中子星解釋:原子如同山一般巨大。 | Kurzgesagt

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中子星是的宇宙中 最極端的事件之一。

他們就像個巨大的原子內核。

直徑區區數公里,卻密集無比、猛烈異常。

但如此這樣的東西,怎麼可能存在呢?

一顆恆星的活躍度主導於兩種力量的平衡:

其自身重力 與其核聚變反應的輻射壓力。

在恆星核心之中, 氫原子被融合成氦原子。

而氫原子在核心內逐漸耗盡。

如果恆星足夠龐大, 氦原子可融合成碳原子。

這些龐大的恆星核會逐漸像洋蔥般分層, 因為在越往星核內心,越重的原子核將聚變而成。

碳原子被融合成氖原子,遂聚變成氧,乃至矽。

最終,將聚變成鐵原子, 而鐵原子不能更進一步聚變反應。

當核聚變反應停止, 輻射壓力迅速下降。

而這恆星便不再平衡了,

且如果它的核心質量超過約1.4個太陽質量,

災難性的崩潰將會發生。

核心外部將以近達70,000公里/秒速度的 向核心內部崩塌

此時,只有原子內部的基本相互作用 在抗衡引力塌缩

電子的量子力學斥力被克服, 並與質子融合成中子

壓縮得如原子核般密集

此時恆星的外層將在 劇烈的超新星爆炸中被彈射到太空

所以,我們有了一個中子星

其質量介於太陽的1至3倍,

但卻被壓縮到約25公里寬的物質!

這個小球含有約地球50萬倍的質量

卻只有曼哈頓般大的直徑。

中子星是如此地密集

一立方厘米的中子星 於邊長700米的鐵塊的質量相同。

那是大約有十億噸, 這好比把珠峰壓縮成糖粒子般小

中子星的引力也是相當的驚人!

如果你從其表面上1米高處降落物體

該物體將於一微秒內降落地面, 期間會加速到每小時720萬公里。

其表面平滑無比, 只有最多5毫米的落差

但卻擁有超薄超熱的 電漿“大”氣層

表面溫度約100萬凱爾文

而我們的太陽相比較下只有5800凱爾文

讓我們來看看這顆中子星內部吧!

它的外殼極其堅硬

很有可能由一層鐵原子的核晶格 與流經它們的電子海洋所組成

越接近核心,中子越密集,質子越罕見

直到只有密度極高且難以分辨的中子

中子星的核心非常非常地怪異

我們不知道它們準確的性質, 但我們最接近真相的猜測是

超流體中子簡並的物質

或某種形式的超密夸克物質 亦被稱為夸克 - 膠子漿(俗稱夸克湯)

此物不能以常理視之

而也只能於如此極端環境下存在

在許多方面,中子星的性質與一個巨大的原子芯相似

最重要的區別

在於原子核核心心是通過強相互作用維持組成 而中子星是通過重力維持組成

如果還是覺得不夠極端的話

讓我們來看看其他屬性

中子星旋轉地非常快, 年輕的可每秒自轉數次

如果附近有倒霉的恆星餵食中子星,

它的自轉速度可達每秒數百轉

就像PSRJ1748-2446ad

它以約每小時2.52億公里的速度旋轉 (24%光速)

如此轉速導致這顆中子星的形狀比較奇怪

我們稱之為脈衝星, 因為它們會發射強烈的無線電信號

而中子星的磁場比地球的磁場 強達大致8萬億倍

其磁場強大,足以讓進入其領域的 原子彎曲

好吧,我覺得我們都把重點交代好了

中子星是其中最極端的,

但也有是宇宙中最酷的物體

希望我們有一天能派遣太空船 更詳細地了解它們

同時拍攝一些好看的圖片!

但我們不能離得太靠近!