你了解中子星内部结构吗？一起来探秘中子星内部

你了解中子星内部结构吗？一起来探秘中子星内部

相信大多数科学爱好者都听说过中子星，而且对其有一定的了解。中子星（neutron star）是除黑洞外密度最大的星体，恒星演化到末期，经由重力崩溃发生超新星爆炸之后，可能成为的少数终点之一，质量没有达到可以形成黑洞的恒星在寿命终结时塌缩形成的一种介于白矮星和黑洞之间的星体，其密度比地球上任何物质密度大相当多倍。

中子星的内部

因为白矮星被压缩成中子星的过程中恒星遭受剧烈的压缩使其组成物质中的电子并入质子转化成中子，直径大约只有十余公里，所以常有人认为中子星就是一个巨大的原子核。但是不同的是，中子星依靠引力来维持，而原子核则是依靠核力来维持。

因为中子星的质量较大，所以引力可以消除其表面所有不规则的部分，把物质固定在非常小的部位中。中子星上最高的山峰只有几厘米高，所有导致脉冲星电磁辐射的现象都发生在一个温度高达1000万摄氏度的薄薄外层上。

早在上世纪三十年代，天体物理学家就已预测到中子星这种“诡物”的存在，并已掌握关于它的大量信息。但是，直至今日，关于中子星内部究竟是什么结构，没人能给出确切答案。

截至目前，对其内部结构的研究主要通过一些理论模型来完成。天体物理学家借助某一特定的架构，类比了中子星的内部结构，也就是所说的意大利面结构。

但是小编今天主要想介绍中子星的另一种结构的假说。该假说认为：

中子星星体由一层1千米厚的铁壳包围，铁原子核组成的固体晶格沉浸在简并电子海里，密度由外向内从每立方米1吨增加至40万吨，所以中子星内部及其致密。在中子星内部，中子在距离铁核大约5千米的深处的地方才能真正逃脱，质子簇团则在简并电子海中漂浮。

再往内深入，中子才成为中子星的最重要的成分，这也是中子星命名的原因之一。巨大的压力使晶体结构熔解成一种被称为“0号元素”（neutronium）的物质，这种物质由质子、中子及电子组成。它很可能是超流体（一种具有奇特性质的流体），完全没有黏性。

黏性的存在会消除液体中的不规则性，黏度越大越难搅起漩涡。比如，水的黏性比浆糊小，较容易搅起漩涡，超流体里的一个漩涡却能维持数月之久。在实验室中将氦冷却到接近绝对零度，就可以得到超流体。

致密物质的奥秘

在中子星的核心，存在着密度超过每立方米10亿吨的高密度物质，而我们至今对这些高密度物质的组成和状态尚不清楚，甚至可以说是一无所知。但是，我们可以大胆地进行揣测，诸如：固体中子晶格、π介子或K介子凝聚态等。

由于在实验室中完全无法模拟中子星的温度、密度、压强和磁场等极端条件，中子星内部结构的探究为核物理学、原子物理学、等离子体物理学、相对论和电动力学等现代物理科学展开了新视野。其中，我们看到，若想描述中子星内部，就必须将现有的实验物理学知识加以外推，因为我们仍未掌握高密度物质的奥秘，对致密物质的状态方程还知之甚少。

但是，它应该被限制在两个极端情况之间：一个是“自由气体”，其中的粒子不受任何力；另一个是“硬态”，即物质具有最大刚性的状态，其中声速等于光速。一切物质的形式的所有允许状态都处在这两个极端之间，但当涉及到中子星时，人们对基本粒子间强相互作用知之甚少，只能依靠现有的物理知识，在极端之间所知的众多可能性中作出选择。

小编相信，随着现代物理学的发展，中子星的谜题将逐渐被解开。

对于中子星内部，你了解更深入了吗？快来评论区说说你的看法！喜欢小编的话，就关注一下，小编会时常更新物理知识！

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