书城童书青少年应该知道的黑洞
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第20章 中子星

1.中子星概述

中子星是各类宇宙天体的内含质核,在衰变演化过程中的暴露实体。稳定的中子星,多存在于各类活性宇宙天体之中。中子星,是宇宙天体的本源。在整个宇宙中,由各类中子星原体,形成了各种活性宇宙天体;然而,又是各类活性宇宙天体,增殖和壮大了各类中子星。二者相辅相成,才构成了整个宇宙中,各种层次种类的天体系统。人们现在所能观测和发现的“中子星”(实际上全部是脉冲中子星),那只不过是天体衰变演化过程中,暴露出来的部分天体的裂变残核而已。

各类中子星同各类物质元素原子中的质核,是一样的,它们都有各自的内部结构。凡中子星的内部,都有一个中心质核,它完全是由正、负中子核对构成的,其天体核荷表现为中性。在围绕着中子星中心质核的空间轨道上,运行着一个或若干个(绝对超不过160个)游离主中子星子核。游离中子星子核,表现为天体正核荷。因此,所有中子星,都是带有天体正核荷的。凡游离中子星的内部,也都有一个中心质核,它们也完全是由正、负中子核对构成的,其天体核荷也表现为中性。在围绕着游离中子星中心质核的空间轨道上,也同样运行着一个或若干个(也绝对超不过160个)游离的分立核。每个游离的分立核,又都各自带有一个天体正核荷。因此,一颗中子星本身所携带的天体正核荷数的多少,并不完全取决于它轨道上的游离中子星数,而是取决于其内部游离中子星所内含的全部游离分立核的总数。中子星是一切活性宇宙天体的原生质核和生长质核。中子星及其内部的游离中子星以及游离中子星内部的游离分立核,按照极性都是呈逆时针(正向)自转的。一切游离中子星以及游离中子星内部的游离分立核的运行轨道,都是围绕中心质核呈逆时针(正向)公转的。在宇宙中,一切活性天体的物理性质和物理状态,都是由其内部中子星的结构和物理状态所决定的。在宇宙中,凡存在有多少种物质元素,就必然会存在多少种宇宙天体,同时,也就必会存在多少种中子星。宇宙中活性天体的结构,和物质元素原子的结构,是一致的。宇宙中的中子星结构,和物质元素中的核子结构,也是一致的。宇宙中,各种脉冲中子星、类星体,以及天体衰变演化的其他物质形态,和核子物理中的介子、类介子以及粒子衰变演化的其他物质形态,也是一致的。在它们之间,只有物场范围的不同,只有质能量大小的不同,而绝无物理性质的物质结构上的不同。

中子星具有这样的一些特征:有超高压强,超高温、超流、超导、超强磁场等性质。一颗自转的中子星,不仅发出无线电波,而且还发出所有类型的辐射和可见光脉冲。它的结构和地球类似,是分层的,最外一层是固体。它的表面温度有1000万℃,比太阳的表面温度高1000倍。

中子星是怎么形成的问题,是有狭义和广义之分的。现在人们通常所指的,那只是狭义的,即脉冲中子星是怎样形成的。

但是,脉冲中子星和中子星,完全是两个不同质的概念,二者不应该混为一谈。中子星,是属于闭合态活性天体的范畴;而脉冲中子星,则属于开放态陨灭性天体的范畴。但是,其二者又是可以相互转化的。在一定条件下,中子星可以由闭合态转化为开放态,此时,自由中子星或活性天体,就会向陨灭性天体转化;相反,在一定条件下,脉冲中子星也可以由开放态转化为闭合态,此时,天体开放的脉冲辐射消失了,其自身的粒子交变场恢复了,它就会由陨灭性天体转化成为活性天体。此时,也只有在此时,它才真正成为下一个将要诞生的新的活性天体的原生质核。因此,脉冲中子星是天体衰变演化过程中的产物,它是陨灭天体在爆发时的剥离残核,而绝非是内核坍缩。

但是,从广义来说,中子星,是由宇宙物质元素的质核——中子和中子核,积聚而成的。宇宙中的物质是统一的,宇宙中的各种物质元素和基本粒子,都可以积聚而构成中子星的组元物质;而宇宙中的任何中子星,又都可以裂变分解成为各种物质元素和基本粒子。宇宙物质的裂——聚——裂无限循环和有限循环,这是全部宇宙物质成因学说的核心。宇宙中各类活性天体的初始形成,都是由一定空间磁场中稳定的本原中子星质核开始的。然而,中子星的成长和增殖,又都是在活性天体的内含之中进行的。任何宇宙天体,都有其诞生—成长—衰亡的自然演变过程。宇宙天体的诞生,是始于原生中子星质核,这个质核尽管可以是很小的。宇宙天体的成长,也是取决于其内含中子星质核的成长条件。这种成长的速度可以是很快的,也可以是缓慢的。一切依据其内在和外在的条件。宇宙天体的衰亡,也是由其内含中子星质核的演变开始的。这种衰亡的速度可以是很快的,也可以是缓慢的。这也取决于天体内在和外在的条件。宇宙中的全部物质,都是循环发生的,一切依赖于内外条件。但是,条件只能加速或延缓其诞生、成长、衰亡的过程,却不能阻止和改变宇宙物质演变的自然发展规律。因此,中子星形成于宇宙天体的衰亡演化之中,又成长和增殖于宇宙天体的发展壮大中。因此,我们说,只有中子星,才是宇宙中的永恒天体。

2.白矮星、中子星、黑洞的性质

我们既然知道了什么是黑洞、白矮星和中子星,那么这三者之间究竟有什么区别呢?

白矮星是一种低光度、高密度、高温度的恒星。因为它的颜色呈白色、体积比较矮小,所以被命名为白矮星。在演化后期,恒星抛射出大量的物质,经过大量的质量损失后,如果剩下的核的质量,小于1.44个太阳质量,这颗恒星便可能演化成为白矮星。

中子星,是处于演化后期的恒星,它也是在老年恒星的中心形成的。只不过能够形成中子星的恒星,其质量更大。根据科学家的计算,当老年恒星的质量,大于十个太阳的质量时,它就有可能最后变为一颗中子星,而质量小于十个太阳的恒星,往往只能变化为一颗白矮星。

黑洞其实也是个星球(类似星球),只不过它的密度非常非常大,靠近它的物体都被它的引力所约束,不管用多大的速度都无法脱离。跟白矮星和中子星一样,黑洞很可能也是由质量大于太阳质量20倍的恒星演化而来的。

黑洞也有灭亡的那天,由于黑洞无限吸引,但是总会有质子逃脱黑洞的束缚,这样日积月累,黑洞就慢慢地蒸发,到了最后就成为了白矮星,或者就爆炸,它爆炸所产生的冲击波,足以让地球毁灭1万次以上。科学家经常用天文望远镜,观看黑洞爆炸的画面。它爆炸所形成的尘埃,是形成恒星的必要物质。