中子星一秒鐘內輻射的能量若全部轉化為電能,就夠地球用幾十億年

2020-09-10 行走星河

中子星是質量沒有達到可以形成黑洞的恆星在壽命終結時塌縮形成的一種介於白矮星和黑洞之間的星體。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。


中子星,是恆星演化到末期,經由引力坍縮發生超新星爆炸之後,可能成為的少數終點之一。恆星在核心的氫、氦、碳等元素於核聚變反應中耗盡,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,或者根據恆星質量的不同,恆星的內部區域被壓縮成白矮星、中子星以至黑洞。


中子星的產生

中子星的前身一般是一顆質量為10-29倍太陽質量的恆星。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。最後,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,每立方釐米物質足足有一億噸重甚至達到十億噸。


  • 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。
  • 壓強: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。脈衝星的中心壓強據認為可以達到 1028 個大氣壓,比地心壓強強 3x1021倍,比太陽中心強 3x1016倍。
  • 密度:密度一般用1立方釐米有多少克來表示,水的密度是每立方釐米重1克,鐵是7.9克,汞是13.6克。如果我們從脈衝星上面取下1立方釐米物質,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公裡,而只有22米!
  • 溫度:據估計,新生的中子星中心溫度約為1011到1012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,越往裡溫度越高,中心溫度約1500萬度。


中子星的發現

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·貝爾首先發現了脈衝星。 經過計算,它的脈衝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。


中子星從發現至今,只有短短二三十年的時間,儘管如此,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,他都為我們提供了很大幫助。

相關焦點

  • 中子星在不斷輻射能量,是在消耗什麼?
    中子星和黑洞還有白矮星都是恆星在演化末期所形成的,只不過因為恆星的質量不同最終演化為不同的形式。恆星質量小於太陽八倍會演化為白矮星,質量比中子星的要求更大就會演化為黑洞。因此這三者都有一個特點自身密度足夠大,引力巨大。 黑洞的引力大到連光線都無法逃逸,而中子星也會使光線呈拋物線的形態逃逸。
  • 神奇的中子星,每立方釐米重十億噸!釋放能量輻射是太陽幾百萬倍
    在二十世紀六十年代,產生了天文學歷史上的「四大發現」,在這其中就有中子星的身影。當然最初發現的並不是我們現在所說的中子星,而是叫脈衝星,這是一種具有不斷發射電磁波脈衝信號的一種中子星,並且在後來科學家們的研究中,證明了它就是一種可以告訴旋轉的中子星。由於它的發現使得天文學家們在研究恆星的演變上具有了重要的方向。
  • 一立方釐米的中子星幾十億噸重,若地球被壓成中子星,會有多大?
    接下來的時間裡,它會不斷進行冷卻,或許要經歷上百億年才釋放完能量變成黑矮星,那麼這顆恆星算是走完了這一生。原子裡面有99%的空間是空的,然而在恆星爆炸產生的巨大能量面前,原子裡面的電子和中子都被壓縮到原子核裡面,因此我們可以看出這個原子核最終全部都是中子變成的,所以密度才變得這麼大。
  • 吃一小勺中子星會怎樣?地球可能就這麼沒了
    目前,距離地球最近的一顆中子星在400光年外,其名為RX J1856.5-3754,這顆中子星於1992年被發現,在1996年被確認為中子星,它的直徑在10到30千米 之間,並以每小時39萬千米的速度在星際介質中飛行著,想要吃上一勺中子星,RX J1856.5-3754無疑是最好的選擇。
  • 脈衝星的密度高達10億噸每立方釐米,如此高的密度是怎樣形成的?
    脈衝星是啥?脈衝星是旋轉的中子星,因發出周期性的電磁脈衝而得名,發現於冷戰時期的1967年。脈衝星直徑大多在10千米左右,自轉速度極快,旋轉一圈僅耗時幾毫秒,而地球自轉一周則需要24小時。因為快速的旋轉,脈衝星擁有超強的磁場,平均磁場強度至少為幾千萬特斯拉。
  • 脈衝星的密度高達10億噸每立方釐米,如此高的密度是怎樣形成的?
    脈衝星是啥?脈衝星是旋轉的中子星,因發出周期性的電磁脈衝而得名,發現於冷戰時期的1967年。脈衝星直徑大多在10千米左右,自轉速度極快,旋轉一圈僅耗時幾毫秒,而地球自轉一周則需要24小時。因為快速的旋轉,脈衝星擁有超強的磁場,平均磁場強度至少為幾千萬特斯拉。強大的磁場將脈衝星的輻射也封閉了起來,只能從兩個磁極發射出去。脈衝星的電磁脈衝就是這麼產生的。
  • 中子星極為緻密,若把地球壓成一顆中子星,它的體積有多大?
    那麼中子星的密度到底有多高呢?和白矮星一樣,中子星的密度也並不一致,質量越高的中子星,它的密度也越高,不過最小的中子星,它的密度也可以達到每立方釐米8000萬噸,而大質量的中子星密度甚至可以達到每立方釐米20億噸。
  • 中子星極為緻密,若把地球壓成一顆中子星,它的體積有多大?
    太陽憑藉著它的光和熱為整個太陽系提供著光亮與溫度,並且已經持續了大約50億年,而這一切都源於太陽上的氫核聚變反應,不過太陽的燃燒並不能永遠持續下去,在30到50億年之後,太陽上的氫元素也會逐漸消耗殆盡,隨著壓力和溫度的進一步提升,氦元素的聚變被點燃,於是太陽便會由氫核聚變階段進入到氦核聚變階段,此後,太陽上的聚變反應會不斷向更重的元素推進,直到碳或氧,由於太陽本身的質量有限,所以到達碳或氧之後
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