中子星是一個恐怖程度絕不輸給黑洞的極端天體，其誕生于恒星的滅亡。簡單地說，中子星就是恒星的尸骸。

恒星的存在其實依賴于一個脆弱的平衡，數億萬噸的熾熱等離子體被恒星自身的引力拉向恒星內部，極大的壓力使得所有物質相互擠在一起，導致氫聚變為氦，也就是所謂的核聚變。

核聚變的過程會釋放出巨大的能量，這些能量總是向外，與向內的引力形成一個平衡，只要這個平衡存在，恒星便會處于穩定的狀態。

但是總有一天，恒星內部的氫元素將會耗盡。中等大小的恒星比如太陽系的太陽，在氫元素耗盡后，會進入一個膨脹的過程，氦會聚變為碳和氧，恒星最終會變成一顆白矮星。

在那些體積比太陽大很多的恒星內部，氦一旦耗盡，也就是當向內的引力和向外的壓力之間的平衡被打破后，引力會占據優勢，以一個比以前更大的壓力擠壓恒星內核。

這會導致恒星內核變得很熱，而且聚變過程變得更快。與此同時恒星的外層將會膨脹數百倍，同時生成越來越重的元素。碳會在幾百年后變成氖，一年后氖變成氧，再過幾個月氧變成硅，硅在一天后變成鐵。

由于鐵無法提供能量，也不能繼續聚變，所以沒有了由核聚變產生的向外壓力，恒星內核將被外層的物質壓碎，導致整個內核開始坍縮。電子、質子等粒子會被緊緊擠壓到一起，最終融合成中子。而恒星內部原本如地球大小的內核，會在這時被壓縮成一個僅有城市大小的由純原子核物質構成的球體。

但變化不僅僅只發生在內核，整個恒星在此時都會發生自爆，巨大的引力會把外層物質以四分之一光速的速度向內拉扯，這些物質高速撞到內部核心的時候會被反彈，并形成一個巨大的沖擊波，沖擊波會把恒星中大部分物質射向外太空，這個過程就是超新星爆發。

爆發產生的電磁輻射，甚至可以照亮它所在的整個星系，而超新星爆發后恒星剩余的部分就是中子星。

中子星的質量與一般恒星一樣大，但是其直徑只有區區幾公里，換句話說，一塊冰糖大小的中子星質量就有十億噸重。所以在宇宙所有天體中，中子星的質量僅次于黑洞，甚至光通過中子星附近時，都會受其巨大的引力彎曲。

中子星的高密度使它擁有強大表面重力，一個站在中子星上的人想要離開，必須加速到15萬公里/秒的高速，幾乎是光速的一半才可以逃離中子星。

但其實人根本不可能站在中子星上，理論上當體重70公斤的人接近中子星時，他會被強大的引力吸引并高速撞向星球表面。撞擊產生的能量相當于兩噸TNT炸藥爆炸產生的威力，但這只是一種比喻，因為現實中人體撞到中子星之前，就已經被強大的引力扯成碎片了。

中子星不光引力大，它的表面溫度高達一百萬攝氏度，相比之下，太陽只有六千攝氏度。雖然中子星是由巨大的原子核構成的星體，但它在某些方面也有和行星類似的地方。

在中子星液態核心的外側，包裹著非常堅硬的固態外殼，由超新星爆發時遺留的鐵構成。它們相互擠在一起形成晶格，在這層外殼的底層部分，原子核被緊緊擠壓，質子和中子重新排列成圓柱體或平面，物理學家稱之為核面。

核面的密度異常的高，所以它可能是宇宙中最堅固的物質，基本上無法被破壞。幾厘米高的這種物質就能和喜馬拉雅山脈一樣重。

至于中子星的內核部分，科學家們還不是很確定，在如此強大的壓力下，物質的性質究竟如何。它們可能只是單純地保持著質子和中子的形態，也可能會被分解成夸克。

中子星還擁有超強的磁場，有些中子星的磁場強度可以高達上億T（特斯拉），而地球的磁場強度僅有10-5T，一塊磁鐵的磁場強度是0.1T左右。如果磁場強度在往上加，就可以是使一杯水產生漩渦，這是因為水分子具有微弱的抗磁性。當磁場足夠強時，水滴就能克服重力懸浮起來。

動物體內大部分成分是水，所以說只要磁場夠強，生物體就可以在磁場中懸浮。但是中子星的磁場強度已經超過了人體承受的極限，當人接近中子星，它強大的磁場會使人體內每一滴液體都變成高速子彈從內部擊爆身體。

