一亿吨每立方厘米。一颗新生的中子星,其核心的温度是太阳核心温度的几万倍到几十万倍,而其内部的压强是太阳中心压强的三乘十到十六次方位。 磁场强度则可以达到一万亿甚至几十万亿高斯,而地球磁场的磁场强度则只有零点七高斯,而其能量辐射则是太阳的一百万倍。除此之外,中子星的 转速度也是非常快的,可以达到每秒几圈到几十圈甚至上千圈。如此疯狂的中子型,就像一颗巨大的磁铁,几乎每时每刻都在凭借其巨大的引力从临近恒星中不断掠夺大量的炙热气体, 并不断诱发任何爆炸。钟子星从首次被发现到现在,居然只过去了五十多年的时间, 但是他却对现代物理学产生了深远的影响,是二十世纪最激动人心的重大发现之一。 随着对中子星的不断深入研究,我们有望知道世界从何而来这个终极问题的答案。

你现在看到的是超新星爆发的全过程,比太阳至少大八倍的老年恒星像烟花一样从漆黑的宇宙中炸开,并释放出巨量的能量和狂暴的伽马射线棒。半径三十光年内的所有生物都会变成铁板烧,恒星外围的物质以十分之一光速飞向宇宙深空,恒星内部只会留下一颗半径只有一万米的神秘星球, 这就是中子星宇宙中最神秘的天体之一。中子星是一种完全由中子组成的星球,或者说中子星本身就是一个巨大的中子, 但哪怕是最小的中子星,也要和我们的太阳差不多重。中子星的密度极其巨大,每立方厘米的质量几乎可以达到一亿吨,而地球的密度却只有五点五克。一个针尖大小的中子星物质就和地球上的巨轮几乎差不多重。 因为中子星庞大的质量也使其产生了极强的引力,所以就连光线都会在中子星附近发生弯曲。其次,中子星的表面温度就有将近一百万摄氏度,相比之下,太阳的表面却只有六。 中子星的自转速度也比其他星球快很多,一秒内就可以转上几十上百圈,也就是说中子星一天的时间甚至不到零点零一秒。而且中子星的磁场也是强得离谱, 最少可以达到地球磁场的一千四百万倍。正是因为自身极快的自转速度和超强的磁场,所以如果中子星在按照某种特殊的角度进行旋转,就会如同灯塔一般,从两极发出一股又一股电磁波,如果发射的方向正对着地球,人们就能在浩瀚的宇宙中清晰地观测到这座灯塔,人们给这样的中子星命名为脉冲星。 在宋朝,人们就记载了一场发生在螃蟹星系的超新星爆炸,爆炸后产生的脉冲星现在还在源源不断地向地球发送着信号。 中子星所散发出来的能量也是一场恐怖的高。据科学家计算,中子星每一秒都在散失,足够我们整个地球用上几十亿年的能量。中子星的亮度也比普通恒星亮,很多科学家在雪茄星系发现了一颗中子星,亮度 甚至是太阳的一百万倍。在漫长的时间中,中子星会通过减少自身的转速来维持光度,大概二百一年后,中子星的能量就会完全消耗殆尽,就会变成一颗不再发光的黑矮星。而当两颗中子星发生撞击后,会在很短的时间内发生一场大爆炸,不仅会产生几十亿度的高温,还会放出伽马射线泵,甚至会形成很多珍贵的物质。 在二零一七年,科学家们就检测到一场在一点三亿光年外发生的中子星合并事件,在撞击过程中至少产生了三十个地球那么重的黄金。中子星给我们的科学研究提供了海量的资料,但依旧还隐藏着许多的秘密,需要我们进一步的研究。
