原创 每立方厘米重1亿吨的中子星物质,是否代表还有我们未知的元素?
原标题:每立方厘米重1亿吨的中子星物质,是否代表还有我们未知的元素?
目前,科学家已经发现或者是人工合成了119号元素,至于还有没有未知的元素没被发现,这是有很大可能的,而对于像中子星上的物质,它的密度为何如此之大,这要详说一下中子星的诞生过程。
在宇宙中,每一个可以自行发光发热的星体都是恒星,然而,它们发光发热不是一个永恒的过程,就像人的一生一样,从年轻走向衰老。一般来讲,对于那些恒星演化到末期时,它们的产物有4种,分别是白矮星、中子星、夸克星(假设中可能存在的致密星体)以及恒星级黑洞。
先拿我们的太阳来举例,像咱们太阳这样的恒星,在经历了红巨星阶段时会损失30%-40%的自身质量,所以它的归宿只能是白矮星,一般来讲,对于一些低质量恒星(通常为7个太阳质量以下的恒星),它们的演化末期产物都是白矮星。白矮星上的物质是致密的,可以达到每立方厘米0.1吨~10吨。
白矮星上的物质其实很简单,主要是由碳、氧组成。白矮星之所以如此致密是因为引力坍缩的缘故,导致了原子与原子之间排列得极为紧密不留空隙,甚至原子都被“挤破”了,之所以没有继续挤压下去,是因为有泡利不相容原理提供的电子简并压力在殊死抵抗引力坍缩。
而中子星比白矮星更甚,因为中子星的前身比白矮星的前身质量大得多,通常质量大于8个太阳质量的前身恒星会进行超新星爆发,爆发后的产物其质量若是在1.44-3个太阳质量之间的话,将会演变为中子星。其过程是,电子简并压力也抵抗不了引力坍缩了,原子被完全压破,致使电子被压进了原子核里,同质子中和形成中子,于是这颗星体大部分都是由中子组成了,它的密度就是原子核的密度。
可以看出,中子星上的组成也不是什么新的物质,而是中子简并压力抵抗引力坍缩形成的中子简并态物质,它非常致密,因此达到了每立方厘米重1亿吨以上,一颗典型的中子星,半径虽然只有10-20公里,但是质量却是太阳质量的1.35-2.1倍。
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