中子星還是宇宙中自轉速度最快的天體，它在一秒鐘可以自轉700周，這比電鉆的轉速都快。由于中子星自轉軸和磁場方向不在同一條軸上，所以中子星旋轉時產生的無線電波等輻射將會以一明一暗的方式傳到地球，形成一個周期性的電磁脈沖信號。

在科學家第一次發現這種信號時，還以為是智慧文明給地球發來的信號。

宇宙中還有些中子星是成雙成對的存在，他們將能量以引力波的形式釋放出去，與此同時軌道不斷衰減，最終撞到一起。之后可能會產生一個相對較大的，轉速更快的中子星。條件符合的話，碰撞之后也可能會形成一個黑洞。

兩顆中子星碰撞后還會引發一場大爆炸，產生很多新的更重的原子核。科學家認為這就是宇宙中大多數重元素比如金、鈾、鉑等元素的起源。所以說你現在戴在手上的金戒指大概率是來自于兩顆中子星的一次碰撞。

宇宙中那些早于我們出現的中子星殘余物，如今正縈繞在我們身邊，我們的現代 社會 都是以這些由中子星創造的元素作為基礎的。或許我們要感謝那些中子星幫助我們創造了自己和我們的世界。

星云中中子星的三維圖解。

中子星是在一次被稱為超新星的熾熱爆炸中死亡的巨大恒星的殘余。在這樣的爆發之后，這些前恒星的核心壓縮成一個超致密的物體，太陽的質量壓縮成一個城市大小的球。

中子星是如何形成的根據NASA的說法，

的普通恒星之所以保持球形，是因為它們巨大質量的隆起引力試圖將氣體拉向中心點，但其核心的核聚變產生的能量使其平衡，而核聚變產生的能量向外施加壓力。在它們生命的盡頭，質量在太陽質量4到8倍之間的恒星會燃燒掉它們可用的燃料，它們的內部聚變反應也會停止。恒星的外層迅速向內塌陷，從厚核反彈，然后作為一顆猛烈的超新星再次爆發。

，但致密的核心繼續塌陷，產生的壓力如此之大，以至于質子和電子被擠在一起形成中子，以及輕量的粒子，稱為中微子，它們逃逸到遙遠的宇宙。最終結果是一顆質量為90%個中子的恒星，它不能被壓縮得更緊，因此中子星不能再進一步分解。一個中子星“KDSPs”天文學家的“KdSPE”“KdSPs”“KdSPE”特性在1930年代首次對這些奇異恒星實體的存在進行了理論上的解釋，中子被發現后不久。但直到1967年，科學家才有了中子星的確鑿證據。據美國物理學會（American Physical Society）報道，英國劍橋大學（University of Cambridge）一位名叫喬斯林·貝爾（Jocelyn Bell）的研究生在射電望遠鏡中注意到奇怪的脈沖，這些脈沖來得如此頻繁，以至于她起初認為它們可能是來自一個外星文明的信號。這種模式并不是E.T.而是由快速旋轉的中子星發出的輻射。“KdSPE”“KdSPs”：產生中子星的超新星給致密物體提供了大量能量，使其在每秒0.1到60次的軸上旋轉，每秒高達700次。這些實體強大的磁場產生高功率的輻射柱，這些輻射柱可以像燈塔光束一樣掃過地球，形成所謂的脈沖星。

中子星的性質完全不屬于這個世界——一茶匙中子星材料就有10億噸重。如果你不知何故站在它們的表面而不死去，你會感受到比你在地球上感覺到的還要強大20億倍的引力。

一顆普通的中子星的磁場可能是地球磁場的數萬億倍。但是一些中子星的極端磁場甚至是地球磁場的一千倍甚至更多平均中子星。這創造了一個被稱為磁星的物體。磁星表面的

星震——相當于地球上產生地震的地殼運動——可以釋放出巨大的能量。根據美國宇航局的數據，在十分之一秒的時間內，磁星產生的能量可能比太陽在過去10萬年中所釋放的能量還要多，

中子星，或者脈沖星在自轉時發出輻射光束。（Shutterstock）對中子星

的研究人員已經考慮使用中子星穩定的、類似時鐘的脈沖來幫助航天器導航，就像GPS光束幫助引導地球上的人一樣。在國際空間站上進行的一個名為X射線計時和導航技術（六分儀）空間站探測器的實驗，能夠利用脈沖星發出的信號計算出國際空間站在10英里（16公里）以內的位置。

