中子星外型接近完美球形,表面「山脈」僅幾公釐高

作者 | 發布日期 2021 年 07 月 20 日 18:28 | 分類 天文 Telegram share ! follow us in feedly


地球若要形容高聳入雲事物,無外乎綿延起伏的山景;而宇宙中極端程度僅次於黑洞的中子星,表面其實也存在山脈,但這些山有多高呢?答案是 1 公分都不到。

中子星是種恆星殘骸,由於在演化過程中遭受劇烈壓縮,使組成物質中的電子併入質子轉化成中子,最終變成直徑僅約 10 公里,但上面 1 立方公分內物質可重達 10 億噸的天體。也因密度如此之高,中子星具有比地球強 10 億倍的巨大引力,這股力量將中子星表面每個地物都壓縮到極小尺寸,換句話說,中子星是近乎完美的平滑球體。

但此前曾有研究表明這些完美球體表面存在些微變形,也稱為山脈,但和我們印象中的山不一樣,中子星的山高度僅約數公分。

現在根據一項中子星新模型,科學家發現──中子星山的高度起伏比地球的山還小數十億倍,連 1 公分都不到。

中子星大致可分為三層,最內部為一個由超子組成的流體核心,中間層則是充斥自由中子的「中子海」,最外層為中子進行 β 衰變後產生的電子、質子、微中子。雖然每個區域都很複雜,但研究人員還是建立了以正確方式連接各區域的電腦模型,可預估表面地殼在何時、何地可能破裂。

雖然湧自山脈的能量最終將被釋放至表面更大範圍,但根據模型結果,研究人員表示地殼移動不會劇烈到足以使恆星坍塌,因為表面區域的物質密度相較之下很低,最終,結果依然支持中子星是非常接近球形的天體。

至於理論上預測中子星表面的微小變形,會在中子星快速旋轉過程釋出可被偵測的重力波,然而新論文發現這可能比想像中還具挑戰性,LIGO 還不夠強大到足以探測中子星重力波。

(首圖來源:shutterstock)

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