中子星是宇宙中最奇特的天体之一，中子星是宇宙中并不常见的一种天体，也是深深吸引着天文学家的天体，中子星是20世纪让人们激动人心的一个重大发现，同时也为人类去探索自然所开辟了一个新的领域，而且对现代物理学当中的发展产生了相当深远的一定影响。下面就随奇文网带您去看看：中子星有哪些特征?中子星研究的价值有哪些?

中子星的起源

同白矮星一样，中子星是处于演化后期的恒星，它也是在老年恒星的中心形成的。只不过能够形成中子星的恒星，其质量更大罢了。根据科学家的计算，当老年恒星的质量为太阳质量的约8~2、30倍时，它就有可能最后变为一颗中子星，而质量小于8个太阳的恒星往往只能变化为一颗白矮星。但是，中子星与白矮星的区别，不只是生成它们的恒星质量不同。它们的物质存在状态是完全不同的。简单地说，白矮星的密度虽然大，但还在正常物质结构能达到的最大密度范围内：电子还是电子，原子核还是原子核，原子结构完整。

中子星起源

而在中子星里，压力是如此之大，白矮星中的电子简并压再也承受不起了：电子被压缩到原子核中，同质子中和为中子，使原子变得仅由中子组成，中子简并压支撑住了中子星，阻止它进一步压缩。而整个中子星就是由这样的原子核紧挨在一起形成的。可以这样说，中子星就是一个巨大的原子核。中子星的密度就是原子核的密度。中子星的质量非常大以至于巨大的引力让光线都是呈抛物线挣脱。在形成的过程方面，中子星同白矮星是非常类似的。

当恒星外壳向外膨胀时，它的核受反作用力而收缩。核在巨大的压力和由此产生的高温下发生一系列复杂的物理变化，最后形成一颗中子星内核。而整个恒星将以一次极为壮观的爆炸来了结自己的生命。这就是天文学中著名的“超新星爆发”。中子星，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。恒星在核心的氢、氦、碳等元素于核聚变反应中耗尽，当它们最终转变成铁元素时便无法从核聚变中获得能量。

失去热辐射压力支撑的外围物质受重力牵引会急速向核心坠落，有可能导致外壳的动能转化为热能向外爆发产生超新星爆炸，或者根据恒星质量的不同，恒星的内部区域被压缩成白矮星、中子星以至黑洞。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，但上头一立方厘米的物质便可重达十亿吨，且旋转速度极快，而由于其磁轴和自转轴并不重合，磁场旋转时所产生的无线电波等各种辐射可能会以一明一灭的方式传到地球，有如人眨眼，故又称作脉冲星。

宇宙中少见的中子星

一颗典型的中子星质量介于太阳质量的1.35到2.1倍，半径则在10至20公里之间(质量越大半径收缩得越大)，也就是太阳半径的30,000至70,000分之一。因此，中子星的密度在每立方厘米 克至 克间，此密度大约是原子核的密度。 致密恒星的质量低于1.44倍太阳质量，则可能是白矮星，但质量大于奥本海默-沃尔可夫极限(3.2倍太阳质量)的恒星会继续发生引力坍缩，则无可避免的将产生黑洞。由于中子星保留了母恒星大部分的角动量，但半径只是母恒星极微小的量，转动惯量的减少导致了转速迅速的增加，产生非常高的自转速率，周期从毫秒脉冲星的700分之一秒到30秒都有。

中子星的高密度也使它有强大的表面重力，强度是地球的 到 倍。逃逸速度是将物体由重力场移动至无穷远的距离所需要的速度，是测量重力的一项指标。一颗中子星的逃逸速度大约在10,000至150,000公里/秒之间，也就是可以达到光速的一半。换言之，物体落至中子星表面的最大速度将达到150,000公里/秒。更具体的说明，如果一个普通体重(70公斤)的人遇到了中子星，他撞击到中子星表面的能量将相当于二亿吨核爆的威力(四倍于全球最巨大的核弹大沙皇的威力)，当然这仅仅是假设，真要是这样的话，这个人在越来越接近中子星的时候，会被强大的潮汐力扯碎。

中子星介绍

中子星介绍

中子星的密度主要为10的26次方千克/立方厘米，也就是每立方厘米的质量竟然为一百万亿亿吨之巨大。中子星也是除黑洞之外密度最大的一个星体，也是20世纪60年代一个最重大的发现之一。导致中子星上的地震也可高达32级。它们是质量至少是太阳的8倍的恒星所留下来的高密度残渣。当这些恒星燃料耗尽时，会爆炸形成超新星，而它们的核会在重力影响下坍塌。

最终结果就是，中子星们有着恒星的质量，但直径却只有20千米，大概只是曼哈顿的长度。中子星有一个结实的表面，不过我不推荐你站在上面：它们要比太阳热上100倍，重力如此之强，以至于爬高一厘米所需的能量与在地球上攀爬珠峰相当。

中子星的特征

中子星的前身一般都是一颗质量比太阳还要大的一颗恒星。当它在爆发坍缩的过程当中产生一些巨大的压力，使它的物质结构同时发生了十分巨大的变化。在这种情况之下，不仅原子的外壳完全被压破了，而且连原子核也完全被压破了。因此原子核当中的一些质子和中子便被挤了出来，导致质子和电子挤到一起又结合成为中子。最后，所有的中子全部被挤在一起，因此就形成了中子星。显然，对于中子星的密度，即使是由原子核所组成的一些白矮星也无法去和它相比。

