在宇宙中，有一種詭異的天體，叫致密星。顧名思義，它們就是密度極高的天體。
致密星包含三種，按照密度從小到大排列，依次是白矮星，中子星和黑洞。其中，白矮星1立方厘米重達幾噸，中子星1立方厘米重達數(shù)億噸，黑洞由于沒有體積，更是有著無限大的密度。關于黑洞的奇點內是怎樣的世界，科學家目前完全無法解釋。至于中子星內部，同樣是一個謎團。
根據(jù)目前的研究，當一顆質量在太陽8~30倍之間的大質量恒星死亡之后，就會將外殼的物質吹散，內核則會坍縮成一顆中子星。原本恒星核心處的電子在恐怖的壓力下被壓進質子內部，結合成為中子，所以稱之為中子星。中子星的質量可以達到太陽的1.44~2.3倍，但直徑僅有20公里，可見密度有多么驚人。
不過，中子星內部未必只有中子。有科學家認為，這里的密度過高，以至于原子核被擠壓成面條的形狀。還有科學家認為，這里已經(jīng)不可能允許原子核存在，中子也會被壓垮，只有亞原子粒子——夸克存在，也就是所謂的夸克湯。
兩批科學家在這個問題上爭論不已，誰也說服不了對方。最近，德國歌德大學的Luciano Rezzolla領導的理論物理學家團隊在《天體物理學雜志通訊》發(fā)表了兩篇文章，介紹他們的最新成果。他們將理論核物理學和天體物理學相結合，建立了一套極其復雜的狀態(tài)方程，包含了特定系統(tǒng)的壓力、溫度和體積等情況，對中子星內部結構進行了分析。
我們知道，如果想要了解地球這樣的行星的內部結構，或者恒星的內部結構，科學家通常會利用聲波在天體內的傳播變化來進行分析。同樣的，在本次研究中，科學家也利用了中子星內的聲速進行了模擬。
研究人員發(fā)現(xiàn)，中子星可以分為兩類，分別是低質量的中子星和高質量的中子星，二者之間的邊界就是1.7倍太陽質量。其中，低質量中子星擁有相對柔軟的中子態(tài)星幔和更硬的中子態(tài)星核；高質量中子星恰恰相反，中子態(tài)星幔比較堅硬，而中子態(tài)星核卻相對柔軟。
Rezzolla做了個比喻：低質量中子星就像是有榛果巧克力，核心是堅硬的榛子，外面包裹著柔軟度巧克力；而高質量中子星就像是在堅硬的外殼內包裹著軟餡的巧克力。
這樣的結果不僅符合此前關于中子星內部的面條狀原子核和夸克湯的理論，而且也能解釋為何中子星不論質量多大、直徑都保持在20公里左右的現(xiàn)象。
未來，科學家們需要利用更多的觀測數(shù)據(jù)對這個理論進行驗證。就比如2020年的時候，天文學家通過兩顆中子星碰撞時產(chǎn)生的引力波對其內部進行了分析。如果能夠觀測到更多類似的現(xiàn)象，或許天文學家就能完全了解這種神秘天體的內部結構了。
