中子星內相鄰中子之間的距離在什麼範圍?

時間 2021-05-29 23:01:39

1樓:子幹

中子星雖然叫做中子星,但是中子星裡並不是純中子構成的。比如,在中子星的表面,密度相對較低,壓強也比較小,電子還不至於被壓入原子核,就不會出現純的中子物質,實際上,中子星表面主要是鐵。中子星從表面到中心,密度和壓強逐漸增大,只有密度/壓強在特定範圍內時才能變成中子構成的物質,中子星內的物態分布:

中子星內部結構

上圖可以看出,在外層,原子核、質子、中子電子以及mu子都有可能出現,當然,主要都是中子,質子電子等佔的比例很小,但是繼續深入,接近核心區,物質是以什麼形態存在,是繼續以中子的形式存在還是直接變成夸克呢,現在並沒有確切答案。

不斷壓縮中子

如上圖所示,隨著密度的增加,中子中子之間的距離不斷縮小,到了最後,中子之間相互重疊,此時,中子已經不能看做是單獨的粒子了,而是應該用構成中子的夸克來描述這樣的物質。雖然這只是理論上的推測,但是根據觀測中發現的中子星質量與半徑的觀測,目前有理由相信,中子星內部有很大的概率是夸克物質而不是中子。

所以回答題主問題,

中子星內部相鄰中子之間的距離範圍是多少呢?

答案是不確定的,在不同位置不同密度的區域,距離是不同的,在最外層,就是原子核內中子的距離,大約1個fm左右,再往深入,密度增加,中子的距離不斷減小,核心的中子應該是已經不存在了,只有夸克物質。

關於中子星到黑洞,目前也是有很大的不確定性。實際上,對於中子星的質量上限,現在也沒有乙個非常明確的結論,目前估測,中子星的質量不會超過2.7倍的太陽質量(記不住了,如果出現錯誤還望指出,不過大約就是兩倍多),對於中子星確切的最大質量還沒有定論,只是在宇宙的觀測中發現各種質量的中子星,還有黑洞,下面是觀測資料

下面的黃點是中子星質量,上面的紫色以及藍色的點是黑洞。可以看到,觀測到的中子星質量和黑洞質量之間存在乙個明顯的質量gap,這個目前還沒有理論能夠解釋。而且,中子星的半徑和質量也存在強烈的聯絡,而決定這個聯絡的就是內部物質的狀態,或者說是以中子存在還是夸克的形式存在,不同的理論給出的質量和半徑的關係也不一樣

不同理論下算出來的中子星半徑與質量的關係

而且,觀測上也是發現了不同質量的中子星

所以,題主問的

那麼理論上形成黑洞前的臨界質量的中子星中心的相鄰中子之間的距離有多大,邊緣呢?

只能說目前還沒有明確這樣的乙個「臨界質量」,但是,還是如上文說說,中子星中心的物質應該是夸克而不是中子,或者說中子之間相互融合了,而邊緣處的中子和質子以及電子結合生成原子核(Fe),距離就是原子核的特徵尺度,大約是1個fm左右。

形不成中子星的較小臨界質量時的中心和邊緣的相鄰距離呢?

這時候就是白矮星了吧,白矮星不是很了解,但是邊緣處的中子依然是存在於原子核內的,中心的狀態我就不是很清楚了。

我的上乙個回答 ヾ(°°) 我的下乙個回答

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