中子星是什麼星
中子星是恒星演化到末期,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。簡而言之,即質量沒有達到可以形成黑洞的恒星在壽命終結時塌縮形成的一種介於恒星和黑洞的星體,其密度比地球上任何物質密度大相當多倍。
中子星的密度為1011千克/立方厘米,也就是每立方厘米的質量竟為一億噸之巨。中子星是除黑洞外密度最大的星體,同黑洞一樣,也是20世紀60年代最重大的發現之一。
據估計,中子星的表麵溫度就可以達到1000萬度,中心還要高數百萬倍,譬如說達到60億度。我們以太陽來作比較,就可以有個稍具體的概念:太陽表麵溫度6000度不到,越往裏溫度越高,中心溫度約1500萬度。
脈衝星是中子星嗎
1967年,天文學家偶然接收到一種奇怪的電波。這種電波每隔1秒或者2秒發射一次,就像人的脈搏跳動一樣。人們曾一度把它當成是宇宙人的呼叫轟動一時。後來,英國科學家休伊什終於弄清了這種奇怪的電波,原來來自一種前所未知的特殊恒星,即脈衝星。
天文學家證實,脈衝星就是正在快速自轉的中子星,正是由於它的快速自轉而發出射電脈衝。要發出像脈衝星那樣的射電信號,需要很強的磁場。隻有體積越小、質量越大的恒星,它的磁場才越強,中子星正是這樣高密度的恒星。
當恒星體積越大、質量越大,它的自轉周期就越長。我們很熟悉的地球自轉一周要24小時,脈衝星的自轉周期竟然小到0.001337秒。這同樣說明,隻有高速旋轉的中子星,才可能扮演脈衝星的角色。這個結論引起了巨大的轟動。
中子星假說
20世紀30年代,中子星就作為假說而被提了出來,但是一直沒有得到證實,人們也不曾觀測到中子星的存在,並且因為理論預言的中子星密度大得超出了人們的想象,在當時,人們還普遍對這個假說抱懷疑的態度。直至脈衝星被發現後,經過計算,它的脈衝強度和頻率隻有像中子星那樣體積小、密度大、質量大的星體才能達到。
這樣,中子星才真正由假說成為事實。這真是20世紀天文學上的一件大事。因此,脈衝星的發現,被稱為20世紀60年代的四大天文學重要發現之一。脈衝星是高速自轉的中子星,但並不是所有的中子星都是脈衝星。因為當中子星的輻射束不掃過地球時,我們就接收不到脈衝信號,此時中子星就不表現為脈衝星了。
中子星從發現至今,隻有短短二三十年的時間,盡管如此,不論在推動天體演化的研究方麵,在促進物質在極端條件下的物理過程和變化規律的研究方麵,它已經為科學家們提供非常豐富而不可多得的觀測資料作出了貢獻。同時,它也在這個新開拓的領域內,向人們提出了一連串的問題和難解的謎。