【中子星的形成与演化1700字】

中子星的形成与演化目录TOC\o"1-2"\h\u5102一、中子星的形成背景 14592二、中子星的演化过程 1摘要：中子星概念的形成既是人们对物质基本结构认识的一个自然推论，同时也是理解恒星演化的一个必然环节。对于恒星乃至几乎所有天体而言，它们的一生始终是一部与万有引力相爱相杀的历史。关键词：中子星；恒星；天文学一、中子星的形成背景从恒星诞生于星云、维持于主序核燃烧、灭亡于引力坍缩、归寂于致密天体，概莫如此。引力主宰着宇宙中所有亮暗物质的流动，而运动所导致的离心效应则是物质抵抗引力的天然法宝，这种运动既指宏观亦指微观。微观的无规运动在宏观上即表现为气体的压强。当一团足够巨大的星云在引力的作用下开始坍缩、分裂，分裂、坍缩，引力势能的释放将不断加速气体分子的无规运动，使其内能增加，逐渐导致温度升高、压强变大、坍缩减缓。在温度达到一定临界条件时，坍缩气体的核燃烧将被最终点燃，其导致的巨大压强将使引力坍缩完全停止，恒星得以形成。此后，通过源源不断的热核聚变，恒星将长久地维持于高温的状态以保证其与引力达到平衡的气体压强。然而，伴随着不可逆的核聚变在亿万年后走向终结，恒星核心的气体压强最终将无以为继，它儿时的引力坍缩噩梦再次降临。随着恒星核心的引力坍缩，其半径将不断缩小，而物质的密度将不断增大。二、中子星的演化过程中子星是恒星演化到末期，经由重力崩溃发生超新星爆炸之后，可能成为的少数终点之一。恒星在核心的氢于核聚变反应中耗尽，完全转变成铁时便无法从核聚变中获得能量。失去热辐射压力支撑的外围物质受重力牵引会急速向核心坠落，有可能导致外壳的动能转化为热能向外爆发产生超新星爆炸，或者根据局恒星质量的不同，整个恒星被压缩成白矮星、中子星以至黑洞。半个多世纪以来的天文观测不断为人们理解中子星的各种物理细节提供着重要的依据，尤其是它们的磁场、磁层结构以及产生各类辐射信号的机制，甚至是它们的大气层和内外壳层的组成成分以及局部的热核爆发过程等等。但是，时至今日，人们对于中子星最内部的物质状态却仍然知之甚少。而实际上，从中子星概念最初被提出开始，所有中子星研究的一个最终指向始终在于揭示中子星内部究竟由何种物质所组成并处于何种状态(即物态问题)。这是一个事关基本物理的核心科学问题。中子星是大质量恒星死亡后留下的超致密残骸，通常直径不超过20千米，放在地球上甚至盖不住一些大城市的市区，而其中容纳的物质质量却超过整个太阳。正因为如此致密，当两颗中子星相互绕转且越靠越近时，也会像双黑洞系统并合一样向外辐射出引力波，能够被地球上现有的引力波探测器捕捉到。然而，与黑洞不同的是，中子星有着一个实实在在的星体表面和自己的内部结构。一般而言，大家普遍认为，中子星有一个很薄的固态壳层，而在壳层底下是处于超流状态的中子，更内部的致密核心则可能存在更复杂的物质形态，比如超子介子甚至自由夸克。听上去是不是有点像生鸡蛋，有着固态的蛋壳、液体的蛋清，还有粘稠怪异的蛋黄？还真别说，两个中子星的并合，跟把两个鸡蛋对着磕在一块儿，还真有那么点相似：虽然两个鸡蛋最终会融合在锅里被煎成一个荷包蛋，但是在这个过程中难免会有蛋液飞溅；在中子星并合过程中，碰撞面上温度升高、星体物质被抛射出去，也是很正常不过的事情。这些温度的变化、被高速喷射出去的物质跟星际介质相互作用，以及喷射物质本身的物理变化，都会带来丰富的电磁波辐射。因此，天文学家可以同时通过传统天文学观测手段和新兴的引力波方法来共同研究双中子星并合这一过程。中子星并合过程必然是极端复杂的，并合过程中发生的丰富电磁辐射，很有可能会给天体物理学家带来各种各样新的挑战。一次单独的观测也很难从根本上解决“中子星”的内部状态这一问题。除了引力波及其电磁对应体的观测之外，还应期待包括“天眼”在内的射电望远镜发现更多的脉冲星，通过最快转动周期、最大质量等特征，来更加定量地区分各种各样的“中子星”物态模型。参考文献：[1]王拴虎,田颖异,王民,等.中子星的形成机理在固体物理教学中的应用[J].大学物理,2021,40(6):4.[2]王弋尘,缪雪丽,邵立晶.用中子星限制暗物质粒子散射截面[J].天文学报,2021,62(5):14.[3]刁振琪,王德华,叶长青.中子星中心致密天体的双星起源[J].天文学报,2020,61(5):10.[4]孙盛楠.基于中子星和白矮星双星系统的探究[J].2021(2018