把珠峰压进咖啡杯？它做到了！探秘宇宙最怪天体

想象一下，把珠穆朗玛峰压缩到一个咖啡杯里面会怎样？这个看似荒诞离奇不可能实现的念头在现实宇宙中是真实存在的，而且比这还疯狂。宇宙中有一种奇怪的天体，那里的一勺物质就重达10亿吨。它就是宇宙中真实存在的极端天体——中子星。

中子星

中子星是宇宙中最奇怪的天体之一。它究竟有哪些奇特的地方呢？咱们一起到中子星那里去看看吧！

这片美丽的星云叫做蟹状星云，距离地球大约6500光年，跨度达11光年×7光年。它是1054年北宋天文学家杨惟德所发现的“天关客星”爆发后残留的遗迹。当我们来到蟹状星云的中心地带时，顿时感觉飞船剧烈震颤，警报嘶鸣。前方，一颗仅有城市大小、却在疯狂旋转的天体呈现在眼前。它就是位于星云中心的中子星。

蟹状星云

与范围宽达几光年的星云比起来，中子星非常渺小，通常直径只有大约20公里，跟一座城市大小相当。中子星直径20公里是什么概念呢？冥王星的直径为2376公里，是中子星直径的100多倍；地球的直径为12756公里，大约是中子星的640倍，地球的体积可以容纳大约2亿6200万颗中子星。中子星充其量就跟火星的卫星火卫一大小相当。

地球与中子星

在这里可以提醒你，千万不要因为中子星的个头小而小瞧了它。虽然中子星个头很小但是它的质量却大得惊人。一颗普通中子星的质量跟太阳相当。目前已知最大的中子星是PSR J0952-0607，又叫黑寡妇脉冲星。它的质量竟然达到了太阳的约2.35倍。

直径仅有20公里的中子星重量却跟太阳相当，显然，中子星的密度已经达到了极为恐怖的程度。据计算，中子星的密度高达1.26亿吨/cm³。一个火柴盒大小的中子星物质就有30亿吨，一汤匙中子星物质也重达十几亿吨，相当于全人类的质量总和。如果把地球压缩到中子星那样的密度，它的半径将仅有22米。这种极端的密度让中子星成为了宇宙中除黑洞外最致密的物体。

一勺中子星物质

巨大的质量和极高的密度给中子星带来了超乎想象的强大引力。这种引力强到足以扭曲时空，造成光线的引力偏折现象。你知道这意味着什么吗？咱们来简单比较一下。如果是地球，无论什么时候你顶多只能看到地球面向你的那一半。而中子星就不一样了，由于它强大的引力让光线发生了弯曲，你不仅可以看到中子星朝向你的这一面，还能看到中子星背对你那一面的很大一部分。甚至毫不夸张地说，站在中子星上的你是能够看见自己的后脑勺的！

不过，我们是不可能站在中子星感受这种看自己后脑勺的神奇体验的。因为中子星的表面引力场大约是地球表面的一千亿倍。如此强大的引力意味着，任何物体靠近中子星时都会被其引力撕裂成基本粒子。

已知旋转最快的中子星J1739-285

中子星由于质量很大，直径又很小，因而它的自转速度非常快。大多数的脉冲星（中子星的一种）可以一秒钟转一圈。我们把它跟地球和太阳比较一下，就知道这些中子星转得有多快了。地球自转一周需要大约24小时，而太阳在赤道上的自转周期是25.4天。这么一比较，中子星转得真是飞快啊！

然而这些脉冲星还是中子星中自转速度最慢的那一类。有些中子星的自转速度能够达到每秒钟几百圈甚至更多。目前已知旋转最快的中子星是J1739-285，它的自转速度达到了惊人的每秒1122圈。这一速度比地球的自转快1亿倍。想象一下，一个直径约20公里的天体，以如此疯狂的速度旋转，其赤道上的线速度快要接近光速的三分之一了，也就是每秒钟大约10万公里!不过科学家认为，每秒钟1122圈只是已知最快的中子星转速而不是中子星的转速极限，理论上大型中子星的转速可能会达到每秒钟3000转！

磁星

中子星这种难以置信的自转速度也让它拥有了极强的磁场。于是中子星中有一类叫做磁星。磁星SGR 1806-20是目前已知磁场最强的中子星。它的直径不足20公里，重量却是太阳的约两倍。它的表面磁场强度达到了地球磁场的千万亿倍级。

宇宙中没有比中子星更怪诞的天体了，直径仅20公里却承载着太阳1-2倍的质量，一勺物质重达数十亿吨；引力足以扭曲光线，站在上面可以看到自己的后脑勺；每秒旋转高达1122圈，表面磁场强度是地球的千万亿倍。在了解了这么多离奇古怪的中子星特性后，你是不是很好奇：中子星是怎么形成的呢？

超新星爆发

中子星是恒星死亡后可能形成的三种残骸（白矮星、中子星、黑洞）之一。当一颗质量约为太阳8到30倍的恒星走到生命尽头时，恒星向外的热辐射压力迅速减小，原有的平衡被打破，在引力作用下，恒星核心周围的物质会以接近光速的速度发生坠落，引发了宇宙中最猛烈的爆发现象之一——超新星爆发。

如果超新星爆发后留下的恒星核心质量大于1.4倍太阳质量而小于3倍太阳质量，那么恒星残留核心中的物质原子结构被完全摧毁，电子被压入原子核与质子结合成中子，整个星球几乎由纯粹的中子构成。于是恒星的残骸变成了中子星。

角动量守恒

与此同时，当这些年老的大质量恒星坍缩时，其巨大半径（数千万公里）急剧收缩至仅约10公里，如同滑冰者收紧手臂会加速旋转一样，恒星原有的自转角动量在半径骤减百万倍后，转速会相应地增加约万亿倍，从而形成每秒数百转的极快自转。因而，中子星极高的转速源于角动量守恒。

一旦大质量恒星在超新星爆发后残留的核心质量超过了太阳质量的3倍，那么将没有任何力量可以阻止物质的坍缩。它将变成比中子星更加神秘的天体——黑洞。

关于黑洞的那些事儿，感兴趣的朋友，点个关注，我们在后面的文章中接着聊。