脉冲星和中子星是什么关系?它是如何从恒星,演变过来的?

维度科学 2021-12-25 12:50:46

当今大部分的科学家赞同“大爆炸宇宙论”观点,即宇宙最初是由137亿年前的一颗奇点发生大爆炸之后,迅速膨胀,从极高温逐渐冷却到现在的模样。爆炸喷发出了许多的物质,在冷却的过程中,宇宙中逐渐形成了各种不同的天体。

像我们熟知的恒星、白矮星、红巨星等等数不胜数,不过形成这些天体的时间跨度太长,宇宙又太大,导致人类对这些天体知之甚少。不过人类还是很爱探索,在几百年间逐渐发现了除恒星外的黑洞、中子星等天体。

不过依旧有很多人不知道“脉冲星”是什么?今天我们就来聊聊这种神奇的天体——宇宙灯塔脉冲星。在这里先下一个定义,脉冲星其实是中子星的一种,是比较特殊的一种存在。

很多不熟悉星体形成的朋友估计连中子星都不知道,我们还是先粗略地讲一下。宇宙大爆炸之后,产生了数量众多的宇宙尘埃,在引力的作用下,这些宇宙尘埃能聚成了一些较小、较轻的天体,比如分子云。

随着分子云面积越来越大,吸引的宇宙尘埃越来越多,分子云中心的物质相互吸引形成团块,体积增大后会发生分裂。分裂出的小团块经过漫长的物质积累后,质量达到足够大时,就会重新聚集,成为恒星核。

在超大质量的恒星核吸引下,分子云中的物质会被加速吸引,形成球体。当球体的质量达到一定程度之后,内部巨大的引力最终点燃了球体内部的核反应。当内部核聚变的辐射压与引力达到平衡后,就形成了我们熟知的恒星。

但是恒星内部的核燃料是有限的,迟早会有用完的一天,此时恒星就面临两个选择;质量不足的恒星,会成为红巨星,在核燃料逐渐耗光的这段时间内体积逐渐变大,太阳就有可能走这个方向。等到红巨星内的核燃料完全耗尽之时,就会成为一颗白矮星。

而另一条路,就是质量超大的恒星内核在内部辐射压减弱之后,引力继续压缩导致塌缩。恒星内部物质的原子经过这个引力压迫,会把外围的电子压近原子核成为中子,此时平衡引力的就是中子之间的斥力,要是内部的引力和斥力平衡,天体就变成了中子星。

反之,中子之间的斥力小于引力,天体就会进一步塌缩成为黑洞。而在引力压迫原子,恒星变为中子星时,就会形成我们所说的“脉冲星”。所以,脉冲星是中子星的一种,而中子星不一定是脉冲星。

而脉冲星也有自身显著的特点,它会从磁极方向发射脉冲信号。不过这种脉冲信号不像太阳辐射四面八方的扩散,而是以磁极为发射口,像宇宙发射脉冲信号,与旋转轴有一定的角度。

给人的感觉就像是用力捏一个牛肉丸,而牛肉丸两边各有一个孔,一捏汁水就从两边飙了出来。中子星就像是承受不住引力挤压的牛肉丸,脉冲信号就像汁水。只不过这个孔比较小,损失的能量也比较小,所以能持续不断地发射脉冲。

由于脉冲星发射的脉冲信号方向与本身旋转轴存在夹角,因此信号扫到的地方并不是固定。从地球上观察脉冲星发射的信号,就像在黑夜里航行的船只,遥望远处旋转的灯塔一样,时隐时现。有信号的时候就能确定脉冲星位置,没信号的时候就找不到它了。

至于脉冲星的作用,可以将脉冲星发射的脉冲信号,作为宇宙中的一块钟表。在宇宙航行时计时或者确定方向,作为人类在宇宙中的灯塔和时钟使用。现在或许没有太大价值,但人类步入星际航行时代后,就至关重要了。

你还想知道哪些天体呢?

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评论列表
  • 2022-01-07 22:32

    宇宙年龄是137亿年,人类恰好也观测到137亿光年远的星系,如果宇宙以光速膨胀,那么在137亿光年处的星系光线传递到地球上不要时间吗?

  • 2022-01-07 22:42

    宇宙年龄是138.2亿年,直径为930亿光年,对于这种情况,解释的理由很多,但是都无法自圆其说。有人认为光速不是恒定的,那么宇宙大爆炸时光速是多快,能用现在科学技术证明这种速度存在吗?

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