天文学家发现了最大质量的中子星

天文学家发现了最大质量的中子星

一项新的研究发现，天文学家已经发现了迄今为止称为中子星的死亡恒星的最大范围的例子，这些恒星太大而被认为几乎不存在。

中子星，如黑洞一样，是在称为超新星的灾难性爆炸中死亡的恒星尸体。当一颗恒星进入超新星时，其残骸的核心在其自身的引力作用下坍塌。如果这个残余物质量足够大，它可能会形成一个黑洞，它的重力非常强大，甚至连光也都无法逃脱。较小质量的核心将形成一颗中子星，之所以如此命名是因为它的引力非常强，足以将质子与电子一起压碎形成中子。

弗吉尼亚州夏洛茨维尔市的弗吉尼亚大学和国家射电天文观测台的克罗马蒂在一份声明中说：“中子星就像它们引人入胜一样神秘，这些城市大小的物体基本上是巨大的原子核。”

天文学家发现了最大质量的中子星

中子星通常较小，直径约12英里（19公里）左右，但它们质量非常大。中子星的质量通常与太阳的质量大致相同；研究表明，一块糖块的中子星材料质量约为1亿吨，或与整个人口大致相同。这使得中子星成为宇宙中除黑洞外最密集的物体。

虽然科学家们已经研究了几十年的中子星，但他们的许多谜团仍未得到解决。例如，在中子星中发现的令人难以置信的压力是否将中子分解成仍然较小的亚原子粒子（称为夸克）？重力胜过物质并形成黑洞的转折点是什么？

“这些 “明星” 非常具有异国情调，”摩根敦西弗吉尼亚大学的共同作者Maura McLaughlin在另一份声明中表示。“我们不知道它们是由什么组成的，一个非常重要的问题是，’你能让这些星星变得多大？’ 它对我们根本无法在地球上的实验室创造的非常奇特的材料产生影响。“

新测量的中子星，名为J0740 + 6620，离地球约4,600光年。它将太阳质量的 2.14倍，大小却仅约直径15英里（25公里）的球体。这接近理论上的限制，即单个物体如何在不受自身重力拉入黑洞的作用下压缩自身的体积和密度程度。

研究报告的共同作者，国家射电天文观测台的天文学家斯科特·兰瑟姆说：“中子星有这样的临界点，它们的内部密度变得如此极端，以至于重力甚至超过了中子抵抗进一步崩溃的能力。”“我们发现的每颗 “最大质量” 的中子星让我们更接近于识别这个临界点并帮助我们在这些令人难以置信的密度下理解物质的物理特性。”

天文学家发现了最大质量的中子星

J0740 + 6620是一种被称为脉冲星的旋转中子星。脉冲星从它们的磁极发出双束无线电波，像灯塔信标一样闪烁 – 因此它们的名字是“脉动星”的缩写。具体而言，J0740 + 6620是一种称为毫秒脉冲星的脉冲星，它可以快速旋转数百转/秒。

天文学家通过一种称为“夏皮罗延迟”的现象来测量这种脉冲星的质量。本质上，来自脉冲星的白矮星伴星的重力- 一颗与中子星共轨的小而致密的恒星 – 将其周围的空间和时间扭曲到与白矮星质量成比例的程度。当从地球的角度经过白矮星后，脉冲星的时空延迟脉冲会产生数百万分之一秒的脉冲。科学家可以测量这些延迟来计算白矮星的质量。通过分析脉冲星和白矮星相互绕行的方式，研究人员可以估算出脉冲星的质量。

McLaughlin说，这一发现是在日常观察中发现的偶然结果，这是在西弗吉尼亚州使用绿岸望远镜搜寻时空中无形涟漪的一部分。

“在格林银行，我们正试图探测来自脉冲星的引力波，”他说。“为了做到这一点，我们需要观察许多毫秒脉冲星。”

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