从垂死恒星中诞生的中子星和黑洞

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引力是宇宙通行的力量法则，谁都逃不过。但是当提到宇宙引力场中的重量级选手时，冠军非黑洞莫属了，接下来是中子星，位列第二。这些天体巨兽引力极大，即使是光也难逃一劫！黑洞就是一个例子。那么，究竟是什么孕育了如此庞然大物？答案就藏在它们低调卑微的开端，现在我们就来看一看。

卑微之初始

一切都始于一团气体云。是的，你没听错.....就是气体云！这种由氢组成的气体云通常也被称作星云。这种气体云的某些区域的密度会不断增加，最终形成足够稳定的规模。气团在某一时刻会成长得足够稳定并形成一个强大的引力场，于是开启了恒星的第一阶段，人们称之为——原恒星。引力场只会从这一阶段开始扩大，原恒星吸收剩余的气体，进一步增加质量，也吸收必要数量的氢。在核聚变的过程中，氢是使恒星剧烈燃烧的主要燃料。然而，也是在核聚变的过程中，氢原子在原恒星的中心互相撞击，同归于尽。

图解：尘埃和气体云

撞击粉碎的过程持续进行，并最终产生两种明显现象。首先，核聚变不仅需要氢的粉碎，还需要其他高阶元素。进一步解释来说，当两个氢原子聚变时，他们形成氦，随后氦进一步融合，直到铁元素产生。另一种现象是，当比氢更高阶的元素开始聚变时，恒星的质量会不断增加。核聚变的过程只有在其核心含有有限数量的氢时才会发生。一旦氢消耗殆尽，核心就会变得不稳定，因为它无法继续执行比氢重的元素的聚变过程，比如铁。核心的不稳定导致恒星生命的终结，它将会以华丽壮观的方式消失，而又如凤凰涅槃般再次归来。

中子星

一颗巨星的核心坍缩导致其死亡，于是就形成了中子星。生命周期结束的爆炸异常强烈，在超新星中释放出惊人的能量。中子星是城市般大小的恒星，其质量为太阳质量的1.4倍。简而言之，它们的小体积恰恰说明了其异常浓缩的密度，因此一茶匙的中子星就可能重达数十亿吨。

中子星诞生于红巨星死亡之后，而红巨星的质量至少是太阳质量的20倍。一颗比太阳还大的恒星爆炸之时，它的外层以超新星的形式爆炸，场面蔚为壮观。然而，留下的是一个不断坍塌的致密小核。事实上，强大的重力甚至使得其表面的质子和电子融化为中子！这其实就是中子星名字的由来。诞生中子星的超新星所具有的能量使得太阳快速旋转，每秒钟旋转数次，而中子星更是可以每分钟旋转4.3万次。

如果中子星不是单独存在，而是双星系统的一部分，那么就会发生有趣的现象。双星系统是两颗恒星围绕同一个质心旋转的系统。如果第二颗恒星的质量比太阳小，那它就会将其伴星的质量吸引到洛希瓣中，后者是一种气球状的物质云，绕中子星运行。该过程使得仍然完好无损的第二颗恒星将其质量转移到中子星上，自己则消解灭亡。

黑洞

这些奇形怪状的物体从恒星消亡后的灰烬中重生，仿佛在讲述另一个凤凰涅槃的故事。根据爱因斯坦的广义相对论，一个黑洞要想从一颗垂死恒星中诞生，它的大小必须至少是太阳的三倍。这颗恒星必须足够大，它在消亡时的引力才能压倒其他一切因素。恒星核心的物质必须完全粉碎成一个无限致密的小点。然而有趣的是，我们的物理学没能突破这个点，因为我们的数学理解仍然在与无限这一概念作斗争，

图解：黑洞中的光

如果这颗恒星的遗留物不被打扰，听其自然，那么黑洞能做的事很少，并且很大可能处于闲置状态。然而，如果黑洞的周围有气体和尘埃颗粒，那它就会将其吸入进来。随着气体和尘埃温度上升，它们会产生明亮的光辉绕黑洞旋转，仿佛要流入下水道一般。黑洞会把气体尘埃吸入其中，且继续增大质量。提到黑洞，真正迷人的现象发生在两个黑洞相遇之时。它们强大的引力互相吸引，使得彼此越靠越近。到终于接触时，它们将撼动周围和附近区域的时空结构，并且发出引力波。

总之，我们可以说，恒星灭亡之后会以中子星或黑洞那样的引力巨兽的形式叫嚣着、轰鸣着卷土重来！每一次都是如此。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. sciabc - 南小希

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本文选自：今日头条