，但對于中子星還有很多待于了解。例如，在2019年，天文學家發現了有史以來最大的中子星——大約是太陽質量的2.14倍的中子星被塞進了一個直徑約為12.4英里（20公里）的球體中。在這個尺寸下，物體就在它應該折疊成黑色的極限處因此，研究人員正在仔細研究它，以便更好地理解維持它運轉的奇異物理現象。

的研究人員也在獲得更好地研究中子星動力學的新工具。利用激光干涉重力波觀測儀（LIGO），物理學家們能夠觀測到兩顆中子星相互環繞并碰撞時產生的引力波。這些強大的合并可能導致我們在地球上擁有的許多貴金屬，包括鉑和金，以及放射性元素，如鈾。

額外的資源：

在中子星（信息圖表）表內：“什么是中子星？”來自美國宇航局戈達德太空飛行中心。閱讀更多關于中子星的資料，來自斯文伯恩大學。

中子星（neutron star）是除黑洞外密度最大的星體，恒星演化到末期，經由重力崩潰發生超新星爆炸之后，可能成為的少數終點之一，質量沒有達到可以形成黑洞的恒星在壽命終結時塌縮形成的一種介于白矮星和黑洞之間的星體，其密度比地球上任何物質密度大相當多倍。

絕大多數的脈沖星都是中子星，但中子星不一定是脈沖星，有脈沖才算是脈沖星。

基本介紹

天體名稱 ：中子星 別稱 ：neutron star 面積 ：約300平方公里 意義 ：黑洞外密度最大的星體（已觀測） 逃逸速度 ：在10,000至150,000千米/秒之間 表面溫度 ：超過1000萬攝氏度 內部溫度 ：超過60億攝氏度 半徑 ：10—30公里 起源,發現,前身,演化狀態,性質,大小,密度,溫度,壓強,磁場,能量輻射,結構,面積,特征,天文信息,研究價值, 起源 中子星是除 黑洞 外密度最大的星體 （根據最新的假說，在中子星和黑洞之間加入一種理論上的星體：夸克星），同黑洞一樣是20世紀激動人心的重大發現，為人類探索自然開辟了新的領域，而且對現代物理學的發展產生了深遠影響，成為上世紀60年代天文學的四大發現之一。 中子星的密度為每立方厘米8^14~10^15克，相當于每立方厘米重1億噸以上。此密度也就是原子核的密度，是水的密度的一百萬億倍。對比起白矮星的幾十噸/立方厘米，后者似乎又不值一提了。如果把地球壓縮成這樣，地球的直徑將只有22米!事實上，中子星的密度是如此之大，半徑十公里的中子星的質量就與太陽的質量相當了。 同白矮星一樣，中子星是處于演化后期的恒星，它也是在老年恒星的中心形成的。只不過能夠形成中子星的恒星，其質量更大罷了。根據科學家的計算，當老年恒星的質量為太陽質量的約8~2、30倍時，它就有可能最后變為一顆中子星，而質量小于8個太陽的恒星往往只能變化為一顆白矮星。但是，中子星與白矮星的區別，不只是生成它們的恒星質量不同。它們的物質存在狀態是完全不同的。 簡單地說，白矮星的密度雖然大，但還在正常物質結構能達到的最大密度范圍內：電子還是電子，原子核還是原子核，原子結構完整。而在中子星里，壓力是如此之大，白矮星中的電子簡并壓再也承受不起了：電子被壓縮到原子核中，同質子中和為中子，使原子變得僅由中子組成，中子簡并壓支撐住了中子星，阻止它進一步壓縮。而整個中子星就是由這樣的原子核緊挨在一起形成的。可以這樣說，中子星就是一個巨大的原子核。中子星的密度就是原子核的密度。中子星的質量非常大以至于巨大的引力讓光線都是呈拋物線掙脫。 在形成的過程方面，中子星同白矮星是非常類似的。當恒星外殼向外膨脹時，它的核受反作用力而收縮。核在巨大的壓力和由此產生的高溫下發生一系列復雜的物理變化，最后形成一顆中子星核心。而整個恒星將以一次極為壯觀的爆炸來了結自己的生命。這就是天文學中著名的“超新星爆發”。 中子星 ，是恒星演化到末期，經由引力坍縮發生超新星爆炸之后，可能成為的少數終點之一。恒星在核心的氫、氦、碳等元素于核聚變反應中耗盡，當它們最終轉變成鐵元素時便無法從核聚變中獲得能量。