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迄今最重中子星质量超2个太阳
2019-09-18 08:36:29 来源: 科技日报
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        美国科学家在16日出版的《自然·天文学》杂志撰文称,他们发现了迄今最重的中子星J0740+6620,其距地球约4600光年,直径约25公里,质量约为2.17倍太阳质量,接近其被自身引力压成黑洞的质量极限——3.2倍太阳质量。

        据美国太空网16日报道,J0740+6620是一种不断旋转的中子星——脉冲星,具体而言,是一种毫秒脉冲星,因为它每秒能快速旋转数百圈。

        在最新研究中,天文学家通过一种名为“引力时间延迟效应”(Shapiro Delay)的现象测量了这颗脉冲星的质量。这一方法的原理如下:脉冲星与其白矮星伴星(一颗与中子星围绕同一个轨道运行的小而致密的恒星)的引力会扭曲它周围的时空结构,而这种扭曲程度与白矮星的质量成比例。从地球的角度看,脉冲星经过白矮星与地球连线时,这种扭曲会让脉冲星发出的脉冲延迟数千万分之一秒。科学家可以通过测量这些延迟计算出白矮星的质量,然后,通过分析脉冲星和白矮星相互环绕的方式,估算出脉冲星的质量。

        当一颗超新星爆发时,其内核会在自身引力的作用下坍塌。如果其内核的质量足够大,它可能会形成一个连光都无法逃脱的黑洞;如果内核质量较小,将形成一颗中子星。中子星通常很小,直径约为20公里左右,但它们的密度极大。中子星的质量通常和太阳的质量差不多。一块方糖大小的中子星,质量约为1亿吨,相当于整个地球人类的质量,这使中子星成为除黑洞以外宇宙中最致密的物体。

        尽管科学家研究中子星已有数十年,但仍有许多谜团有待解开。例如,在中子星内部存在令人难以置信的压力,这会将中子分解成更小的夸克组成的汤吗?引力战胜物质并形成黑洞的临界点是多少?

        中国科学院国家天文台研究员张承民对科技日报记者表示,这次最大脉冲星质量精确测定有两方面意义:一是奠定新的脉冲星质量极限;二是进一步研究中子星与白矮星系统的引力波辐射。此前只在双中子星系统实现引力波的测量。(记者刘霞)

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