為什麼中子星有磁場?

2007-12-27 2:59 am
為什麼中子星有磁場?
中子星既然是由中子所組成,理應不帶電荷,為什麼會產生巨大的磁場?

回答 (2)

2007-12-28 8:28 pm
✔ 最佳答案
首先,中子星並不只是由中子組成,中子星的最外層主要是普通的原子核及電子,中子星越內部的地方,壓力越大,電子被擠壓到原子核,形成了自由中子,這現象叫做「neutron drip」,直到中子星的核心,才是主要由中子組成。

再者,就算是不帶電荷的中子,都有 magnetic dipole moment ,都可以產生磁場,這是因為中子並不是基本粒子,它是由帶電荷的夸克組成(1 up quark + 2 down quarks),夸克在中子內的運動可以令中子帶有磁場。情況就像一塊磁鐵,鐵原子本身是中性,不帶電荷,但是組成鐵原子的電子及核子是帶有電荷,鐵原子裏的電子的運動便令到磁鐵產生磁場。

有關中子星的結構,可參考:
http://en.wikipedia.org/wiki/Neutron_star
有關中子的 magnetic dipole moment,可參考:
http://en.wikipedia.org/wiki/Anomalous_magnetic_dipole_moment
2007-12-27 6:47 pm
中子星的模型中子星,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。[1] 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) [2]
參考: me


收錄日期: 2021-04-13 14:48:30
原文連結 [永久失效]:
https://hk.answers.yahoo.com/question/index?qid=20071226000051KK03356

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