中子星物質(zhì):比水密度高100萬億倍,自轉(zhuǎn)周期、磁場和脈沖解讀
中子星物質(zhì)是我們所知中密度最大、硬度最高的物質(zhì),它的單位體積的物質(zhì)質(zhì)量高得驚人,其數(shù)量級之大,即使了解的人也難以相信。竟然每立方厘米中子星的物質(zhì)質(zhì)量高達8000萬到20億噸,比水的密度高了100萬億倍左右。
一顆花生米大小的中子星物質(zhì)放到地球上,相當于1000艘10萬噸級航空母艦的重量——這是何等不可思議的數(shù)字!相對而言,白矮星的密度大約為每立方厘米100公斤到10噸,人們都對此感到震撼。中子星的密度實際上就是原子核的密度,電子被壓縮到了質(zhì)子里面,整個原子就被壓成了最中心的原子核,而且這個原子核都是由中子構(gòu)成。
因此,中子星的密度非常大。如果我們把地球壓縮到中子星的密度,那么它的直徑僅有22米,但仍然具有驚人的質(zhì)量——59萬億億噸,是太陽的質(zhì)量的33萬倍。如果太陽被壓縮成中子星,它的直徑還不到10公里。宇宙中數(shù)量眾多的中子星中都比太陽質(zhì)量更大,它們由質(zhì)量在太陽的8~30倍之間的恒星發(fā)生超新星爆發(fā)之后形成,即使是太陽,也無法形成中子星。
超新星爆發(fā)可以在幾秒鐘內(nèi)釋放出相當于一顆恒星聚變能輸出的幾十倍的能量,這一瞬間,巨大質(zhì)量的恒星會迅速地向內(nèi)壓縮,將最中心十公里左右的原子中的電子都擠進質(zhì)子中,中子星便因此形成??墒侨缃?,天文學家們已經(jīng)在宇宙中發(fā)現(xiàn)了數(shù)千顆中子星。它們中的大多數(shù)都是脈沖星,處于變化無常的高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。有的中子星甚至每秒鐘自轉(zhuǎn)上千圈,這一現(xiàn)象簡直讓人難以置信。