中子星

中子星 （ neutron star ） ， 是恆星演化到末期 ， 經由引力坍縮發生超新星爆炸之後 ， 可能成爲的少數終點之一 。 恆星在覈心的氫 、 氦 、 碳等元素於核聚變反應中耗盡 ， 並最終轉變成鐵元素後 ， 便無法再從聚變反應中獲得能量 。 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爲熱能向外爆發產生超新星爆炸 ， 或者根據恆星質量的不同 ， 恆星內部區域被壓縮成白矮星 、 中子星或黑洞 。 若是白矮星被壓縮成中子星 ， 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 ， 但上面一立方厘米的物質便可重達十億噸 ， 且旋轉速度極快 。 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等各種輻射可能會以一明一滅的方式傳到地球 ， 猶如眨眼 ， 這被稱作脈衝星 。 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 ， 中子星的密度在每立方公分8 × 1013克至2 × 1015克間 ， 此密度約等於原子核的密度 。 緻密恆星的質量低於 1.44 倍太陽質量 ， 則可能是白矮星 ， 但質量大於奧本海默 - 沃爾可夫極限 （ 3.2 倍太陽質量 ） 的恆星會繼續發生引力坍縮 ， 則無可避免的將產生黑洞 。 由於中子星保留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轉速迅速的增加 ， 產生非常高的自轉速率 ， 週期從毫秒脈衝星的700分之一秒到30秒都有 。 中子星的高密度也使它有強大的表面重力 ， 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 ， 也就是可以達到光速的一半 。 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 ） 的人遇到中子星 ， 他撞擊到中子星表面所產生的能量將相當於二億噸TNT當量 （ 約等於沙皇氫彈設計當量的兩倍 ） 。