宇宙|中子星:宇宙中的“小精灵” 体型超小 但能力超大( 二 )


在太空中,当看到一个非常明亮的事件时,它会发出一定量的光,而且它会发出特定波长的光——即我们所认为的颜色 。
在烟火表演中,烟花有不同的颜色,表示烟花中使用了不同的化学物质 。同样的,科学家可以通过爆炸中的颜色来发现千新星中的元素 。
当千新星变红时,他们意识到这是新创造的重元素开始吸收蓝光的结果 。
随着爆炸改变了颜色,然后膨胀和冷却——科学家们可以估量出产生了什么元素 。碎片发出的光从蓝色和紫色转变为红色和红外线 。颜色的变化为某些重金属的存在提供了确切的证据 。
宇宙|中子星:宇宙中的“小精灵” 体型超小 但能力超大
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新千星光谱的变化
这个中子星碰撞,即千新星,产生的亮度和颜色光谱与预测产生金和白金的模型是完全一致的 。
这个模型被称为“r过程”,是“快中子俘获”的简称 。这是一个有点复杂的术语,用来描述如何产生比铁重的原子 。
首先需要一个非常富含中子的环境,而中子星碰撞就是一个富含中子的环境 。如果模型是正确的——这次千新星的碰撞产生了地球质量的几十倍的黄金 。
2017年的千新星不仅揭示了关键元素的起源,它还揭示了中子星的内部——宇宙中最强的物质产生的磁场是地球磁场的万亿倍 。
这一巨大的千新星爆炸也为科学家们提供了一个独特的视角来了解宇宙中最神秘的物体之一 。
在这之前,想知道中子星是什么样子,这真的是挑战了科学家们的想象力,也挑战了理论物理学 。科学家们需要用计算机模型,用数学来估算这可能是什么样的 。
而现在,科学家们不需要依靠他们的想象力,他们可以利用来自千新星的硬数据来研究中子星运行的机制 。
现在,科学家们第一次对中子星的质量和直径有了准确的估计 。科学家们终于可以开始拼凑出中子星是如何工作的了 。
他们计算出它的直径只有20公里 。确定这个物理特征是非常重要的, 因为如果知道半径有多大,然后根据这个半径和知道的质量,就可以得到密度 。知道了总体密度,就能开始弄清楚中子星内部的分层是什么样的 。
对于物理学家来说,中子星内部是宇宙中最吸引人的地方之一 。要知道中子星内部的条件和地球上的条件是非常非常不一样的 。中子星上的物质,是密度大到连原子核都无法凝聚在一起的物质 。
就好比是把太阳还重的东西压缩成比城市还小的东西 。它的密度非常大,如果把一块中子星的物质放在地面上它会穿过地球 。高密度意味着高引力——是地球引力的2000亿倍!
如果你站在中子星,你会立刻被压扁,然后在那个平面上展开 。
除了强引力之外,还有强大的磁场、令人生畏的x射线辐射,还有比闪电强3000万倍的电场,以及高能粒子暴风雪 。
对于太空旅行者来说,这里可不是个好地方 。如果你发现自己在中子星附近,那将是个坏消息 。
首先,你会被强大的磁场给撕裂 。然后,x射线辐射会把你炸成碎片,当它把你拉得更近的时候,它强烈的引力会把你的原子和分子拉伸成一条细长的流 。你的速度会越来越快,最后,你会撞到中子星表面,溅得到处都是 。
这个过程释放的能量,相当于一枚核弹 。
在宇宙的尺度上,中子星可能很小,但它们带来冲击肯定却是巨大的 。这些被压抑的能量的秘密在于它们的表面之下发生了什么 。
【中子星虚拟之旅】
有了新的千新星数据,科学家们现在可以进行一场虚拟之旅 。
首先,我们穿过中子星的大气层,它不会像地球的大气层那样高达1000公里以上,而只有十几个厘米 。和我们周围的空气相比,它的密度非常大 。
在压缩的大气下面是一层电离铁的外壳,一种晶体铁核和自由流动的铁电子的混合物 。
由于引力非常大,以至于它几乎是完美的光滑 。表面上最高的山脉将不到四分之一英寸高 。
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中子星表面想象图
四分之一英寸的山脉可能听起来很奇怪 。但当我们深入到表面之下,事情会变得更加奇怪,因为这里是宇宙中最强物质的家园 。
科学家们把它比作核面,当我们深入到中子星的星壳下时,中子本身开始粘合在一起,形成奇异的形状 。


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