
放大/一颗旋转的中子星周期性地将其无线电(绿色)和伽马射线(洋红色)光束摆动过 Eart。黑寡妇脉冲星将其恒星伙伴的正面加热到太阳表面温度的两倍,然后慢慢蒸发。 (来源:美国宇航局戈达德太空飞行中心)
根据最近发表在《天体物理学杂志快报》上的一篇论文,天文学家已经确定了迄今为止已知的最重的中子星,其质量为 2.35 个太阳质量。怎么变得这么大了?最有可能是通过吞噬一颗伴星——相当于黑寡妇蜘蛛吞噬其配偶的天体。这项工作有助于确定中子星可以变成多大的上限,这对我们理解其核心物质的量子态具有重要意义。
中子星是超新星的残余。正如 Ars 科学编辑 John Timmer 上个月所写:
形成中子星的物质最初是大质量恒星核心附近的电离原子。一旦恒星的聚变反应停止产生足够的能量来抵消引力的吸收,物质就会收缩,承受越来越大的压力。粉碎力足以消除原子核之间的边界,形成质子和中子的巨大汤。最终,即使该区域的电子也被迫进入许多质子,将它们转化为中子。
这最终提供了一种力来抵抗重力的破碎力。量子力学防止中子在附近占据相同的能量状态,这可以防止中子靠得更近,从而阻止坍缩成黑洞。但有可能在一团中子和一个黑洞之间存在一个中间状态,中子之间的边界开始破裂,导致它们组成夸克的奇怪组合。
除了黑洞之外,中子星的核心是宇宙中已知密度最大的天体,而且由于它们隐藏在事件视界后面,因此难以研究。加州大学伯克利分校的天文学家、新论文的合著者亚历克斯·菲利彭科说: “我们大致知道物质在核密度下的表现,就像在铀原子核中一样。” “中子星就像一个巨大的原子核,但是当你有 1.5 个太阳质量的这种物质,也就是大约 500,000 个地球质量的原子核全部紧贴在一起时,它们会如何表现就完全不清楚了。”