失去熱輻射壓力支撐的外圍物質受重力牽引會急速向核心墜落，有可能導致外殼的動能轉化為熱能向外爆發產生超新星爆炸，或者根據恒星質量的不同，恒星的內部區域被壓縮成白矮星、 中子星 以至黑洞。 白矮星被壓縮成中子星的過程中恒星遭受劇烈的壓縮使其組成物質中的電子并入質子轉化成中子，直徑大約只有十余公里，但上頭一立方厘米的物質便可重達十億噸，且旋轉速度極快，而由于其磁軸和自轉軸并不重合，磁場旋轉時所產生的無線電波等各種輻射可能會以一明一滅的方式傳到地球，有如人眨眼，故又稱作 脈沖星 。 一顆典型的中子星質量介于太陽質量的1.35到2.1倍，半徑則在10至20公里之間（質量越大半徑收縮得越大），也就是太陽半徑的30,000至70,000分之一。因此，中子星的密度在每立方厘米 克至 克間，此密度大約是原子核的密度。 致密恒星的質量低于1.44倍太陽質量，則可能是白矮星，但質量大于奧本海默-沃爾可夫極限（1.5-3.0倍太陽質量）的中子星會繼續發生引力坍縮，則無可避免的將產生黑洞。 由于中子星保留了母恒星大部分的角動量，但半徑只是母恒星極微小的量，轉動慣量的減少導致了轉速迅速的增加，產生非常高的自轉速率，周期從毫秒脈沖星的700分之一秒到30秒都有。中子星的高密度也使它有強大的表面重力，強度是地球的 到 倍。逃逸速度是將物體由重力場移動至無窮遠的距離所需要的速度，是測量重力的一項指標。 一顆中子星的逃逸速度大約在10,000至150,000公里/秒之間，也就是可以達到光速的一半。換言之，物體落至中子星表面的最大速度將達到150,000公里/秒。更具體的說明，如果一個普通體重（70公斤）的人遇到了中子星，他撞擊到中子星表面的能量將相當于二億噸核爆的威力（四倍于全球最巨大的核彈大沙皇的威力），當然這僅僅是假設，真要是這樣的話，這個人在越來越接近中子星的時候，會被強大的潮汐力扯碎。 發現 1932年，中子被查德威克發現之后不久，蘇聯物理學家朗道就提出有一類星體可以全部由中子構成，朗道因此成為首次提出中子星概念的學者。 1934年，巴德和茲威基在《物理評論》上發表文章，認為超新星爆發可以將一個普通的恒星轉變為中子星﹐而且指出這個過程可以加速粒子，產生宇宙線。 1939年奧本海默和沃爾科夫通過計算建立了第一個定量的中子星模型，但他們采用的物態方程是理想的簡并中子氣模型。 中子星是處于演化后期的恒星,它也是在老年恒星的中心形成的。只不過能夠形成中子星的恒星，其質量更大罷了。根據科學家的計算，當老年恒星的質量大于十個太陽的質量時，它就有可能最后變為一顆中子星，而質量小于8個太陽的恒星往往只能變化為一顆白矮星。 雖然早在30年代，中子星就作為假說而被提了出來，但是一直沒有得到證實，人們也不曾觀測到中子星的存在。而且因為理論預言的中子星密度大得超出了人們的想像，在當時，人們還普遍對這個假說抱懷疑的態度。直到1967年，由英國科學家休伊什的學生喬絲琳·貝爾首先發現了脈沖星。 經過計算，它的脈沖強度和頻率只有像中子星那樣體積小、密度大、質量大的星體才能達到。這樣，中子星才真正由假說成為事實。這真是本世紀天文學上的一件大事。因此，脈沖星的發現，被稱為二十世紀六十年代的四大天文學重要發現之一。 1967年，天文學家偶然接收到一種奇怪的電波。這種電波每隔1—2秒發射一次，就像人的脈搏跳動一樣。人們曾一度把它當成是宇宙人的呼叫，轟動一時。后來，英國科學家休伊什終于弄清了這種奇怪的電波，原來來自一種前所未知的特殊恒星，即脈沖星。這一新發現使休伊什獲得了1974年的諾貝爾獎。到目前為止，已發現的脈沖星已超過300個，它們都在銀河系內。蟹狀星云的中心就有一顆脈沖星。 2007年天文學家借助歐洲航空局(ESA)的珈馬射線天文望遠鏡(Integral)，發現了迄今旋轉速度最快的中子星。