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中子星,又名波霎、脈衝星,是恆星演化到末期,經由重力崩潰發生超新星爆炸之後,可能成為的少數終點之一。恆星在核心的氫於核融合反應中耗盡,完全轉變成鐵時便無法從核融合中獲得能量。失去熱輻射壓力支撐的外圍物質受重力牽引會急速向核心墜落,有可能導致外殼的動能轉化為熱能向外爆發產生超新星爆炸,或者根據局恆星質量的不同,整個恆星被壓縮成白矮星、中子星以至黑洞。白矮星被壓縮成中子星的過程中恆星遭受劇烈的壓縮使其組成物質中的電子併入質子轉化成中子,直徑大約只有十餘公里,但上頭一立方厘米的物質便可重達十億噸,且旋轉速度極快,而由於其磁軸和自轉軸並不重合,磁場旋轉時所產生的無線電波可能會以一明一滅的方式傳到地球,有如人眨眼,故又譯作波霎。
一顆典型的中子星質量介於太陽質量的1.35到2.1倍,半徑則在10至20公里之間(質量越大半徑收縮得越小),也就是太陽半徑的30,000至70,000分之一。因此,中子星的|8×1013 to 2×1015 g/cm³,大約是原子核的密度。緻密恆星的質量低於1.44倍太陽質量,則可能是白矮星;但大於奧本海默-沃爾可夫極限(5倍太陽質量)的恆星發生重力崩潰,則無可避免的將產生黑洞。
由於中子星保留了母恆星大部分的角動量,但半徑只是母恆星極微小的量,轉動慣量的減少導致了轉速迅速的增加,產生非常高的自轉速率,周期從700分之一秒到30秒都有。中子星的高密度也使他有強大的表面重力,強度是地球的 2×1011 到 3×1012 倍。逃逸速度是將物體由重力場移動至無窮遠的距離所需要的速度,是測量重力的一項指標。一顆中子星的逃逸速度大約在10,000至150,000公里/秒之間,也就是可以大道光速的一半。換言之,物體落至中子星表面的速度也將達到150,000公里/秒。更具體的說明,如果一個普通體重(70公斤)的人遇到了中子星,他撞擊到中子星表面的能量將相當於二億噸核爆的威力(四倍於全球最巨大的核彈大沙皇的威力) 。
還有另外一種中子星,稱作磁星。磁星具有大約 1011 特斯拉的磁場,大約是普通中子星的 1000 倍。這足以在月球軌道的一半距離上擦除地球上的一張信用卡。作為對比,地球的自然磁場是大約 6×10-5 特斯拉;一小塊釹稀土磁鐵的磁場大約是1特斯拉;多數用於數據存儲的磁介質可以被 10-3 特斯拉的磁場擦除。
磁星有時會產生X射線脈衝。大約每10年,銀河系中就會有某一顆磁星爆發出很強的伽馬射線。磁星有比較長的自轉周期,一般為 5 到 12 秒,因為它們的強磁場會使得自轉速度減慢。
中子星由核子構成,具有原子核的某些包括密度在內的性質。因此,在流行的科學文獻中,中子星有時被稱為巨型原子核。然而在其他方面,中子星和真正的原子核是很不一樣的。例如,原子核是靠強相互作用結合在一起,而中子星是靠引力相互作用結合在一起。一般來說,把它們看作天體會更有用一些。
2007-03-11 21:26:08 補充:
真的非常感謝發問者評價!!!