天體物理學導論/中子星
外觀
< 天體物理學導論
中子星是一種恆星殘骸,可以由大質量恆星在II型、Ib型或Ic型超新星事件中發生引力坍縮而形成。這種恆星幾乎完全由中子組成,中子是亞原子粒子,沒有電荷,質量略大於質子。中子星非常熱,並透過泡利不相容原理引起的量子簡併壓力來抵抗進一步坍縮。該原理指出,沒有兩個中子(或任何其他費米子粒子)可以同時佔據相同的位置和量子態。
一顆典型中子星的質量約為1.4到3.2個太陽質量,如果使用Akmal–Pandharipande–Ravenhall狀態方程(APR EOS),其相應的半徑約為12公里。相比之下,太陽的半徑大約是它的60,000倍。APR EOS預測的中子星的整體密度為3.7×1017到5.9×1017 kg/m3(是太陽密度的2.6×1014到4.1×1014倍),這與原子核的近似密度3×1017 kg/m3相比較。中子星的密度從地殼中低於1×109 kg/m3開始,隨著深度增加而增加到內部更深處的6×1017或8×1017 kg/m3以上(比原子核更密集)。這種密度大約相當於一架波音747的質量壓縮到一粒沙子的大小,或者人類人口壓縮到一塊方糖的大小。
一般來說,質量小於1.44個太陽質量的緻密星 - 錢德拉塞卡極限 - 是白矮星,而質量大於2到3個太陽質量(托爾曼-奧本海默-沃爾科夫極限),可能形成夸克星;然而,這尚不確定。引力坍縮通常發生在任何質量在10到25個太陽質量之間的緻密星上,併產生黑洞。[10]一些中子星快速旋轉併發射電磁輻射束作為脈衝星。