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中子星是依靠简并中子的压力与引力相平衡的致密星,是恒星演化到末期,经由引力坍缩发生超新星爆炸之后,可能成为的少数终点之一。


IP属地:广东1楼2013-03-02 23:24回复
    中子星的诞生:
    超过10倍太阳质量的大质量恒星演化得极快,只要几百万年就会消耗完所有的氢,其后是氦聚变成碳,不久后碳原子核又转化为更重的原子核,所有这些核聚变都放出能量,但是这些过程的产能程度一个不如一个,一个比一个更快地推进以维持恒星的辐射功率不减。
    然而,当核聚变到铁原子核时就停产了。因为铁无论是核聚变,还是核裂变,非但不会产生能量,相反还有消耗能量。就是说恒星无法从铁提取核能。
    当恒星元素聚变进行到中心区成为气态铁组成的一个球体时,铁原子核就会捕获气体中来回飞驰的电子,铁球就收缩。这是因为万有引力和气体压力本来相互平衡,电子是形成气体压力的主因。当电子被捕消失在原子核中时,万有引力就会占上风,直到恒星中心区的气态铁球终于崩陷塌缩。它一直塌缩,直到在极高密度条件下各种基本粒子充分挤压,所有的质子和电子都合并成中子。这时候,恒星内部的高密度气态铁球变成中子星。
    这个塌缩过程释放出惊人的能量把恒星外壳物质以巨大的速度抛向太空,这就是超新星爆发。当所有物质都飞散后,原来恒星所处的位置只留下一颗中子星。


    IP属地:广东2楼2013-03-02 23:25
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      2025-06-08 06:00:09
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      简并态是一种高密度的物质状态,因此,由简并态中子所构成的中子星具有极高的密度,其密度已经达到1亿吨每立方厘米。同时,物体磁场密度跟物体密度成正相关,就是说物体密度越高,其磁场密度就越大,磁场就越强。因此,中子星具有很强的磁场。


      IP属地:广东3楼2013-03-02 23:26
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        中子星的辐射机制:
        中子星是一种体积很小(半径为10-20公里)、密度很高(1亿吨/立方厘米)的极端天体。而能够形成中子星的恒星质量很大(10倍太阳质量),根据角动量守恒定律,质量越小,角速度越大。因此,中子星具有很高的自转速度,最快的几乎达到700转/秒。
        由于中子星的密度很高,其磁场和引力也很强。中子星表面的逃逸速度达到光速的一半。强大的磁场和引力将中子星自身的辐射扭曲,并束缚起来,沿着中子星磁轴的指向上的两个锥状区域发射出去。由于中子星的磁轴跟自转轴不重合,中子星在高速自转,其磁场也跟着旋转,两个辐射锥也在旋转。看起来就像个灯塔一样。这种现象就叫做灯塔效应。
        由于中子星的电磁波辐射只从辐射锥发射,因此其磁轴以为的部分都不发光。中子星所辐射出来的电磁波主要是无线电波、紫外线、X射线和伽玛射线,也有一些中子星可以辐射所有波段的电磁波。
        中子星的辐射能量是依靠其自身的高速自转(角动量)来维持的。当中子星步入老年,自转速度将会降低,辐射强度也会减弱,辐射量减少。当中子星不再自转时,辐射也会随之消失。而中子星也会变成一颗黑矮星(但其密度依然比白矮星演变成的黑矮星要高)。
        由于中子星的辐射具有灯塔效应,远处收到的是一明一暗的间歇信号,跟脉冲信号很类似,因此人们把能发射辐射的中子星叫做脉冲星。但事实上,中子星所辐射的光是连续稳定的,只是方向不定地改变。


        IP属地:广东4楼2013-03-02 23:27
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          中子星的星震:
          中子星自身有种增加自己转速的现象,称为频率突增。它在几天里使中子星(脉冲星)的自转周期减小十万分之一秒,即自转速度增加。但这种现象在一个月后,由于磁制动导致的自然减慢,中子星有恢复到突增前的自转速度。
          这种频率突增现象能用由不稳定性所导致的、影响中子星外壳并急剧改变其转动惯量的星震模型来解释。一个快速旋转的中子星,其两极处稍微变平,赤道上会稍微张大,随着时间的增长,这种变形所引起的表面张力会变得非常大,表面就会被撕裂,以实现再调整。裂缝虽只有更毫米量级,释放出的能量却大得惊人:中子星的震动可达里氏25级,而地球上的最剧烈的地震也未超过8.9级。
          当然还有其它解释,例如中子星深层的湍流运动、中子星核心的相变(从液态变成固体)等都会迫使中子星外壳重新调整。


          IP属地:广东5楼2013-03-02 23:27
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            脉冲星哥尔德模型:
            中子星有两个极轴,一个旋转轴和一个磁轴。而这两个轴的指向完全不同。转动着的星体大气中有一群带电粒子(电子)。当星体旋转时,大气层被星体的强大引力带动一起旋转。大气层外部的电子运动得非常快,速度可能达到光速。对一个每秒旋转一周的脉冲星,在离自转轴50000千米就会达到一个极限。这样快的电子在磁场中辐射电磁波。这种辐射成很细的一束,好像转动扫射的探照灯光。