這顆中子星編號為XTE J1739-285，每秒鐘可沿自己的軸線旋轉1122圈。按照地球的概念轉一圈一天的話，在這個中子星上一秒鐘可以經過3年多。這個發現推翻了原來認為的每秒700圈的星體轉速極限。 這顆中子星的直徑約10公里,但質量卻與太陽相近,其密度驚人,高達每立方厘米1億噸。其巨大引力從臨近恒星不斷奪取大量炙熱氣體,并不斷誘發熱核爆炸。 2010年10月27日英國《每日電訊報》報導，天文學家發現了宇宙中迄今為止最大的中子星，其質量幾乎是太陽的兩倍。 這顆名為PSR J1614-223的中子星的大小與一個小城市差不多，相對而言并不算是一個大的星球，但其密度卻是驚人的高，它上面很少量一點物質的質量就高達5億噸！ 前身 中子星的前身一般是一顆質量為10-29倍太陽質量的恒星。它在爆發坍縮過程中產生的巨大壓力，使它的物質結構發生巨大的變化。在這種情況下，不僅原子的外殼被壓破了，而且連原子核也被壓破了。原子核中的質子和中子便被擠出來，質子和電子擠到一起又結合成中子。最后，所有的中子擠在一起，形成了中子星。顯然，中子星的密度，即使是由原子核所組成的白矮星也無法和它相比。在中子星上，每立方厘米物質足足有一億噸重甚至達到十億噸。 當恒星收縮為中子星后，自轉就會加快，能達到每秒幾圈到幾十圈。同時，收縮使中子星成為一塊極強的“磁鐵”，這塊“磁鐵”在它的某一部分向外發射出電波。當它快速自轉時，就像燈塔上的探照燈那樣，有規律地不斷向地球掃射電波。 當發射電波的那部分對著地球時，我們就收到電波；當這部分隨著星體的轉動而偏轉時，我們就收不到電波。所以，我們收到的電波是間歇的。這種現象又稱為“燈塔效應”。 演化狀態 中子星并不是恒星的最終狀態，它還要進一步演化。由于它溫度很高，能量消耗也很快，因此，它通過減慢自轉以消耗角動量維持光度。當它的角動量消耗完以后，中子星將變成不發光的黑矮星。 性質 作為一顆中子星， 中子星 具有許多非常獨特的性質，這些性質使我們大開眼界。因為，它們都是在地球實驗室中永遠也無法達到的，從而使我們更加深入地認識到恒星的一些本質。概括起來說，這些性質是： 大小 一個典型中子星的半徑只有10千米左右。中子星外部是一個固態的鐵的外殼，大約厚1千米，密度在10^11~10^14克/立方厘米之間；內部幾乎完全是中子組成的流體，密度為10^14~10^15克/立方厘米。 密度 密度很大。密度一般用1立方厘米有多少克來表示，水的密度是每立方厘米重1克，鐵是7.9克，汞是13.6克。如果我們從脈沖星上面取下1立方厘米物質，稱一下，它可重1億噸以上、甚至達到10億噸。假定我們地球的密度也達到這種聞所未聞的驚人程度的話，那它的平均半徑就不是6371公里，而只有22米！ 溫度 溫度極高。據估計，新生的中子星中心溫度約為 到 開爾文。我們以太陽來作比較，就可以有個稍具體的概念：太陽表面溫度6000℃不到，越往里溫度越高，中心溫度約1500萬度。 中子星形成的初期，它的冷卻是經過所謂的烏卡（URCA)過程，內部的溫度降到1億K時，烏卡過程就停止了，其它的中微子過程繼續主導冷卻。1000年后冷卻由光輻射主導。此后大約1萬年的時間里，表面溫度一直維持在 K左右。 壓強 壓強大得驚人。我們地球中心的壓強大約是300多萬個大氣壓，即我們平常所說的1標準大氣壓的300多萬倍。脈沖星的中心壓強據認為可以達到 個大氣壓，比地心壓強強 倍，比太陽中心強 倍。 磁場 特別強的磁場。在地球上，地球磁極的磁場強度最大，但也只有0．7Gs（高斯是磁場強度的單位, 1Gs= T）。太陽黑子的磁場更是強得不得了，約1000～4000Gs。而大多數脈沖星表面極區的磁場強度就高達10000億Gs，甚至20萬億Gs。 