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中子星的質量範圍不大，在1.44倍太陽質量以上（白矮星的最大質量極限，稱為錢德拉塞卡極限）、3.2倍太陽質量以下（中子星的最大質量極限，稱為奧本海默極限）。西維吉尼亞大學的研究人員幫助發現了迄今為止最大質量中子星，這是通過波卡洪塔斯縣綠岸望遠鏡發現的一項突破。這顆名為J0740+6620的中子星是一顆脈衝星，質量是太陽的2.17倍，形成一個直徑僅為20-30公裡(約15英裡)的球體。這種測量接近單個物體在不將自身壓成黑洞的情況下變得這麼巨大和高密度的極限。
這顆中子星是在距地球約4600光年的地方被探測到。這些發現來自美國國家科學基金會資助的NANOGrav物理前沿中心，其研究發現發表在《自然天文學》期刊上。這篇論文的作者包括鄧肯·洛裡默，天文學教授和埃伯利藝術與科學學院負責研究的副院長；埃伯利物理學和天文學傑出教授莫拉·麥克勞林；物理和天文學系統管理員內特·加弗-丹尼爾斯；博士後和前學生哈莎·布魯默，保羅·布魯克，皮特·詹蒂爾，梅根·瓊斯和麥可·林。這一發現是許多偶然結果之一，這些結果是在尋找引力波的常規觀測中出現。
綠岸望遠鏡中，研究人員正試圖探測脈衝星的引力波，為了做到這一點，需要觀察大量毫秒脈衝星，它們也是快速旋轉的中子星。這一發現不是一篇引力波探測論文，而是觀察產生的許多重要結果之一。脈衝星質量是通過一種被稱為「夏皮羅延遲」的現象來測量。本質上，根據愛因斯坦的廣義相對論，來自白矮星伴星的引力扭曲了它周圍的空間。這使得來自脈衝星的脈衝在穿越白矮星周圍扭曲的時空時，會走得更遠一點。
這個延遲告訴將能告訴科學家們白矮星的質量，這反過來提供了中子星的質量測量。中子星是大質量恆星變成超新星的壓縮殘骸，它們是當巨星在超新星中死亡，核心塌陷時產生的，質子和電子相互融化形成中子。雖然天文學家和物理學家幾十年來一直在研究這些物體，但許多關於它們內部性質的謎團仍然存在：粉碎的中子會變成「超流體」並自由流動嗎？它們會分解成亞原子夸克或其他奇異粒子的湯嗎？當引力戰勝物質並形成黑洞時，什麼是引爆點？
這些中子星非常奇特，一個真正重要的問題是，能製造出這些中子星最大有多大？對非常奇特的材料有影響，而我們就是不能在地球上的實驗室裡創造這些物質。脈衝星之所以得名，是因為它們從磁極發射出雙束無線電波。這些光束以燈塔般的方式掃過空間，有些每秒旋轉數百次。由於脈衝星以如此驚人的速度和規律性自轉，天文學家可以使用它們作為宇宙中原子鐘的等價物。這種精確的計時有助於天文學家研究時空的本質，測量質量，並提高對廣義相對論的理解。
博科園｜研究/來自：西維吉尼亞大學參考期刊《自然天文學》DOI: 10.1038/s41550-019-0880-2博科園｜科學、科技、科研、科普