中子星為什麼會產生磁場

2020-09-22 shensuning

抽象羅盤Abstract compass

中子星由中子構成,沒有帶電的質子和電子,卻產生了高達10000億高斯,甚至20萬億高斯的磁場,這是什麼原因呢?

磁場要產生,應當有電場,要有電場,必須要有電流,中子星沒有電子,那中子星上的電流是如何產生的呢?這就要從自由中子的衰變說起:因為質量是能量(E=mc²)的表現形式。在組成中子的三個夸克中,兩個下夸克的質量遠大於一個上夸克的質量。根據波粒二象性原理,在夸克層面的粒子,能量性表現的已經非常明顯了。兩個下夸克的能量和遠大於一個上夸克的能量,在此系統中,自由中子的能量體系極不平衡,為避免結構崩塌,自由中子要儘快釋放一個電子。按照能量由高向低轉移最低的原則,一個孤立的中子中的一個下夸克將很快在平均約15分鐘內通過弱力轉變為一個上夸克,並釋放電子和中微子形成質子。

中子星上的電子在質子和中子不停轉換的過程中形成了強大的電流,在高速旋轉的中子星帶動下,形成了強大的磁場。

相關焦點

  • 中子星是中性質子組成的?那麼它1億特斯拉的磁場咋來的?
    這句話就很明確的交代了物理學中的電磁相互作用,即:變化的電場會感生出變化的磁場,相反磁場到電場也是一樣的。當然,帶電粒子的運動也會產生感應磁場,還記得我們學過的右手螺旋定理嗎?也就是安倍定則,這個法則為我們指出了電流方向和磁感線方向之間的關係。如果旋轉和移動的電荷可以產生磁場,那麼問題來了,為什麼一個巨大的中性物體會有磁場?
  • 中子星是由簡併中子構成的緻密星,具有強磁場的中子星是脈衝星
    「中子星」與「脈衝星」有一個共同的特點一顆年輕的「中子星」可以通過冷卻來產生輻射,但是更多的是通過射電觀測來研究中子星的,因為中子星大部分都具有很強的磁場,比通常的恆星磁場要高几億倍到幾千億倍,因此中子星也是宇宙裡具有最強磁場的天體。
  • 中子星是什麼?中子星分為哪幾種?
    並不是所有的恆星都會成為中子星的。中子星也有三種不同的狀態,分別是普通中子星、脈衝星和磁星。下面來了解下。 中子星是什麼     大家都知道黑洞的密度很大,而中子星是除了黑洞之外密度最大的天體。很多恆星在生命最後階段,因為重力奔潰的原因,最終發生了超新爆炸,其中一小部分可能會成為中子星。
  • 天體的磁場是怎麼產生的,與什麼有關,比如地球的磁場如何產生?
    ,也就是天體的自轉角速度越大,產生磁場的概率就越大。並且,天體產生的磁場的強度與天體自轉角速度也成明顯的正向關係。比如太陽系的大行星中木星磁場最強大,木星自轉角速度較快是重要原因。中子星的自轉角速度更快,磁場強度自然特別大。磁場的產生與自轉關係極為密切,天體的自轉是天體磁場產生的必要條件。比如,天體磁場的磁軸總是與自轉軸有著較小的夾角,也就是磁場的兩極與自轉軸的兩極總是較為接近。
  • 「黑洞的兄弟」中子星,極度恐怖的星體,你會被撕碎甚至被分解
    這個中子星可是確確實實已經被發現,它是上世紀六十年代天文學的四大發現之一。哪四大發現呢?就是:類星體、脈衝星、宇宙微波背景輻射以及星際有機分子。其中,脈衝星就是中子星的一種,它是旋轉中的中子星,因為它的磁場方向跟自轉軸不在同一直線上,所以隨著它的旋轉會不斷向外發出周期性的電子脈衝信號,一閃一閃就像燈塔一樣。所以脈衝星也被稱作為「宇宙中的燈塔」。
  • 中子星碰撞會產生黑洞?中子星和黑洞都是宇宙中最神秘的天體
    「恆星屍體」合併產生的引力波。當時,科學家們認為這一被官方正式歸類為GW170817的重大事件,可能會產生一個黑洞:而一項新的分析結果支持了這一假設。在這項新研究中,研究人員分析了美國宇航局錢德拉x射線天文臺收集的數據。在雷射幹涉引力波天文臺(LIGO)項目探測到引力波後,阿爾伯特·愛因斯坦在一個世紀前首次預言了引力波在時空中的漣漪。
  • 比人造最強磁場強1千億倍,宇宙最強磁場是如何產生的
    圖1:新生中子星內部對流區中磁力線的3D快照。流入(流出)由藍色(紅色)表示。左:在幾毫秒的快速旋轉期間發現了強磁場發電機,偶極子分量達到10^15G。右:對於較慢的旋轉,磁場強度降低了十倍。在《科學進展》上發表的一項研究中,來自CEA,薩克雷,馬克斯·普朗克天體物理學研究所(MPA)和巴黎地球物理研究所的科學家團隊開發了一種新的,史無前例的詳細計算機模型,該模型可以解釋當快速旋轉的中子星在坍縮的大質量恆星中誕生時,這些巨大的磁場通過放大先前存在的弱磁場而產生。這項工作為了解此類最強大、最亮的恆星爆炸打開了新途徑。磁星:它們是什麼?
  • 不同類型的中子星具有怎樣的特性,吞噬中子星的黑洞能被觀察到?
    在中子星的周圍,還具有非常強大的磁場,磁力可以將原子擠壓成「雪茄」形狀,即使我們的宇宙飛船看似謹慎地停留在中子星上方的幾千英裡處,但也仍然難以避免如此強烈的磁場和引力問題,仍將面臨其他潛在的致命風險。當中子星快速旋轉的時候,它會和大多數年輕中子星表現的一樣,快速旋轉會與強烈的磁場相結合,然後產生了令人生畏的、可以發出數十億伏特電位差的發生器。
