每分鐘旋轉可高達43000次,中子星的周圍有別的天體存在嗎?

2021-01-15 菜葉科普

中子星是恆星演化到末期,由引力坍縮發生超新星爆炸之後,形成的恆星終點形態。

天文學家觀察到罕見的中子雙星誕生

2017年8月,從兩個中子星的碰撞中檢測到了引力波,在世界範圍內引成了頭條。

但是,由災難性超新星爆炸產生的兩顆超緻密中子星如何形成足夠近的距離,最終彼此碰撞呢?

當一顆恆星演化到晚期時,會發生爆炸,形成中子星,如果其伴星距離較遠的話,爆炸不會對其產生太大的影響,最終會形成恆星加中子星的雙星系統。

如果這顆伴星質量較小,最終會形成白矮星和中子星;如果質量相當,會形成雙中子星。

中子星每分鐘的旋轉速度可高達43000次,並隨著時間的流逝逐漸變慢。

如果伴星距離較近的話,演化會變得更為複雜。當主星成為紅巨星時,伴星就會大量吸收主星的物質,從而將加速演化,可能先一步成為中子星,或者緊跟著成為中子星。

當其中一個爆炸時,衝擊波會將伴星推開,改變原先的軌道。但是如果雙方先後成為中子星的情況下,就會形成近距離的雙中子星,在未來可能會合併在一起成為黑洞。

最近幾年發展出的引力波天文學已經觀測到不少中子星合併事件,甚至有可能發生了中子星被黑洞吞噬的事件。

2018年近發現有一顆紅色的巨星向其伴生的中子星提供了不只是「陪伴的溫暖」,實際上這顆紅巨星用自己的恆星風炸開了這顆中子星,使這顆死去的恆在X射線的照射下恢復了生命 。

中子星形成早起也表現出強大的磁場,據認為該磁場會隨著時間的推移而顯著衰減。當科學家們觀察到這顆有待「重生」的中子星的磁場時,發現它的磁場很強,表明它還比較年輕。

而實際上,它的紅巨星伴侶年齡更大,這使得研究人員非常好奇該系統是如何發育到到現在這個狀況的。一個答案可能是質量轉移,當來自一顆恆星的物質被另一顆恆星拉入或擴展到另一顆恆星時,就會發生質量的轉移。這可能發生在緊密的雙星系統中 。