科學家發現中子星從極點噴發強大氣流 脈沖星都是我們銀河系內的天體，距離一般都是幾千光年，最遠的達55000光年左右。根據一些學者的估計，銀河系內 中子星 的總數至少應該在20萬顆以上，到80年代末，已經發現了的還不到估計數的千分之五。今后的觀測、研究任務還很艱巨。 中子星 從發現至今，只有短短二三十年的時間，盡管如此，不論在推動天體演化的研究方面，在促進物質在極端條件下的物理過程和變化規律的研究方面，它已經為科學家們提供了非常豐富而不可多得的觀測資料，作出了貢獻。同時，它也在這個新開拓的領域內，向人們提出了一連串的問題和難解的謎。 能量輻射 中子星的能量輻射是太陽的100萬倍，約為 瓦特。按照世界上的用電情況.它在一秒鐘內輻射的總能量若全部轉化為電能，就夠我們地球用上幾十億年。 結構 從中子星表面到中心，密度從通常的鐵晶體密度很快增加到 g/ 。中子星外部有一層電漿，表面以內是固體外殼，主要由Fe原子核的晶格點陣和簡并自由電子氣構成，密度為 。從外向內密度逐漸增加，高到迫使電子同核內質子結合成一系列富含中子的核，例如Ni，Ge，Zn，Mo，Kr，接著過渡到核心，開始有自由中子出現，這個過程稱為中子漏（neutron drip)。外殼和內殼都是固態的，總厚度大約為1km。內殼以內是核區，當密度增加到 時，原子核就完全離解消失，中子星物質變成雜有少量電子，質子的連續中子流體。 面積 中子星的面積為約30---300平方千米，地球5.1億平方千米，地球面積是中子星的約170-1700萬倍。 特征 脈沖星 中子星的表面溫度約為一百一十萬度，輻射χ射線、γ射線和可見光。中子星有極強的磁場，它使中子星沿著磁極方向發射束狀無線電波（射電波）。中子星自轉非常快，能達到每秒幾百轉。中子星的磁極與兩極通常不吻合，所以如果中子星的磁極恰好朝向地球，那么隨著自轉，中子星發出的射電波束就會像一座旋轉的燈塔那樣一次次掃過地球，形成射電脈沖。人們又稱這樣的天體為“脈沖星”。 史瓦西半徑 超新星爆發后，如果星核的質量超過了太陽質量的兩至三倍，那它將繼續坍縮，最后成為一個體積無限小而密度無窮大的奇點，從人們的視線中消失。圍繞著這個奇點的是一個“無法返回”的區域，這個區域的邊界稱為“視野”或“事件地平”，區域的半徑叫做“史瓦西半徑”。任何進入這個區域的物質，包括光線，都無法擺脫這個奇點的巨大引力而逃逸，它們就像掉進了一個無底深淵，永遠不可能返回。 磁星 “磁星”（Magar）是中子星的一種，它們均擁有極強的磁場，透過其產生的衰變，使之能源源不絕地釋出高能量電磁輻射，以X射線及γ射線為主。磁星的理論于1992年由科學家羅伯特·鄧肯（Robert Duncan）及克里斯托佛·湯普森（Chrisher Thompson）首先提出，在其后幾年間，這個假設得到廣泛接納，去解釋軟γ射線復發源（soft gamma repeater）及不規則X射線脈沖星（anomalous X-ray pulsar）等可觀測天體。 當黑洞與中子星相遇 在兩者相距200~300億公里時，中子星表層物質發生不穩定，磁場有明顯的異常波動。當兩者相距達到100億公里時，中子星的外物質便會飛逸而出，并在黑洞周邊高速環繞，之后中子星便向黑洞“奇點”做螺旋形下墜運動。當到50億公里時，黑洞和中子星的磁場劇烈碰撞，并放出大量電子和光，之后中子星的能量便會慢慢消耗，而后被黑洞吞沒，其時間依據中子星的體積而論，但一般不會超過6個小時。 天文信息 天文望遠鏡發現了迄今轉速最快的中子星，每秒旋轉1122圈，比地球自轉快1億倍。最先觀測到這顆星的西班牙天文學家庫克勒說，早在1999年便已發現了這顆代號為J1739-285的中子星，但不久前才通過望遠鏡算出它的轉速。這顆中子星的直徑約10千米，但質量卻與太陽相近，其密度驚人，高達每立方厘米1億噸。其巨大引力從臨近恒星不斷奪取大量炙熱氣體，并不斷誘發熱核爆炸。 