太阳作为一颗黄矮星,虽然现在的密度不是很高,但在遥远的未来,它会成为一颗密度极高的天体。
当太阳上的核聚变被推动为碳或氧时,太阳会在自身引力作用下向中心坍缩,物质不断被挤压,密度不断增加,最后变成一个极致密的白矮星。
所以我们可以说,在宇宙中可见的天体中,中子星的密度是最高的。
那么中子星的密度到底有多高呢?像白矮星一样,中子星的密度也不一致。中子星的质量越大,其密度就越高。但是,最小的中子星密度可以达到每立方厘米8000万吨,大质量中子星的密度甚至可以达到每立方厘米20亿吨。
中子星密度惊人从何而来?其实中子星的前身和白矮星一样,也是一颗恒星。
不同的是,中子星的前身是一颗大质量恒星。作为一颗黄矮星,太阳只能坍缩成白矮星,一般认为,如果一颗恒星的质量是太阳质量的8到30倍,它可以将核聚变推进到铁,然后坍缩成通过超新星爆炸的恒星。一颗白矮星,而一颗质量超过太阳质量30倍的大质量恒星将坍缩成黑洞。
与白矮星不同,中子星坍缩的过程不仅仅增加了物质的密度。由于强大的压力,原子会被直接压碎,原子核外的电子会被压缩到原子核内,于是电子和质子结合形成中子。
原子很小,原子核更小。一般来说,原子核只占原子体积的几千亿分之一,而中子星物质的核外空间已经被完全压缩,所以中子星物质的密度其实和它的密度是一样的原子核,这就很容易理解为什么中子星具有如此高的密度。中子星完全由中子组成。同样,中子星上的物质完全取决于中子星的独特条件。中子星物质一旦离开了中子星,就不再是中子星物质了。但是每立方厘米可以达到8000万吨以上的物质,没有什么可以把这个物质从中子星上带走。
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