太陽是宇宙中一顆質量不算是很大的黃矮星。科學家推測太陽的壽命大約有100億~110億年。最終太陽會因為內部核聚變燃料的耗盡而走向終結。它最終會變成一顆白矮星。
白矮星是一種密度非常高的天體。它的密度可高達10000噸/立方釐米。天狼星的伴星就是一顆白矮星。它只有地球那樣大小,但是質量卻有太陽那麼大。然而白矮星的密度在另一種奇異的天體面前根本就不值得一提。這種天體就是中子星。
科學家計算認為,當一顆質量約為太陽8到20倍的恆星最後就可能會變成中子星。
恆星是怎樣變成中子星的呢?恆星在步入到了老年期後,它核心處的氫、氦和碳等元素在核聚變反應中耗盡,恆星逐漸失去向外支撐恆星龐大軀體的熱輻射壓力。這樣恆星就會發生急速坍塌。外層的物質會在重力的影響下急速的墜落到恆星的核心處。這樣恆星就會發生超新星爆炸。在超新星爆炸後剩餘的恆星殘骸一般會變成中子星。
中子星的密度極大,每立方釐米重1億噸以上。中子星的密度大得超乎我們的想像。這是什麼概念呢?中子星的密度為什麼會這麼大呢?
我們知道,一般的物質都是由原子構成的。原子是由原子核和圍繞原子核的電子組成的。原子核是原子的核心部分。原子核非常的小。它的體積只佔原子體積的幾千億分之一。打個比方吧,如果把原子比作是一個足球場,那麼原子核就是足球場上的一粒沙子。也就是說原子的內部是非常的空曠的。
原子核雖然非常的小,但是它的質量卻非常的大。原子核的質量佔到了整個原子的99.96%。那麼中子星和原子核又有什麼關係呢?恆星在形成中子星後,它上面的物質都急劇地向核心收縮。巨大的壓力使得電子被壓縮到了原子核中。想像一下前面提到的原子核和電子之間的巨大空間,現在都被壓縮掉了。在中子星中原子核一個個的緊密地挨到了一起。電子和原子核中的質子中和變成了中子。
一個原子被壓縮到了原子核那麼大小。體積被壓縮了幾千億倍。想像一下中子星的密度是有多麼的大。
中子星的密度可以達到一立方釐米1億噸甚至是10億噸。這是什麼概念呢?和水比較一下,水的密度是1克/立方釐米。中子星物質密度是水密度的100萬億倍。地球上密度最大的物質是金屬鋨。它的密度是每立方釐米22.59克。中子星物質的密度是金屬鋨的4.4萬億倍。
太陽的質量是地球的66萬倍,體積是地球的130倍。如果將太陽壓縮成一個中子星,它的半徑僅有10公裡左右。此時地球的體積則是被壓縮後太陽的2.6億倍。然而如果把地球壓縮到中子星那種狀態的話,地球的半徑僅有22米。
現在朋友們對中子星的密度有所了解了吧。
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