天文學家正是通過這種現象發現了它。此前的中子星自轉紀錄是每秒716圈，恒星轉速一般在每秒270-715 圈。700圈曾被認為是天體旋轉極限，按當今的物理學理論，轉速超過此極限，恒星將被強大向心力摧毀或化 為黑洞。但最新發現否定了這一看法。理論上，每秒1122轉并不是旋轉極限，大型中子星轉速有可能高達3000轉。令天文學家困惑的是，為什么天體在高速旋轉的強大離心力下，卻依舊會不斷收縮，而且不損失自身物質。 發現脈沖星 1967年10月，劍橋大學卡文迪許實驗室的安東尼·休伊什教授的研究生——24歲的喬絲琳·貝爾檢測射電望遠鏡收到的信號時無意中發現了一些有規律的脈沖信號，它們的周期十分穩定，為1.337秒。起初她以為這是外星人“小綠人（LGM）”發來的信號，但在接下來不到半年的時間里，又陸陸續續發現了數個這樣的脈沖信號。后來人們確認這是一類新的天體，并把它命名為脈沖星(Pulsar，又稱波霎)。脈沖星與類星體、宇宙微波背景輻射、星際有機分子一道，并稱為20世紀60年代天文學“四大發現”。 然而，榮譽出現了歸屬爭議。1974年諾貝爾物理學獎桂冠只戴在導師休伊什的頭上，完全忽略了學生貝爾的貢獻，輿論一片嘩然。英國著名天文學家霍伊爾爵士在倫敦《泰晤士報》發表談話，他認為，貝爾應同休伊什共享諾貝爾獎，并對諾貝爾獎委員會授獎前的調查工作欠周密提出了批評，甚至認為此事件是諾貝爾獎歷史上一樁丑聞、性別歧視案。霍伊爾還認為，貝爾的發現是非常重要的，但她的導師竟把這一發現扣壓半年，從客觀上講就是一種盜竊。更有學者指出，“貝爾小姐作出的卓越發現，讓她的導師休伊什贏得了諾貝爾物理獎”。著名天文學家曼徹斯特和泰勒所著《脈沖星》一書的扉頁上寫道：“獻給喬瑟琳·貝爾，沒有她的聰明和執著，我們不能獲得脈沖星的喜悅。” 關于脈沖星真正發現者的爭論和對諾貝爾獎委員會的質疑，已經歷了40年。40年后的今天，它再次成為關注話題。回首往事，作為導師的休伊什獲得了諾貝爾獎，無可厚非，但貝爾失去殊榮，卻令人感到惋惜。如果沒有貝爾對“干擾”信號一絲不茍的追究，他們可能錯過脈沖星的發現。若把諾貝爾獎“競賽”比作科學“奧運會”，那么，40年前的“裁判”們顯然吹了“黑哨”，至少是誤判，這玷污了諾貝爾獎的科學公正權威性。 貝爾訪問北京期間，筆者與她談起脈沖星的發現經歷和對諾貝爾獎的看法，她說，脈沖星發現后不久，她就被迫離開了劍橋大學。沉默稍許，她直言，上世紀60年代，科學機構普遍存在忽視學生貢獻的傾向，特別是女學生。導師經常以“上級領導”自居，將學生成果竊為己有，然后想辦法把學生一腳踢開。然而，1993年，兩位美國天文學家因發現脈沖星雙星而榮獲諾貝爾獎時，諾貝爾獎委員會格外精心，邀請貝爾參加了頒獎儀式，算是一種補償吧。1968年，離開劍橋后，她和休伊什沒有再合作，直到上世紀80年代，他們才在一次國際會議上相見，并握手言和。脈沖星發現以來，除了諾貝爾獎，她榮獲了十幾項世界級科學獎，并成為科學大使。 中子星與脈沖星的區別 所有的脈沖星都是高速自轉的中子星，也就是說脈沖星是中子星的一種，但中子星不全是脈沖星，我們要收到脈沖信號才算。中子星具有強磁場，運動的帶電粒子發出同步輻射，形成與中子星一起轉動的射電波束。由于中子星的自轉軸和磁軸一般并不重合，每當射電波束掃過地球時，就接收到一個脈沖。這時這顆中子星也叫脈沖星。脈沖星是本世紀60年代四大天文發現之一 (其他三個是：類星體、星際有機分子、宇宙3K微波輻射)。因為它不停地發出無線電脈沖，而且兩個脈沖之間的間隔(脈沖周期)十分穩定，準確度可以與原子鐘媲美。各種脈沖星的周期不同，長的可達4.3秒，短的只有0.3秒，甚至毫秒級。 中子星一邊自轉一邊發射像電子束一樣的電脈沖。該電脈沖像燈塔發出的光一樣，以一定的時間隔掠過地球。