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恒星的“生命之路”最终只有三种结果——白矮星、黑洞和中子星。如果矮星的一切都清楚了(这是大多数低质量和中等质量天体的结局,包括我们的太阳),那么后两种情况之间的区别仍然是一个有争议的问题。但争论似乎即将结束:中国天体物理学家为不旋转中子星设定了质量上限,这将是所有宇宙学发展的一个重要里程碑。
中子星是一种微小但极其重的宇宙天体,由薄薄的固体外壳下的超密等离子体组成,它们会变成质量为 8 到 25 个太阳光的发光体。任何更大的物体都将不可避免地坍缩成黑洞。然而,该模型中仍然存在白点。
钱德拉塞卡极限——白矮星的最大可能质量——是众所周知的,大约是1.4 个太阳质量。非旋转中子星的类似参数称为奥本海默极限。而现在安装起来就困难多了。
然而,以中国科学院紫金山天文台范毅中教授为首的中国天体物理学家成功了。并且有一个小错误。LIGO和Virgo引力波探测器的最新数据以及对中子星内部结构的仔细建模为他们提供了帮助。
通过分析,研究人员确定,一颗不旋转的中子星的质量不可能超过2.25个太阳质量。这个极限的波动不超过我们恒星质量的0.07,这意味着几乎前所未有的精确度。计算出这样一个物体的最大半径也同样准确,有11.9公里,误差只有600米。
因此,唯一仍然给模型带来一些不确定性的是脉冲星,即以极快的速度旋转的中子星,有节奏地释放巨大的能量。但中国科学家开发的方法使得随着时间的推移达到它们成为可能。
这种准确的估计将对核物理学和天文学产生最显着的影响。例如,通过引力波探测到的质量在2.5 至 3 个太阳质量范围内的致密物体现在可以被自信地识别为黑洞,这在以前是不可能的。您还可以记录总质量超过 2.76 个太阳的中子星合并的结果。物理学家获得了计算超密等离子体参数的绝佳机会,而无需尝试在另一个巨型回旋加速器中创建它。
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