中子星磁场

中子星，每立方厘米的物质都足足有1亿吨重。当恒星进一步收缩为中子星之后，自转也就会相对加快，还能达到每秒几圈到几十圈。同时，它的收缩也致使中子星成为一块具有吸力极强的磁铁，这块磁铁在它的某一部分不断的向外所发射出的一些电波。当它极其快速的自转时，就像灯塔上的一个探照灯那样，十分有规律地不断向地球扫射一些电波。中子星的外层主要为一个固体外壳，厚度约为一公里，密度则高达每立方厘米约一千亿克以上，由于各种原子核所组成的点阵结构和一些十分简单自由的电子气所组成。

因此外壳内的全是一层主要由一些中子所组成的一个流体，在这层当中还有少量的质子、电子和m介子。其中中子星大致分为三层，其核心部分因压力更大，因此由超子组成。中间层则是一些自由中子，表面则因中子所进行的β衰变成电子、质子、中微子。因为它具有原子核的某些包括密度在内的一些性质。因此，在流行的科学文献中，中子星有时被称为巨型原子核。然而在其他方面，因为中子星和真正的原子核是很不一样的。

中子星温度

中子星的主要质量下限大约为0.1的太阳质量，上限则在1.5-2的太阳质量之间。因此中子星半径的一个典型星内部的一些密度高达10的16次方克/立方厘米的物态，目前只有三种不同的看法：①超子流体;②固态的中子核心。③中子流体中的π介子凝聚。导致中子星进行超级爆发时，就像一些闪光灯在表面处闪亮，因此只会照到它的吸积盘的一些主要内部地区。中子星所爆发出的X射线也会及时照射到吸积盘中的铁原子里，同时发出一些X射线荧光。

中子星的另一个十分重要的特征主要是因为所存在的一些强度极高的磁场，超过10的12次方高斯，并导致它使表层的一些铁聚合成长长的一条铁原子链：因为每个原子都被简单压缩并沿着磁场被大力拉长，而且首尾也会相接，形成从表面向外伸出的一个须状物。因此在表面以下，由于压力的幅度太高，导致单个原子不能存在。因为它会使一些中子星沿着磁极方向所发射的一些束状无线电波(射电波)。由于中子星的自转非常快，能够达到每秒几百转。

中子星的密度

因此中子星的一些磁极与两极通常都不太吻合，所以如果只是中子星的一些磁极恰好朝向地球，那么随着它的自转，中子星也会发出一些射电波束就会象一座正在旋转的灯塔那样一次次地扫过地球，所形成的一些射电脉冲。人们又会称为这样的天体为脉冲星。因为在1967年发现了一些脉冲星，才会有人首次证明了中子星的主要存在。

中子星研究的价值

科幻中的中子星武器

CCTV—10科教频道曾多次报导：物理学家们正构想一种“科幻级”武器----中子星武器。中子星是一种密度介于黑洞和普通天体之间的一种天体，其质量非常之大，大到难以想象，一立方厘米的中子星的质量就有好几亿吨重。科学家假想，如果有朝一日，人类的科学技术可以将这种物质运到某个敌对的星球，并将其放到地面上的话，只要指甲盖大小的一块，就拥有无穷的威力。

中子星武器

由于其密度极大，任何物质对它而言，就像铁锚破开水一样轻而易举，所以星球会被快速的穿孔，这种物质会从星球的另一边穿出，由于星球的引力的作用，又会被吸回，又一次的穿透星球，之后，这个星球就会变得千疮百孔，用不了多久就会瓦解。

重金属元素的来源

科学家们认为地球上的黄金、铂金和其他重金属元素可能来自于太阳系诞生前几亿年中子星碰撞的大爆炸。长期以来普遍认为普通的元素如氧和碳，是在将近死亡的恒星爆炸变成新星时生成的，但是研究学者们感到困惑的是，数据显示这些恒星爆炸不能产生像在地球上这样大量存在的重金属元素。来自英国莱瑟斯特大学和瑞士巴塞尔大学的这些科学家们相信，答案存在于稀有的中子星对上。中子星是生成新型的大恒星的超高密度的内核，它们所包含的物质有我们的太阳那么多，但只有大约一座城市那么大。

地球重金属可能来源于中子星

有时会发现两颗中子星互相绕对方沿轨道旋转，这是双星系的遗留物，在我们的银河系中已知有4对。科学家们使用了在英国伦敦以北100英里的莱瑟斯特天体物理流体设备的超级计算机做模拟，如果使它们慢慢旋转着靠近发生爆炸，这样巨大的引力会造成什么结果。进行一次这样的计算要耗费超级计算机几个星期的时间，而这只是在两个星球的一生中最后几个毫秒中发生的事情。结果显示，当中子星靠近时，巨大的力量将它们劈开，释放出足够的能量，可以将整个宇宙照亮几个毫秒。

这个碰撞更可能是产生一个黑洞——空间中吞没光的裂口——并在发生核反应时喷射出灰，把质子射入轻元素的原子核而生成重元素。喷发出的物质和恒星间的气体和灰尘相混合、碰撞，构成了新的一代星体，慢慢使重金属散布在银河系中。在宇宙中出现这种罕见的现象的几率大约是一百亿年以上，这和我们在已有五十亿年寿命的太阳系中对元素光谱所做的分析结果相符，为这种理论提供了有力的证据。令人惊奇的是所做的模型产生出的元素的数量和宇宙非常非常接近，它部分回答了我们的世界从何而来这个问题。