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    中子星的密度,基本就是原子核的密度,每立方釐米高達10億噸,中子星是宇宙中的極端天體,屬於恆星演化的產物之一。宇宙中有四種基本作用力,強力、弱力、電磁力和引力;強力和弱力的作用範圍很小,電磁力存在引力和排斥力,能相互抵消,唯有引力可以無限疊加,而且引力的作用範圍無限遠。
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    我們知道宇宙中有很多神秘的天體,其實中子星就是一個,因為中子星的能量巨大,很多內部機制的形成,科學家還在研究之中。中子星根據理論來說,根本不可能有衛星,因為中子星是巨大恆星的產物,周圍的一切都被消滅。可是近期這個說法被推翻,因為中子星周圍確實有衛星存在,而且還不會一顆。
  • 中子星周圍壯觀景象
    ,對旋轉中子星(也被稱為脈衝星)的複雜高能環境有更詳細了解。該模型追蹤了中子星附近磁場和電場中帶電粒子的路徑,揭示了脈衝星如何以超精確的時間發射伽瑪射線和射電脈衝的行為。美國宇航局位於馬裡蘭綠帶的戈達德航天飛行中心和米蘭大學的天體物理學家加布裡埃萊·布蘭比拉(Gabriel Ele Brambilla)說:從1967年發現脈衝星時起,我們就開始努力了解它們是如何做到這一點,現在仍在努力研究。
  • 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?
         上圖為脈衝星(高速旋轉的中子星)結構簡圖脈衝星的密度確實高達10億噸每立方釐米脈衝星上一湯勺的物質,其重量就比地球上的一座山峰還要重。不相信的可以動手算一算,地球表層巖石的平均密度大約為2.7克每立方釐米。脈衝星是中子星,那麼就來聊一聊中子星中子星是大質量恆星衰老後演變而成的產物,是除黑洞外宇宙中密度最大的天體,已被天文觀測證實。
  • 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。
  • 中子星周圍環境是什麼樣?紅外輻射「脈衝星風星雲」?
    圖片:Bettina Posselt, Penn State博科園-科學科普:作者表示這顆中子星屬於附近一組七顆X射線脈衝星-綽號『偉大的七顆星』-它們的溫度比應該考慮的年齡和旋轉能量損失所提供的可用能量庫要熱得多。
  • 中子星由中子組成,既然中子呈中性,為啥會有超強的磁場?
    這種大質量恆星在壽終正寢時會拼盡全力來一個迴光返照,爆發出巨大的能量,將大部分質量散盡回歸太空,中心留下一個緻密的核,這個核有太陽質量的1.44倍以上到3倍左右,這個核就是中子星。這個核有多大呢?半徑10~20km。有人老不相信中子星有那麼「重」,每立方釐米質量達到1~20億噸,想想就明白了,一個10~20公裡半徑的球,濃縮了1.44個太陽以上的質量。
  • 中子星並非一個大中子,這種星體才是,宇宙中可見的密度最高天體
    就宇宙中的實體天體來說,密度最高的是黑洞(奇點密度),比黑洞次之的就是中子星了嗎?不是的!理論認為黑洞和中子星之間還有一種密度很高的天體,它就是夸克星。天文學家們常常把中子星形容為一個(巨型原子核)是因為中子星是由大量的中子組成的,它的引力強到可以把電子壓縮到質子裡面,從而形成中子,所以中子星就是極多的中子大集合,因此它的密度高到和原子中的原子核一樣,每立方釐米中子星物質質量高達8000萬到20億噸,但是相對而言,夸克星的密度則更高,可達中子星密度的數倍,但是它發出的光仍然是可以看到的,而黑洞是連光都吸,是不可見的
  • 宇宙中能觀察的最大質量天體是中子星,它的質量有多大?無法想像
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    ,氫原子與氨原子發生聚變反應,同時向外釋放出和自引力相抗衡的能量,同時向外釋放出和自引力相抗衡的能量,只要平衡仍然存在,恆星就處於穩定狀態,氫元素總有被耗盡的時候,像太陽這樣的恆星便將經歷漫長的轉化過程,它們會繼續將氨轉化為碳和氧,直到它們成為一顆白矮星,但是比我們的太陽重好幾倍的恆星。
  • 中子星合併產生的磁星發出光是經典千新星的10000倍
    由西北大學領導的天體物理學小組研究了用光、X射線、近紅外和無線電波所產生的令人難以置信的明亮爆炸之後,認為它有可能發現了磁星的誕生。研究人員認為,磁星是由兩個前所未有的中子星合併而成的。西北大學的方文輝(Wen-fai Fong)說,「我們的研究表明,對於這種特殊的短伽瑪射線爆發,較重天體可能倖存了下來。它沒有塌陷成黑洞,而是變成了磁星:具有大磁場的快速旋轉的中子星,將能量傾倒入它周圍的環境,並創造出我們所看到的非常明亮的光芒。」這項研究已被《天體物理學雜誌》接受,並將於今年晚些時候在線發表。
  • 哈勃首次發現擁有旋轉圓盤的中子星,或將改變我們對中子星的認識
    中子星是大質量的恆星在演化到後期,經過引力坍縮發生超新星爆炸,使它的物質結構發生了變化,最後形成一顆密度極其高的天體。這顆中子星周圍有一大片紅外區域,科學家預計其大小可能有180億英裡。對於如此不同尋常的特徵天文學家給出了兩種解釋,第一種是認為中子星周圍有一個塵埃盤,中子星的這種情況在宇宙中還是第一次見到。另外一種解釋是認為當中子星穿過宇宙空間的時候,有一股高能的風從物體上吹了下來,猛烈撞擊到氣體中,從而產生了不同尋常的紅外光。
  • 黑洞和中子星,它們竟有這樣的黑歷史?恆星摧毀的力量有多強大?
    這些天體巨獸引力極大,即使是光也難逃一劫!黑洞就是一個例子。那麼,究竟是什麼孕育了如此龐然大物?答案就藏在它們低調卑微的開端,現在我們就來看一看。卑微之初始一切都始於一團氣體雲。是的,你沒聽錯……就是氣體雲!這種由氫組成的氣體雲通常也被稱作星雲。這種氣體雲的某些區域的密度會不斷增加,最終形成足夠穩定的規模。
  • 中子星物質做的足球被踢到地球上會怎樣?15分鐘後地球將被炸掉
    中子星的密度高到我們難以理解的程度,它是宇宙之中密度僅次於黑洞奇點和夸克星的天體,每立方釐米中子星物質的質量高達8000萬到20億噸,想一想,每立方釐米的水只有1克重,每立方釐米的鐵只有7.8克,每立方釐米的黃金也只有19克多一點,中子星物質的密度是不是高得難以理解?
  • 誕生於巨大恆星死亡之時的 「中子星」到底有多大?
    北京時間 10 月 15 日消息,據國外媒體報導,中子星大概是宇宙中最奇特的天體之一。它們誕生於巨大恆星死亡之時,既擁有極強的引力,又有著極高的溫度和密度,遠遠超過我們在實驗室中創造出的任何物質。儘管我們認識中子星已有大半個世紀了,但天體物理學家仍不清楚它們究竟有多大。
  • 誕生於巨大恆星死亡之時的「中子星」到底有多大?
    儘管我們認識中子星已有大半個世紀了,但天體物理學家仍不清楚它們究竟有多大。中子星存在兩個未解之謎:其中央究竟是什麼?它們的體積可以增長到多大?我們知道,中子星的體積相對來說比較小。據研究人員估測,一顆質量約為太陽1.4倍的中子星的半徑介於8至16公裡之間。而相比之下,太陽的半徑約為69.6萬公裡。
  • 比中子星更加神秘,奇異夸克星真的存在嗎?科學家該如何發現它?
    白矮星內部絕大部分都是碳元素,此外還會有一小部分氧、氮、氫。而中子星的引力過於巨大,以至於電子都被壓進了原子核,與質子結合成為中子。因此,這種緻密星幾乎完全由中子構成,所以稱為中子星。中子是由夸克組成的,分別是兩個下夸克和一個上夸克。那麼問題來了:難道宇宙中就沒有一種夸克星嗎?或許,宇宙中就存在這麼一種神秘的天體,介於中子星與黑洞之間,那就是夸克星。