中子星Zhongzi xing

主要由中子组成的星体。是中等质量(约8～20倍太阳质量)的恒星演化到晚期所生成的一种天体。1932年，L.D.朗道曾经预言过中子星的存在。1934年，巴地(W. Baade)和茨韦基(F.Zwicky)提出了同样的假设，并且指出中子星是超新星爆发的产物，具有很高的密度和很小的半径。奥本海默和沃考夫首先对中子星模型进行了计算。但是在作出这种预言后的30多年间，人们并未能观测到中子星的存在。目前，对中子星内部结构的研究还仅仅限于理论方面。中子星的半经约为10～20千米，质量约为1～3倍太阳质量。它好象是一个主要由中子组成的极大的原子核，其表面磁场强度约为10⁸特斯拉。下图是一种中子星模型示意图，其表面密度低于10⁶克/厘米³，表面的内侧为外壳层，密度在1⁰6～4.3×10¹¹¹克/厘米³之间，主要由重原子核组成。这一部分物质中，质子、中子和相对论简并电子共处于β平衡之中。内壳层主要由富中子的原子核（即原子核中所含中子数目远远超过质子数）和一部分处在超流状态的中子及电子气组成，密度在4.3×10¹¹～(2～2.4)×10¹⁴克/厘米³之间。再向内部是中子液体部分，密度已超过(2～2.4)×10¹⁴克/厘米³。这部分是中子星的主体部分，单个的原子核已不存在，主要为超流状态的中子和少量的超导状态的质子和少量处于正常状态的电子。在中子星的核心部分具有高于10¹⁵克/厘米³的密度，这部分的半径不过1公里左右，至今人们还在讨论它的可能成分：也许是固体化的中子物质，也许是π介子的凝聚相，也许是夸克物质。中子星的质量和半径随着理论模型的不同会得到不同的数值。既然中子星具有1～3倍于太阳的质量和很小的体积，那么它的万有引力相当强，中子星何以能抗拒这么大的引力压强而不塌缩为更小体积的星体呢？这是因为中子是费米子，满足泡利不相容原理，因而存在巨大的中子简并压力以抵抗引力。

中子星结构示意图

1967年以前，人们一直没有找到好的办法寻找中子星，但当脉冲星被发现之后，很快被确认为高速旋转的中子星。目前，发现的脉冲星已近400颗。人们倾向认为中子星是超新星爆发后的残骸，但是这一看法还有一些问题。例如在银河系中已经发现有130多个超新星爆发的遗迹，但是只有两颗年青的脉冲星处在遗迹之中，大多数脉冲星和超新星遗迹没有明显的联系。有人把这一现象归因于中子星形成之时便具有很大的速度，因而以后便远离了超新星遗迹。还有，银河系中平均每隔几百年（或更长时间）产生一颗超新星，但是脉冲星大约20年产生一颗，因而中子星不一定都是超新星爆发的产物，也可能是白矮星吸积物质之后增大质量经引力塌缩而生成的。由于中子星的形成及结构问题涉及固体、超导、超流、核物理、粒子物理、广义相对论、统计力学等许多物理学的领域，因此，吸引了许多物理学家投入这一课题的研究。

中子星

主要由简并中子组成的致密星。爆发后质量小于2.3太阳质量而大于1.44太阳质量的恒星的可能归宿。典型半径为10公里，为目前已知最小的恒星。

中子星

是1967年用射电望远镜发现的一类新型天体。它们能发出极规则的无线电脉冲波，直径只有10—20公里，有极强的磁场(比太阳磁场强1万亿倍)，自转速度高达每秒几周到几十周(太阳自转一周为27天)。
中子星是由超新星爆发后剩下的中心区部分演化成的。质量比太阳大3倍以上的恒星，当演化到晚期其内部温度高达数十亿度时，会发生极其猛烈的大爆发。这时恒星的外层物质大量地、猛烈地向星际空间抛射，极短时间内亮度急剧增加几千万倍至1亿倍以上，形成超新星爆发。剩下的核心部分则由于强烈地坍缩所造成的巨大压力的作用，使得原子核外的电子几乎全部被挤到原子核里并同核内的质子结合成中子，恒星演化成密度极大(每立方厘米达到1亿吨)的中子星。从中子星的中心到半径为8公里的范围内，是一种由中子构成的没有内摩擦的超流体。其外层则是一个密度、熔点极高的固态外壳，其温度高达1亿度。
虽然直到1967年才确认中子星的存在，但超新星爆发现象早在古代就引起了人们的注意。公元1054年在金牛座、1572年在仙后座、1604年在长蛇座发生的超新星爆发，都被当时的天文学家做了精确的记录和仔细的研究。例如公元1054年（北宋仁宗时代）发生的超新星爆发在我国史书《宋会要》中有详细记载，“……至和元年五月晨出东方，守天关，昼见如太白，芒角四出，色赤白。凡见二十三日”。这正是现代天文观测所看到金牛座上著名的蟹状星云所在处。蟹状星云就是这颗超新星爆发时抛射出的物质，现在还在以每秒1300公里的速度向四面八方扩散。

中子星

neutron star