揭开中子星上毫米级别的“高山”

中子星是宇宙中密度最大的天体之一,是很多恒星演化的终点站:当一颗大质量恒星耗尽其燃料并停止核聚变的时候,将不再有足够的辐射压力来组织恒星引力,从而引起恒星坍缩,引力将会恒星物质一直向恒星核心拖拽,将物质挤压得如此紧密,以至于连电子都被拉入原子核中,从而将质子变成中子,很快恒星残骸就变成了一个超高密度的中子球。

揭开中子星上毫米级别的“高山”

这具恒星“尸体”的质量达到太阳质量的数倍,但是却被压缩到一个城市的大小(直径大约20公里),由于密度太大了,中子星的引力大约是地球的10亿倍。

这么大的引力会导致另外一种情况的出现:中子星表面上任何凸起或者起伏的尺寸都极其渺小。

虽然珠穆朗玛峰的高度达到了8848米,马里亚纳海沟的深度达到了11034米,但是这些高度相对于地球半径6371千米来说,几乎可以忽略不计,如果把地球看做一个台球的话,那它将比任何台球都更光滑。

但是中子星的光滑度更是远远超过地球,根据最新的研究,中子星上可能会存在着一些山脉,这些高山最高只有不到1毫米的高度,整座山脉也只有几厘米长。这样的高度和规模都远远小于之前的一些预计。如果中子星和地球一样大的话,那么换算过来的山脉高度只有不到1米,由此可见中子星的光滑度是多么高。

再过去,科学家曾经预测中子星能够承受和完美球体偏差100万分之一的山脉,这意味着中子星上山脉的高度最大能够有几厘米,但是现在科学家经过新的计算发现之前认知的错误,实际上中子星和完美球体更加接近。

中子星上山脉的高度是如此的渺小,这主要就是因为其强大的引力,这些凸出表面的“高山”将会承受巨大的重力,中子星表面物质也只能支撑起毫米级别的山脉。

一直以来,科学家想要通过引力波来研究天体,这其中中子星是一个很好的研究对象,中子星中有一类快速旋转的脉冲星,如果脉冲星上有微小变形(比如一座山脉),那么就会导致广义相对论预测的时空微小涟漪,从而被地球上的LIGO引力波天文台探测到。

但是新研究中中子星上的山脉只有毫米级别,这无疑又超出了LIGO引力波天文台的探测能力,在未来,为了能够更好的研究中子星的引力波,科学家还需要制造更强大的引力波探测仪器。

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