奇妙的天体——中子星

一个小小的汤勺有可能比地球上最大的金字塔还重吗？如果这个“汤勺”是由中子星上的物质构成的，那么这件事就是有可能的。中子星是一种异常致密的星体，一汤勺的中子星物质就可能有几亿吨重。那么中子星究竟为什么会有这么高的密度呢？

中子星是在老年恒星的中心逐渐形成的。如果这颗老年恒星的质量约是太阳的10倍，那么这颗恒星就有可能变成中子星。反之则有可能变成白矮星。在恒星演化的后期，恒星外壳膨胀，反作用力促使恒星核收缩。在巨大的压力及由此导致的高温下，恒星核会发生各种复杂的物理变化，逐渐演变成中子星的内核。在这个收缩过程中，中子星受到的压力非常大，电子无法承受这么大的压力，被挤压到原子核中，与质子结合在一起形成了中子，导致原子核中的物质仅仅剩下了中子，而中子星就是由无数个致密的原子核构成的。我们可以将中子星称为巨大的原子核。

那么中子星有多大多重呢？中子的大小大约是10-13厘米，质量大约是10-27千克，如果中子星物质态的相邻中子之间相距大约就是中子的大小，那么中子物质态的密度就是每立方厘米1012千克。中子星的平均密度在3.7×1011至5.9×1011千克每立方厘米之间。通过中子态密度可以估计中子星的大小。中子星的质量与太阳质量在一个量级，即2×1030千克，如果中子星的半径大约是10千米，那么它的体积大约是1018立方厘米，这样，这颗中子星的密度正好就是中子物质的密度。因此，中子星的半径大约是10千米。

除了密度非常大之外，中子星神奇的结构还使得它具有很多神奇特性：自转速度非常快，差不多一秒一千次；磁场非常强，一些中子星的磁场强度是地球的一千万亿倍；表面温度也非常高，可达到1000万摄氏度，这个温度是太阳表面温度的1000倍。

一些中子星还可以向外发射脉冲信号，这类天体被称为“脉冲星”。脉冲星的本质是中子星，但是只是中子星的一个狭义的概念。脉冲星是恒星生命结束时产生的，是开放的陨灭态天体，中子星则属于闭合的活性天体。但是二者在一定条件下可以相互转化。中子星从闭合态转为开放态后，这颗中子星或者以中子星为内核的活性天体就会走向陨灭。一颗脉冲星也可能在某种条件下从开放态转变为闭合态。这时，天体不再向外释放脉冲辐射，会从一个陨灭的天体重新转化为活性天体。它就会成为下一个即将诞生的天体的原生质核。

由于对中子星的观测数据有限，科学家对中子星的结构有很多猜测。例如有科学家认为可能还存在比中子星密度更大的星体——夸克星，即中子星的质量超过两个太阳质量时，物质态就不再是简并中子气体，而是夸克气体。也就是说，中子的结构也被破坏了，中子和中子之间不再存在明显的界限，它们内部的夸克变成气体中的“自由粒子”。

中子星神奇的特点使得它具有很高的科研价值，它是检验基本物理规律的天然实验室。例如我国的科学家发现两个中子星合并后会形成磁星，其表面磁场比目前人类实验室能制造出来的最强磁场还强上亿倍。科学家通过这个发现排除了一批核物质模型，为未来的引力波探测和中子星研究提供了新方向。

本文来自：新华网