當它正好掠過地球時，我們就可以測定它的有關數值。 脈沖星是高速自轉的中子星，但并不是所有的中子星都是脈沖星。因為當中子星的輻射束不掃過地球時，我們就接收不到脈沖信號，此時中子星就不表現為脈沖星了。 中子星和黑洞 中子星和黑洞是宇宙中密度和引力最強大的兩類頗具神秘感的天體。光是中子星就已經夠不可思議了，偏偏還要添上黑洞。它是宇宙中的死亡陷阱和無底深淵，沒有物質能擺脫它的強大引力，包括光線。在它附近，今天的所有物理定律都顯得不適用了。 恒星末期 我們知道，當恒星走完其漫長的一生后，小質量和中等質量的恒星將成為一顆白矮星，大質量和超大質量的恒星則會導致一次超新星爆發。超新星爆發后恒星如何演變將取決于剩下星核的質量。印度天體物理學家昌德拉塞卡于上世紀三十年代末發現，當留下的星核質量達到太陽的一點四倍時，其引力將大到足以把星核內的原子壓縮到使電子和質子結合成中子的程度。此時這顆星核就成了一顆中子星，其密度相當于把一個半太陽的質量塞進直徑約二十四公里的一個核內。 這是一個單個的中子星，其表面溫度高達一百二十多萬度，直徑只有二十八公里。(HST) 以兩百倍音速高速運動著的中子星，距地球約兩百光年。三十萬年后將對地球產生輕微影響。(HST) 在星系中漂浮的單個恒星級黑洞，它引起的引力透鏡現象使位于其后方的恒星產生了兩個像。(HST) 位于NGC6251中心發出強烈紫外線輻射的塵埃盤，其內部可能存在一個巨型黑洞。(HST) 橢圓星系NGC7052中心的塵埃盤，其中央可能有一個質量為太陽三億倍的超級黑洞。(HST) 人馬座A(NGC5128)星系中心的塵埃盤，其中有一個巨大的超級黑洞。(HST) 銀河系的中心人馬座A*據說也是一個黑洞。 研究價值 引力波研究 　 臺北時間2017年10月16日22點，美國國家科學基金會召開新聞發布會，宣布雷射干涉引力波天文臺（LIGO）和室女座引力波天文臺（Virgo）于2017年8月17日首次發現雙中子星并合引力波事件，國際引力波電磁對應體觀測聯盟發現了該引力波事件的電磁對應體。 重金屬元素的來源 科學家們認為地球上的黃金、鉑金和其他重金屬元素可能來自于太陽系誕生前幾億年中子星碰撞的大爆炸。 長期以來普遍認為普通的元素如氧和碳，是在將近死亡的恒星爆炸變成新星時生成的，但是研究學者們感到困惑的是，數據顯示這些恒星爆炸不能產生像在地球上這樣大量存在的重金屬元素。來自英國萊瑟斯特大學和瑞士巴塞爾大學的這些科學家們相信，答案存在于稀有的中子星對上。 中子星是生成新型的大恒星的超高密度的核心，它們所包含的物質有我們的太陽那么多，但只有大約一座城市那么大。有時會發現兩顆中子星互相繞對方沿軌道旋轉，這是雙星系的遺留物，在我們的銀河系中已知有4對。科學家們使用了在英國倫敦以北100英里的萊瑟斯特天體物理流體設備的超級計算機做模擬，如果使它們慢慢旋轉著靠近發生爆炸，這樣巨大的引力會造成什么結果。 進行一次這樣的計算要耗費超級計算機幾個星期的時間，而這只是在兩個星球的一生中最后幾個毫秒中發生的事情。結果顯示，當中子星靠近時，巨大的力量將它們劈開，釋放出足夠的能量，可以將整個宇宙照亮幾個毫秒。這個碰撞更可能是產生一個黑洞——空間中吞沒光的裂口——并在發生核反應時噴射出灰，把質子射入輕元素的原子核而生成重元素。噴發出的物質和恒星間的氣體和灰塵相混合、碰撞，構成了新的一代星體，慢慢使重金屬散布在銀河系中。 在宇宙中出現這種罕見的現象的幾率大約是一百億年以上，這和我們在已有五十億年壽命的太陽系中對元素光譜所做的分析結果相符，為這種理論提供了有力的證據。令人驚奇的是所做的模型產生出的元素的數量和宇宙非常非常接近，它部分回答了我們的世界從何而來這個問題。

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