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    中子星密度高达每立方厘米1亿吨,是否意味着宇宙中还有很多未知的元素?

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      二十世纪六十年代,在天文学历史上有著名的“四大发现”,其中就有中子星,不过在当时最初发现的并不是我们现在所说的中子星,而是叫脉冲星。

      是一种具有不断发射电磁波脉冲信号的一种中子星,在后来科学家们的研究中,证明了这就是一种中子星,并且中子星的发现使得天文学家们在研究恒星的演变上具有了重要的方向。

      目前经过科学家的研究,发现在已知的宇宙天体中,中子星的密度,仅次于黑洞,这是否代表还有我们未知的元素呢?

      中子星的形成

      中子星,听到它的名字应该就能想到是由中子组成的一种天体,而中子则是核子的一种,也是组成物质的微观粒子之一。

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      “中子”的首次发现其实是在1932年,当时就有天文学家大胆假设在宇宙中极有可能存在着一种全部由“中子”组成的星体,这也是“中子星”第一次被人们所知晓。

      接着在1934年,一位天文学家认为中子星是由恒星演变而成的,并且还认为在超新星爆炸之后,一些恒星就会变为中子星,同时会产生宇宙线。

      随后1939年可形成中子星的恒星质量被确定出来,也就是说当一颗大质量恒星进入生命末期的时候,它就会变成一颗中子星,这也明确表明了中子星是由大质量恒星演化而来的。

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      直到1967年脉冲星被人类发现,而中子星也从人类的假想变为了现实,终于在2007年的时候,天文学家们发现了一颗直径在10公里左右,密度每立方厘米可达1亿吨,并且运转速度是地球自转速度1亿倍的中子星,这颗中子星每秒钟可以旋转1122圈,引力巨大。

      周围的恒星都在它的引力作用下,不断地被吸取能量,加速进行内部的核聚变,紧接着在2010年已知最大的中子星被人类发现,质量大约为太阳的2倍,并且经过科学家们的研究发现在目前已知的宇宙天体中,中子星的密度,仅次于黑洞。

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      众所周知,恒星内部主要是由氢元素构成的,而氢元素在恒星内超高温度的情况下会发生热核反应,并且在恒星上发生核聚变,其一秒所释放的能量就相当于上亿颗氢弹同时爆炸,可以说这种能量可以在顷刻间将地球摧毁。

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      当然,也正是因为这种巨大的能量才能维持恒星外壳的稳定,但当恒星内部的氢元素燃烧殆尽的时候,恒星内部就会无法产生足够支持外壳稳定的能量,那么恒星的外壳就会坍缩,而内部坍缩的过程中巨大的压力会让结构彻底发生变化。

      同时将核外电子挤入质子之中,电子带负电,质子带正电,那么电子加上质子就变成了不带电的中子,于是所有的物质都被压缩成一个由中子组成的高密度天体,中子星也就诞生了。

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      中子星的特点。

      首先中子星也可以叫脉冲星,不过有区别的是中子星是脉冲星,但脉冲星却不一定是中子星。众所周知,黑洞的密度是非常大的,但是中子星是除了黑洞之外密度最大的天体,其密度在每立方厘米8^14到10^15克之间,每立方厘米的体积可能会达到一亿吨以上,即使太阳在它面前都不算什么。

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      其次就是中子星的表面温度很高,比白矮星的温度还要高出很多,中子星的表面温度可以达到1000万摄氏度,内部温度超过6亿摄氏度,紧接着脉冲星的脉冲周期可以说都是非常短。

      并且经过科学家们统计已观测到的最短的脉冲周期大约是2毫秒也就是千分之二秒,换句话来说脉冲星的自转都特别快,1秒钟大约就能转500圈,包括它的引力也是大得惊人。

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      相信大家应该都知道我们地球中心的压力大约是300多万个大气压,也就是我们平常所说的1标准大气压的300多万倍,但是根据脉冲星的中心压力竟然可以高达10000亿亿亿个大气压。

      比地心压力还要强30万亿亿倍,比太阳中心强3亿亿倍,同时还具有特别强的辐射,太阳一刻不停地向四周辐射出大得惊人的能量,到达地球的也只是其中的22亿分之一,但是脉冲星的辐射能量为太阳的百万倍。

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      最后中子星还有特别强的磁场,在地球上,地球磁极的磁场强度最大,但也只有0.7高斯,而太阳黑子的磁场更强大约有1000~4000高斯,而大多数脉冲星表面极区的磁场强度就高达10000亿高斯,甚至20万亿高斯。

      目前,人类已经发现了94种自然元素,如果再加上人工合成的元素的话一共就有118种。

      元素是如何诞生的?

      这就要从宇宙大爆炸说起,按照现在的主流理论,宇宙诞生于奇点的大爆炸。在宇宙形成的早期,氢元素和氦元素就占据了99%以上,这是宇宙中最早期也是最基础的元素,同时还是现在元素周期表最靠前的两个元素。

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      后来在很长的一段时间内,宇宙冷却,直至第一颗恒星的诞生,相信大家应该都听说过“恒星是元素的炼丹炉”,其实也可以说恒星是制造重元素的工厂,因为要想成为一颗真正的恒星,其主要特征就是可以在核心将较轻的元素融合成较重的元素。

      由于恒星的质量一般都比较大,而且在特大质量的恒星核心内部触发的核聚变反应所需要的温度是非常高的,所以这样的条件就可以使其外层的温度正好达到氢核聚变所需的反应条件,而在此时恒星的外层就会开始逐步的发生核聚变反应,一层一层的进行着不同的核聚变反应。

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      只要恒星的质量足够的大,在其内部的反应就可以一直进行下去,从氕到氘,再从氘和氕聚变成氦三,再从氦三聚变成氦四,再到碳、氧、氖、镁、硅、硫、钙,直到铁元素……

      所以铁元素之前的元素就是通过恒星内部发生核聚变才形成的。

      因此在138.2亿年前宇宙的诞生之初,只是有最简单的元素,而我们目前已知的所有重元素几乎都是由恒星内核核聚变形成的,而那些大质量恒星的超新星爆炸则会形成更重的元素。

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      会有未知元素的存在吗?

      这个是完全有可能的,因为理论上没有什么元素是不能在巨大能量中产生,而宇宙中也有很多爆发巨大能量的极端事件的,就比如伽马射线暴的照射(伽马射线暴指的是超新星爆发,或黑洞、中子星等极端天体相撞的超级能量暴),不过需要明白的是人类发现的新元素是不可能在中子星内发现的。

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      这是因为在中子星上的组成中,并不是什么新的物质,而是由于中子简并压力抵抗引力坍缩而形成的中子简并态物质,也可以说中子星其实就是电子被压缩进原子核,而和质子结合变成中子所形成的,总而言之中子星都是由中子所组成的。

      而中子不带电,所以每个中子之间缝隙可以说特别小,它非常致密,应该与原子核的密度差不多,那么中子星的密度自然是可以达到每立方厘米重1亿吨以上的(一般一颗典型的中子星,半径虽然只有10—20公里,但是其质量可是太阳质量的1.35—2.1倍)。
      中子星密度高达每立方厘米1亿吨,是否意味着宇宙中还有很多未知的元素?
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