            IP属地:广东6楼2013-03-02 23:28
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              X射线脉冲星:
              X射线脉冲星其实是一个包含中子星的双星系统,也叫双星X射线源。
              双星源X射线辐射机制:有单个恒星周围那些引力场相等值的点组成的等势面,都是以恒星为中心的球面。双星系统的等势面要复杂得多,其中有一个是两颗子星的引力想抵消的面,形状像阿拉伯数字8,每个圈都包围着一颗星。这个等势面被称为洛希瓣。中子星可看作洛希瓣里的点源,而另一个非塌缩星就可以占领它的瓣的大部分,如果是红巨星还会超出它的瓣。非塌缩星很容易丢失物质,主要是在两个瓣相连接的点上丢失。气体物质从一个瓣进入另一个后,就处在中子星的控制下。
              中子星在快速自转且具有很强的磁场,磁轴相对于自转轴有偏斜。来自伴星的气体不会直接落向中子星,而是被离心力拖曳而作缓慢螺旋形运动,形成一个吸积盘。在磁场能量开始超过气体转动能的地方,吸积盘被破坏,盘中物质沿磁力线落向中子星的磁极。当气体对中子星的铁原子链固态外壳撞击时就会激发出X射线。
              在X射线脉冲星内,每秒种有1万亿吨的气体落到中子星的磁极上,磁极区的直径为1公里,被加热到1亿度的高温,发射出的X射线光度比太阳在所有波段的总光度大1万倍。


              IP属地:广东7楼2013-03-02 23:29
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                中子星的质量为1.5-2倍太阳质量。而中子星的前身一般是质量为10倍太阳的大质量恒星。天体自转遵循角动量守恒定律。天体的角动量等于质量、半径平方和角速度的乘积。假设中子星继承了其前身大部分的角动量,但质量从10倍太阳质量减少到1.5-2倍太阳质量,半径则从7倍太阳半径(太阳半径约为69万公里)缩小到10-20公里,那它的自转速度将成几何级数增加。


                IP属地:广东8楼2013-03-02 23:29
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                  2025-06-08 05:54:09
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                  中子星


                  IP属地:广东9楼2013-03-02 23:30
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                    中子星性质:
                    1、大小
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                    2、密度
                    密度大得惊人。密度一般用1立方厘米有多少克来表示,水的密度是每立方厘米重1克,铁是7.9克,汞是13.6克。如果我们从脉冲星上面取下1立方厘米物质,称一下,它可重1亿吨以上、甚至达到10亿吨。
                    3、温度
                    温度高得惊人。中子星的表面温度就可以达到457632度,中心还要高数1000倍,譬如说达到60亿度。形成的第一天,它的冷却是经过所谓的乌卡(URCA)过程,内部的温度降到1亿K时,乌卡过程就停止了,其它的中微子过程继续主导冷却。1000年后冷却由光辐射主导。此后大约1万年的时间里,表面温度一直维持在100万K左右。
                    4、压强
                    压强大得惊人。脉冲星的中心压强可以达到个大气压,比地心压强强倍,比太阳中心强倍。
                    5、磁场
                    特别强的磁场。而大多数脉冲星表面极区的磁场强度就高达10000亿高斯,甚至20万亿高斯。
                    6、能量辐射
                    中子星的能量辐射是太阳的100万倍,约为瓦特。按照世界上的用电情况.它在一秒钟内辐射的总能量若全部转化为电能,就够我们地球用上几十亿年。
                    7、结构
                    从中子星表面到中心,密度从通常的铁晶体密度很快增加到g/。中子星外部有一层等离子体,表面以内是固体外壳,主要由铁原子核的晶格点阵和简并自由电子气构成,密度为。从外向内密度逐渐增加,高到迫使电子同核内质子结合成一系列富含中子的原子核,接着过渡到内核,开始有自由中子出现,这个过程称为中子漏。外壳和内壳都是固态的,总厚度大约为1km。内壳以内是核区,当密度增加到时,原子核就完全离解消失,中子星物质变成杂有少量电子,质子的连续中子流体。


                    IP属地:广东10楼2014-06-30 15:59
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                      中子星结构图


                      IP属地:广东12楼2016-05-30 17:01
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                        黑中子星:中子星冷却后的不能发光发热的天体。
                        中子星形成后其表面温度至少达到1000万度(表面呈现白色),中心温度更可能高达数十亿度,但由于中子星本身无法产生核能,所以它因损失能量将逐步冷却,最后冷却到无法辐射光线的程度,形成黑中子星。
                        黑中子星都是理论上预言的天体,形成它们的时间可能需要数百亿年甚至上千亿年,由于宇宙的年龄只有138亿年,所以当前的宇宙可能尚无一颗黑中子星诞生。


                        IP属地:广东14楼2017-06-09 09:24
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                          巨新星(千新星)——双中子星并合时向外抛射的物质会通过快中子过程形成金、银等重元素,并形成光学和近红外辐射,这些辐射现象比超新星的亮度暗100倍,但比普通新星亮1000倍,被称为巨新星或千新星。



                          IP属地:广东15楼2017-10-17 15:36
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                            三星系统,其中一个是中子星


                            IP属地:广东16楼2018-09-03 09:52
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                              2025-06-08 05:48:09
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                              中子星磁场产生的原因的不同观点:
                              1、粒子自旋产生磁场
                              2、带电夸克产生磁矩
                              3、中子星内部依然存在自由电子
                              4、中子星的平动和自旋过程中产生碰撞出现电离现象


                              IP属地:广东17楼2018-09-29 19:07
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