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  • 1 # 使用者5616044793490

    說到中子星,就不得不說恆星演化。

    恆星通常是從星雲的氣體和塵埃塔索中誕生,經過百萬千萬年,達到平衡狀態。之後大部分的生命裡,恆星都在以核聚變的方式,將氫聚變成氦產生能量。這個過程會使得恆星體積增大,最終經過次巨星,直到紅巨星。持續時間長短不一,例如太陽,一百億年。

    恆星質量與壽命:

    可見質量越大壽命越短。

    恆星的能源來自於核聚變。在漫長的主序星階段(大約恆星壽命中90%的時間),氫聚變成氦,當氫耗盡,恆星變得不再穩定,這時引力大於壓力,核心變熱,體積變小,溫度升高,開始新的聚變反應。但外層卻向外膨脹,並且逐漸冷卻。恆星的顏色因外層溫度降低而變紅,是為紅巨星。

    核心溫度升高到足夠高時,將引發氦核聚變為碳核,繼而捕獲別的氦核形成氧核的熱核反應過程。核心內的氦原子核發生聚變反應而提供一定的能量,使壓力和引力達到新的平衡並停止收縮。當氦全部變成碳和氧以後,恆星繼續收縮,溫度再次升高,溫度足夠高時,碳聚變為氖和鎂,氧燃燒為矽和硫,最後聚變為鐵,這時恆星能量消耗殆盡。

    恆星演化到末期時,根據它在生命期的質量,殘骸可能是白矮星和黑矮星,或中子星,或黑洞。

    質量小的平靜,質量大的爆發。

    恆星塌縮的結果是體積變小,密度增加。質量較小的恆星演化為白矮星,依靠泡利不相容原理產生的電子簡併壓強來抵抗引力。太陽質量的白矮星體積約10^4km。而根據泡利不相容原理,電子之間的泡利斥力可以抵擋質量小於1.4個太陽質量的重力,但當質量大於1.4個太陽質量,恆星將不能維持白矮星的平衡狀態,會繼續塌縮下去。1.4個太陽質量即錢德拉塞卡極限。

    大質量的主序星在演變成(超)紅巨星之後,內部聚變為鐵核,鐵核越來越大,僅靠原子間的電子斥力已不能支撐它自身的重量.這時,鐵核將進入白矮星狀態,電子的泡利斥力抗衡萬有引力。

    當鐵核質量超過錢德拉塞卡極限時,中心區域的物質被壓縮到其密度達到10^9kg/cm3,大部分電子將在幾分之一秒的時間內,被擠進鐵的原子核中,與核中的質子合成中子,原子核解體。由於星體物質失去簡併電子壓力的支撐,因而物質向中心下落過程完全處於自由落下狀態,這種白矮星的坍縮比恆星坍縮更加猛烈,星核的密度急劇上升,所有中子被緊緊壓縮在一起,塌縮迅速停止,中心形成一個主要由中子構成的超大原子核,靠泡利不相容原理產生的簡併中子壓強來支撐自己。

    中子星也有一個質量上限,奧本海默極限,大約3-4個太陽質量,超過這一極限的中子星會不穩定,進一步塌縮形成黑洞。

    推測的中子星核心結構圖

    此時恆星外層塌縮至核心中子態外層堅硬的核心心上,因而在核心心外不遠處立即產生一個很強的向外行進的反彈激波,與塌縮自由下落的巨大動能一起,產生爆炸,摧毀外核心的全部鐵核,將整個星幔和大氣層丟擲,形成超新星的爆發(超新星爆發機制眾多,這僅是其中一種)。

    恆星塌縮成中子星時。半徑極大縮小,但角動量守恆,所以中子星旋轉極快.中子星的磁軸與自轉軸一般不重合,視窗射出的輻射就像探照燈的光柱一樣在宇宙中掃描,每掃過一次地球,我們就收到一個脈衝。故又稱作脈衝星。現已觀察到質量為1.86個太陽大小的中子星,半徑是9.2km。

    就醬。

    最後PO一個美麗的蟹狀星雲,位於Taurus內,它的內部是一顆年輕的中子星。公元1054年超新星爆發時,中國曾有記錄,《宋史·天文志》記載:至和元年五月己丑,出天關東南可數寸,歲餘稍沒。《宋史·仁宗本紀》記載:祐元年三月辛未,司天監言:自至和元年五月,客星晨出東方,守天關,至是沒。

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