中子星是大型恒星坍塌產(chǎn)生的星體,它的的質(zhì)量是限制在一個(gè)范圍內(nèi),超過(guò)了這個(gè)范圍,就不能形成中子星。一般來(lái)講,中子星的質(zhì)量在太陽(yáng)質(zhì)量的1.4倍到2.1倍之間,恒星坍塌后的質(zhì)量低于這個(gè)范圍就可能形成白矮星,而高于這個(gè)范圍就會(huì)形成黑洞。
中子星號(hào)稱宇宙中密度第二大的星體,雖然比不上黑洞,但是中子星也是宇宙一個(gè)相當(dāng)厲害的存在了。中子星上的物質(zhì)密度平均為 8 x 10^11 千克每立方厘米,這個(gè)密度是什么概念?我們可以做一個(gè)比較,如果把地球壓縮成中子星的密度,那么地球的直徑就僅僅只有22米左右。
極高的質(zhì)量以及密度,造就了中子星高溫、高壓的環(huán)境以及強(qiáng)大的磁場(chǎng),同時(shí)也使中子星的引力特別的強(qiáng)大,研究顯示,中子星的逃逸速度最高可達(dá)到每秒150000公里,也就是光速的一半!
換個(gè)角度來(lái)講,就是中子星的引力最高可以將一個(gè)物體的速度加速到光速的一半,一個(gè)70公斤左右的物體(大約為一個(gè)成年人的重量),如果以這種速度撞擊中子星表面,將會(huì)產(chǎn)生超過(guò)兩億噸TNT當(dāng)量的能量,這比地球上最大的核彈--沙皇還要高4倍威力!
那如果將這個(gè)撞上中子星的物體換成質(zhì)量更大的會(huì)怎么樣呢,比如說(shuō)……另一顆中子星?“兩個(gè)中子星相撞,然后合并在一起”這種事情并不是隨便亂猜的,雖然中子星比較罕見(jiàn),但廣闊的宇宙中其數(shù)量還是比較多的,在某些特殊的情況下,就會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)中子星異常靠近的現(xiàn)象。
當(dāng)兩個(gè)中子星互相靠近的時(shí)候,它們不會(huì)像磁鐵一樣“啪”的一聲就吸在了一起(除非它們的運(yùn)動(dòng)方向是筆直的沖向?qū)Ψ剑?。通常情況下,兩個(gè)中子星會(huì)在彼此引力的作用下,以很高的速度互相圍繞,在這個(gè)過(guò)程中會(huì)它們會(huì)攪動(dòng)時(shí)空,造成大量的引力波,這些引力波會(huì)逐漸的消耗它們的動(dòng)能,使它們的運(yùn)行軌道越來(lái)越近,并最終撞在一起。
兩顆質(zhì)量極大的中子星合并的時(shí)候,會(huì)出現(xiàn)什么樣的情況呢,下面我們就來(lái)看一看。
首先就是產(chǎn)生巨量的引力波,在碰撞前后的短時(shí)間內(nèi),其產(chǎn)生的引力波可以使離它們上億光年的探測(cè)器都可以接收到,比如說(shuō)2017年10月16日三大天文臺(tái)LIGO、ESO、VIRGO同時(shí)宣布,他們首次發(fā)現(xiàn)了中子星合并產(chǎn)生的引力波(在這之前發(fā)現(xiàn)的引力波都是黑洞產(chǎn)生的)。
在難以形容的劇烈碰撞中,大量的物質(zhì)被拋出,由于失去了引力的束縛,這些原來(lái)是致密態(tài)的物質(zhì)有很大部分會(huì)衰變成質(zhì)子、電子以及中微子,然后又聚變成一些輕的元素,同時(shí)它們又與中子合成金、銀、钚、鈾等等重元素,這些重元素又會(huì)發(fā)生裂變,在一片混亂中,核聚變和核裂變同時(shí)上演,并釋放出大量的能量。這些能量會(huì)將這些爆炸產(chǎn)生碎片加熱到幾千到上萬(wàn)攝氏度的高溫,向宇宙中輻射出大量的射線(包括紅外線、紫外線、可見(jiàn)光等)。
一般來(lái)講,這些射線暴會(huì)持續(xù)一天的時(shí)候,其可見(jiàn)光的亮度為一般新星(剛誕生的恒星)的亮度的一千倍左右,因此科學(xué)家親切的稱之為“千新星”。
兩顆中子星碰撞過(guò)后,根據(jù)它們合并的質(zhì)量,會(huì)出現(xiàn)不同的結(jié)局。如上文所述,中子星的質(zhì)量不能超過(guò)太陽(yáng)質(zhì)量的2.1倍,如果它們合并的質(zhì)量超出了這個(gè)范圍,那么就不可避免的會(huì)成為一個(gè)新的黑洞,如果在這個(gè)范圍內(nèi),它們就合并成了一顆更大質(zhì)量的中子星。當(dāng)然,如果它們也可能會(huì)被撞成碎片,但這種可能性是非常非常低的。
好了,今天我們就先講到這里,歡迎大家關(guān)注我們,我們下次再見(jiàn)`
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