天体物理学家说，中子星基本上是巨大的宇宙“果仁糖”

它们是宇宙中密度最大的物体之一，内部物理非常复杂。

上图：显示了重（左）和轻（右）中子星的内部工作原理，被想象为“果仁糖”。

天体物理学家对中子星内部进行建模后发现，这些极其致密的物体根据质量的不同，其内部结构也不同。他们建议把这些星星想象成不同类型的巧克力果仁糖，这是一种美味的款待 —— 但至少就我们所知，相似之处仅此而已。

中子星是大质量恒星内爆后密度极高的尸体，就密度而言，它们仅次于黑洞。中子星之所以叫中子星，是因为它们的引力使其原子的电子坍缩到质子上，形成一个几乎完全由中子组成的物体。

中子星的引力场非常强烈。如果一个人类观察者靠近它们，他们会在原子水平上被撕裂。它们的引力场非常强大，以至于中子星上的“山”还不到一毫米高。

最近的研究团队构建了数百万个模型，试图分辨这些恒星的内部活动，这是非常困难的研究，因此，更多的是理论领域，而不是观察。

研究人员发现，质量较轻的中子星（质量约为太阳的1.7倍及以下）应该拥有柔软的地幔和坚硬的内核。根据该团队今天发表在《天体物理学杂志快报》上的研究结果，较重的中子星的情况正好相反。

领导这项研究的理论物理研究所的天体物理学家卢西亚诺·雷佐拉（Luciano Rezzolla）把这些恒星的结构比作巧克力果仁糖。

卢西亚诺·雷佐拉在法兰克福歌德大学发布会上说：“质量轻的中子星就像中间有一颗榛子的巧克力，周围环绕着软巧克力，而质量大的中子星可以被认为更像那些坚硬的夹层含有软馅料的巧克力。”

研究人员基于对中子星质量、压力、体积和温度的预期，以及对天体的天文观测，模拟了超过100万种可能的中子星组成场景。

建模是研究中子星的关键手段，因为只有地球上的几个精巧装置能够模拟这种强烈的物理现象，比如欧洲核子研究中心的大型强子对撞机和SLAC的极端条件下物质仪器。

为了确定恒星的一致性，研究人员模拟了声速如何在物体中传播。声波也被用来了解行星的内部结构，正如洞察号着陆器在火星上所做的那样。

上图：中子星可能的层结构示意图。

歌德大学的天体物理学家克里斯蒂安·埃克（Christian Ecker）表示：“我们通过构建数百万个状态方程模型（从中可以计算出声速），证明了最大质量中子星在核心区域的声速比在其外层的声速低。”

克里斯蒂安·埃克补充说：“这暗示了它们核心的一些物质变化，比如从重子物质到夸克物质的转变。”

研究人员还发现，无论质量如何，所有中子星的直径都可能达到7.46英里(12公里)。这一测量结果不到2020年发现的中子星直径约13.6英里（22公里）的一半。尽管如此，中子星的平均质量大约是50万个地球的质量。这是非常致密的。

尽管，这些发现从中子星的一致性方面提供了一些关于中子星多样性的见解，但研究人员并没有调查中子星的成分，或它们是如何组合在一起的。有些人怀疑中子星是向下的中子；另一些人则认为，恒星的中心是迄今为止未知的奇异粒子的工厂。

但在大多数情况下，这些超密集的谜仍然只是这样。值得庆幸的是，已经建立了观测站来收集更多的直接数据。中子星和黑洞之间的合并（即剧烈碰撞）可以揭示相关物体的质量，以及中子星物质的性质。

像NICER，NANOGrav，CHINE射电望远镜，LIGO和处女座科学合作等项目都在向物理学家传授中子星的大小和结构。

更多的观测数据可以输入到模型中，以便更好地估计恒星的相位。克里斯蒂安·埃克补充说，非常大质量的中子星（大约相当于两个太阳的质量）将特别有助于更好地约束对这些极端天体的物理特征的预期。

如果幸运的话，我们可能很快就会得到这些巨大的宇宙果仁糖的确切成分的更多细节 —— 以及它们的配方会因其大小而有何不同。

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