中子星簡介
中子星（neutron star）是恒星演化到末期，經(jīng)由重力崩潰發(fā)生超新星爆炸之后，可能成為的少數(shù)終點(diǎn)之一，質(zhì)量沒有達(dá)到可以形成黑洞的恒星在壽命終結(jié)時塌縮形成的一種介于白矮星和黑洞之間的星體，其密度比地球上任何物質(zhì)密度大相當(dāng)多倍。
絕大多數(shù)的脈沖星都是中子星，但中子星不一定是脈沖星，有脈沖才算是脈沖星。
中子星的形成
中子星是除黑洞外密度最大的星體（根據(jù)最新的假說，在中子星和黑洞之間加入一種理論上的星體：夸克星），同黑洞一樣是20世紀(jì)激動人心的重大發(fā)現(xiàn)，為人類探索自然開辟了新的領(lǐng)域，而且對現(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響，成為上世紀(jì)60年代天文學(xué)的四大發(fā)現(xiàn)之一。中子星的密度為每立方厘米8×10的13次方克至2×10的15次方克之間也就是每立方厘米的質(zhì)量為8千萬到20億噸之巨！此密度也就是原子核的密度，是水的密度的一百萬億倍。對比起白矮星的幾十噸/立方厘米，后者似乎又不值一提了。如果把地球壓縮成這樣，地球的直徑將只有22米!事實(shí)上，中子星的密度是如此之大，半徑十公里的中子星的質(zhì)量就與太陽的質(zhì)量相當(dāng)了。
雙中子星系統(tǒng)是由兩顆雙星系統(tǒng)形成后，兩齒互相圍繞中子星旋轉(zhuǎn)，但是中子星的密度巨大，且其具有很強(qiáng)的磁場，在其磁極上，我們可以觀測到非常規(guī)律的電脈沖，我們把這種類型的中子星稱為脈沖星。中子星在旋轉(zhuǎn)過程中，由于表面不完全規(guī)則而會輻射引力波。在時間內(nèi)，電磁波和引力波的能量向外輻射，造成損失，并最終導(dǎo)致了雙中子星系統(tǒng)的合并，也就是GW17087事件。檢測到中子星合并是人類天體物理學(xué)的一個劃時代的發(fā)現(xiàn):
一、中子星碰撞是引力波的檢測第五次中最強(qiáng)的一個，和前四次不同的是，檢測到這種引力波，它是能“聽”到的引力波，也是引力波對應(yīng)的電磁鐵人類第一次檢測。其次，引力波與譜的結(jié)合是用來觀測中子星合并的。這些觀察也證實(shí)了理論家們的推測。中子星合并是宇宙中最重元素的來源。雙中子星系統(tǒng)幾乎沒有自轉(zhuǎn)，對于單個中子星來說，由于它的恒星角動量將集中在最核心的中子星上，所以單顆中子星的自轉(zhuǎn)速度非?？欤邪俜种畮卓梢赃_(dá)到光的速度。但中子 星在銀河系中的雙高梯度引力場是相互旋轉(zhuǎn)，其速度大大減慢的，要合并兩個的話，自轉(zhuǎn)幾乎可以忽略不計(jì) 。
二、中子星碰撞所產(chǎn)生的的引力波速度等于光的速度，這是廣義愛因斯坦相對論的證明。因此我們直接探測引力波和電磁波所對映的信號，我們可以看到， 引力波和經(jīng)過1億3000萬年后的光波相比，引力波在達(dá)到信號峰值時，會與電磁波信號合并，并且會在合并后1.7秒后到達(dá)地球，百分比誤差僅為0.00000000000004%。理論上，這應(yīng)該是完全一樣的，這1.7秒的延遲據(jù)理論推測是由電磁波傳播到中子星表面之間的延遲引起的。
解釋宇宙中的神秘元素的起源，科學(xué)家可以預(yù)測輕元素的恒星和超新星讓我們找到重元素的核反應(yīng)起源，在大爆炸理論的起源，天文學(xué)家在超新星遺跡沒有發(fā)現(xiàn)重元素，所以現(xiàn)在的話，相比鐵元素的起源，這再次成為一個謎。但是核物理學(xué)家認(rèn)為足夠形成重元素的條件，就是要使所謂的R過程必須在高中子密度環(huán)境中進(jìn)行。
--------中子星系統(tǒng)
引力波
引力波是 1916 年愛因斯坦建立廣義相對論后的預(yù)言。極端天體物理過程中引力場急劇變化，產(chǎn)生時空擾動并向外傳播，人們形象地稱之為“時空漣漪”。自從 2015 年 9 月 14 日 LIGO 首先發(fā)現(xiàn)雙黑洞并合產(chǎn)生的引力波事件（編號GW150914）以來，已經(jīng)探測到 4 例引力波事件，包括前不久 LIGO 和 Virgo 聯(lián)合探測------GW170814。
引力波的直接探測剛剛獲得了 2017 年度諾貝爾物理學(xué)獎。探測引力波電磁對應(yīng)體對研究引力波事件、宇宙學(xué)以及基礎(chǔ)物理具有不可替代的決定性作用，因此，人們普遍認(rèn)為這次同時發(fā)現(xiàn) GW170817 及其的電磁輻射是引力波研究的一個嶄新的里程碑。
通過對中子星合并事件（引力波產(chǎn)生條件之一）的觀測，可以得到以下信息突破點(diǎn)：
1.引力波的傳播速度等于光的速度。
2.人類首次探測到與電磁波相對應(yīng)的引力波 。
3.確定了相應(yīng)的重元素來源。
最新進(jìn)展的最令人興奮的部分是引力波天文學(xué)本身正處于起步階段，未來將有廣闊的想象力，使我們能夠自由探索。
編輯 李佳樂
審核 趙瑩瑩
