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中子星在形成以後,伴隨中子的電子和質子到哪裡去了?

中子星是目前已知的宇宙天體中除了黑洞之外的密度最大的天體(如果不算上理論上的夸克星)。它是上世紀60年代天文學四大發現之一(更準確一點應該是脈衝星,就是旋轉的中子星,但並不是所有中子星都是脈衝星。

另外三個是:星際有機分子,類星體,微波背景輻射)。當一個恆星的質量達到太陽的8-30倍左右時,就可能坍縮成為一個中子星,中子星的密度,其巨大的質量導致中子星每立方厘米8千萬~20億噸。這在地球上是不能想像的。

中子星的電子和質子去哪兒了?

恆星在坍縮成中子星之前是存在電子和質子的,但是坍縮之後就成了只由中子構成的中子星,並不是因為在坍縮時電子和質子跑出去了。

我們知道白矮星,恆星在生命盡頭,無法支持自身巨大的體積,而由於引力原因不斷向內坍縮,原子受到擠壓而破碎,電子脫離原子軌道成為自由電子,這樣,電子之間的作用形成電子簡併壓力,從而抵抗住坍縮,這樣就形成一個白矮星。

但是,如果電子簡併壓力並不能抵抗壓力作用,電子和質子結合到一起成為中子,最後,電子和原子全部轉化成中子,中子星就此形成。

恆星在超新星爆炸之前,恆星內部聚變產生的壓力,和萬有引力向抗衡;但是恆星在末期,由於聚變減弱,使得內部壓力不足以抗衡萬有引力。

如果恆星質量過大,電子將被萬有引力擠壓,使得原子解體;然後電子墜入原子核,與質子融合成中子,這個壓力的數量級超過100萬億億個大氣壓,融合過程釋放能量;同時,恆星瞬間向內核坍縮,之後發生反彈,發生超新星爆炸,內核有一定幾率形成形成中子星。

在中子星的內部,自由中子居多,其密度高達上億噸/立方厘米,表面的逃逸速度高達數萬千米/秒呢!

中子星內,由中子簡併壓力和萬有引力相抗衡,如果中子星的質量再大,超過奧本海默極限的話,中子簡併壓力也不足以抗衡萬有引力,中子星內核繼續坍縮,然後中子星解體形成夸克星或者黑洞。

中子星的引力太大了,原子的內部空間都被壓縮了。電子在巨大壓力下鑽進了質子,於是電荷中性,成了中子。其實中子可以發生β衰變,發射一個電子出去就變成了質子。

電子和質子還在原子內,只不過因為過於強大的引力作用,電子和質子被不斷往原子核內吸引,電子失去了表述其存在特徵的運動空間,運動被限制在了質子周圍,表現成了中子的特徵。於是,就看上去只剩下了中子,成為中子星。

PS:未經同意不得轉載(圖片來源網路)

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