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白矮星,中子星,夸克星有什麼區別呢?

如果你為白矮星的巨大密度而驚嘆不已的話,這裡還有讓你更驚訝的呢!我們將在這裡介紹一種密度更大的恆星:中子星和夸克星。

白矮星,中子星,夸克星有什麼區別呢?

白矮星

中子星的密度為10的11次方千克/立方厘米, 也就是每立方厘米的質量竟為一億噸之巨!對比起白矮星的幾十噸/立方厘米,後者似乎又不值一提了。 事實上,中子星的質量是如此之大,半徑十公里的中子星的質量就與太陽的質量相當了。

同白矮星一樣,中子星是處於演化後期的恆星,它也是在老年恆星的中心形成的。只不過能夠形成中子星的恆星,其質量更大罷了。根據科學家的計算,當老年恆星的質量大於十個太陽的質量時,它就有可能最後變為一顆中子星,而質量小於十個太陽的恆星往往只能變化為一顆白矮星。

但是,中子星與白矮星的區別,決不只是生成它們的恆星質量不同。它們的物質存在狀態是完全不同的。

白矮星,中子星,夸克星有什麼區別呢?

中子星

簡單地說,白矮星的密度雖然大,但還在正常物質結構能達到的最大密度範圍內:電子還是電子,原子核還是原子核。而在中子星里,壓力是如此之大,白矮星中的簡併電子壓再也承受不起了:電子被壓縮到原子核中,同質子中和為中子,使原子變得僅由中子組成。而整個中子星就是由這樣的原子核緊挨在一起形成的。可以這樣說,中子星就是一個巨大的原子核。中子星的密度就是原子核的密度。

在形成的過程方面,中子星同白矮星是非常類似的。當恆星外殼向外膨脹時,它的核受反作用力而收縮。核在巨大的壓力和由此產生的高溫下發生一系列複雜的物理變化,最後形成一顆中子星內核。而整個恆星將以一次極為壯觀的爆炸來了結自己的生命。這就是天文學中著名的「超新星爆發」。

白矮星,中子星,夸克星有什麼區別呢?

夸克星

夸克星,恆星死亡時會在自身重力的影響下發生坍縮,若其質量為中等,即約比太陽的質量多1.44倍,重力就足夠將恆星物質中的電子和質子擠壓到一起形成中子星;若該恆星質量更大,中子可能破碎成自身的組成成分,即夸克。

在一定的壓力下半數由中子分離而成的夸克能夠轉化為奇夸克,產生一種更加緻密的物質類型。這時的星體就是由奇夸克緊密結合在一起所構成的「夸克星」。

夸克星主要是理論上的產物,科學家偵測到兩個之前被認為是中子星奇怪的天體。而基於已知的物理原理,第一個天體看起來比正常的中子星小很多,而第二個則比正常的中子星溫度更低,因此認為它們是由密度比0號元素(中子)更高的物質組成。但是,這些觀察和結論是否正確還有待研究,有人認為這些研究人員的結論不具有決定性的結果。

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