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中子星天文学

中子星天文学
中子星天文学
Anonim

中子星,任何一种认为是主要由中子组成的极致密,紧凑的恒星。中子星的直径通常约为20公里(12英里)。它们的质量介于太阳的1.18到1.97倍之间,但大多数是太阳的1.35倍。因此,它们的平均密度非常高-大约10 14乘以水。这近似于原子核内部的密度,并且在某些方面可以将中子星设想为巨大核。恒压最大的恒星中心到底是什么还不确定。理论包括超子,凯恩斯和介子。中间层主要是中子,可能处于“超流体”状态。尽管存在高达1,000,000 K的高温,但外部1 km(0.6英里)仍是固体。该固体层的表面压力最低,由极其致密的铁组成。

星:中子星

当剩余核的质量在1.4至约2个太阳质量之间时,它显然成为密度大于1的中子星。

中子星的另一个重要特征是存在非常强的磁场,其磁场强度高达10 12高斯(地球磁场为0.5高斯),这会导致表面铁以铁原子长链的形式聚合。各个原子在磁场方向上被压缩和拉长,并且可以首尾相连。在表面之下,压力变得太高而无法存在单个原子。

1967年脉冲星的发现提供了中子星存在的第一个证据。脉冲星是中子星,每旋转一圈发出一次辐射脉冲。发出的辐射通常是无线电波,但也已知脉冲星会发出光学,X射线和伽马射线波长的光。例如,蟹(NP 0532)和维拉脉冲星(分别为33毫秒和83毫秒)的时间很短,排除了它们可能是白矮星的可能性。脉冲是由电动现象产生的,这些电动现象是由旋转和强磁场产生的,就像发电机一样。就射电脉冲星而言,恒星表面的中子衰减成质子和电子。当这些带电粒子从表面释放时,它们进入环绕恒星的强磁场,并与恒星一起旋转。粒子以接近光速的速度加速,通过同步加速器发射发出电磁辐射。辐射从脉冲星的磁极以强无线电束的形式释放。

许多二元X射线源,例如大力神X-1,都包含中子星。这种类型的宇宙物体通过压缩附着在其表面上的伴星的物质而发出X射线。

中子星也被视为称为旋转无线电瞬变(RRAT)的物体和磁星。RRAT是发射单个无线电突发但不规则的间隔(从4分钟到3小时)的源。RRAT现象的原因未知。磁星是高度磁化的中子星,其磁场在10 14至10 15高斯之间。

大多数研究人员认为,中子星是由超新星爆炸形成的,超新星中心核的塌陷随着中子压力的升高而停止,因为核心密度增加到每立方厘米约10 15克。但是,如果坍缩的核比大约三个太阳质量大,那么就无法形成中子星,并且核可能会变成黑洞。