  • 致命舞者的秘密——中子星,飛旋的小巨人
    如此喪心病狂的轉速得產生多巨大的「離心力」呀,為什麼沒有讓中子星直接解體或者被「甩」成一張薄餅呢?(光都只能以螺旋狀脫離中子星)中子星為什麼轉這麼快看過花樣滑冰吧,運動員在冰面上旋轉,如果想加速時會做什麼動作?會儘量併攏四肢。身體各部位離旋轉軸越近,運動員的旋轉速度就越快。
  • 挖穿中子星,你會看到什麼場景?研究表明:極端物質集結於此
    中子星,這個除黑洞外最超乎尋常的天體,其表面溫度可達100萬度,僅一立方釐米的中子星重量,就相當於整個地球上人類體重的總和。由於中子星也有強大的引力,所以光在經過它時也會發生彎曲。那麼,這顆神奇星球的內部,又是一番怎樣的場景呢?讓我們用一種獨特的視角探究一下——挖穿中子星。
  • 中子星物理學研究進入黃金時代
    無獨有偶,去年12月,美國國家航空航天局的「中子星內部成分探測器」(NICER)提供了一些有關中子星質量和半徑迄今最精確測量結果,包括其磁場的數據。中子星密度之大超乎想像 據張承民介紹,中子星是大質量恆星演化到末期,經由引力坍縮發生超新星爆炸後生成的質量介於白矮星和黑洞之間的星體。當一顆恆星死亡後形成緻密星的質量為太陽質量1.35到2.1倍時,常會形成中子星;小於太陽質量1.35倍時,很可能形成白矮星;大於太陽質量3.2倍時,則會形成黑洞。
  • 中子星為什麼會叫做「中子」星呢?
    中子星的構成    中子星之所以叫做中子星,原因就是中子星基本上是由中子構成的。
  • 中子星由中子組成,既然中子呈中性,為啥會有超強的磁場?
    隨著時間的推移,中子星溫度經過一個「烏卡」過程,10000年後,中心溫度會降到1億K,表面溫度會降到100萬K。中子星壓強達到10^28個地球海平面大氣壓,也就是比地球海平面高出1萬億億億倍,比地球中心壓力約300萬海平面大氣壓高出30萬億億倍,比太陽中心3000億大氣壓高出3億億倍。
  • 中子星是完美球體嗎?是什麼影響它的形狀?
    雖然脈衝星被稱為「中子星」,但它們大約只有中子的90%;所以當它旋轉時構成中子星的帶電粒子會快速移動,產生很強大的磁場。當周圍的粒子進入這一磁場時帶電粒子會加速,產生一股由中子星的極點發出的輻射,當其中一個極點指向地球時就會看到脈衝星的「脈衝」。
  • 脈衝星為什麼能產生脈衝?
    答|百度派 @id真難取今天帶大家了解一下脈衝星為什麼能產生脈衝。脈衝星是一種中子星:有時,巨大的恆 星會在激變爆炸中結束生命,而中子星就是這種爆炸的產物。一個中等大小的恆星(如太陽)有上百 萬個地球那麼大。而一個巨星或超巨星的直徑是太陽的101000倍,中子星就是一個 如此巨大的恆星塌陷為一個城市的大小之後形成的。
  • 矮白星,中子星,黑洞他們之間存在著什麼樣的聯繫?
    大家好,當一顆恆星的能量即將耗盡時,它的核心會消耗掉最後一點「燃料」來產生熱量和壓力。那麼以我們的太陽為例,一顆恆星如果到了它生命的晚期,這是會開始非常緊密地塌縮,恆星將達到一種稱為白矮星的穩定狀態,在這種狀態下,電子的壓力平衡了恆星質量的重力。但是白矮星只能達到1.4個太陽的穩定質量,這也被稱為錢德拉塞卡極限。
  • 為什麼地球會有磁場?
    地球生命的存在即為僥倖,很多條件都足以讓生命泯滅,磁場就是其中之一、如果沒有它,地球上根本不會有生命。根據科學家的研究,地球磁場的出生日期,幾乎和生命的出生日期差不多,這似乎也證明了,正是磁場的出現,地球上才出現了生命。
  • 中子星物理的黃金時代已經到來
    去年十二月,美國航天局的NICER給天文學家們提供了一些有史以來最精確的關於中子星質量和半徑的測量結果[1,2],以及意料之外的涉及中子星磁場的新發現[1,3]。NICER團隊計劃在接下來的幾個月裡公布有關更多恆星的結果。其他數據來自於引力波天文臺,它們能觀測到中子星在碰撞合併時產生的扭曲。有了這些聯合觀測的結果,研究者們已經擺好架勢,準備直擊中子星內容物這一問題的核心。
  • 磁星,宇宙中磁場最強的天體,當它爆發時威力有多大?
    磁場,在我們的日常生活中是無處不在的。細微處,磁鐵可以產生磁場,電流也可以產生磁場,若是放眼廣闊的宇宙空間,那裡同樣也充斥著磁場。宇宙中的磁場主要是由各式各樣的宇宙天體所發出的,所以這些磁場又被稱之為天體磁場。
  • 像山一樣大的原子—中子星解釋
    中子星是的宇宙中最異乎尋常的存在之一。它們就像巨大的原子內核,直徑區區數公裡,卻密集無比、猛烈異常。但如此這樣的東西,怎麼可能存在呢?恆星演化與中子星誕生恆星的演變由兩種力量的鬥爭主導:其自身重力與其核聚變反應產生的輻射壓力。