中子星有多小？直径22公里的球体重达两倍太阳质量

根据国外媒体报道，根据最近的一项研究，大多数中子星相当于将两倍于太阳质量的物质填充到一个直径22公里的球体中，这意味着黑洞通常可以直接吞噬整个中子星。

中子星是大质量恒星变成超新星后恒星的残骸。它们的密度非常高。一勺中子星被放置在地球表面，相当于珠穆朗玛峰的重量，而一勺太阳的质量只有5磅。尽管中子星的质量多年来一直保持在一定的范围内，但要准确确定它们的直径仍然非常困难。大多数天文学家认为中子星的质量被压缩成一个城市大小的球体。

目前，最新的研究将引力波测量与其他技术相结合，对中子星的大小进行了迄今为止最精确的分析。结果表明，一颗“标准”中子星的直径约为22公里，当它接近宇宙中另一个最神秘的物体——黑洞时，它的大小也会产生重要影响。最新的测量结果显示，通常一个黑洞可以完全吞没整个中子星，但是天文学家很难用传统的望远镜找到相关的证据。

中子星是如何形成的

耗尽的气体会在大质量恒星的核聚变过程中爆炸。当恒星物质向四面八方猛烈爆发时，剩余的恒星物质将凝结成中子星。如果一颗恒星的质量足够大，它的剩余质量将进一步浓缩成黑洞。

宇宙中很少有像太阳这样由独立恒星构成的行星系统。大多数恒星都在由多颗恒星组成的行星系统中。当两颗大质量恒星进化时，它们所在的行星系统最终将以两颗中子星、两个黑洞或其中任何一个的形式存在。近年来，天文学家已经开始研究和探测多星系统。当它们的死亡螺旋进入另一颗恒星的引力范围时，引力波就会被抛出。这就是天文学家最近极其精确地测量中子星大小的方法。

2017年，美国LIGO号和意大利处女座探测器接收到引力波信号，表明两颗中子星在距离地球约1.2亿光年的地方相撞。此后不久，传统天文台开始观察电磁波碰撞，这些发现使人们对中子星的质量和旋转有了前所未有的了解。

中子星的大小

德国的爱因斯坦研究所将这些观察结果与中子星内部在极高密度条件下运行的亚原子粒子模型相结合。虽然不可能在地球实验室重现这种情况，但物理学家已经证明，他们可以用现有的理论来推断最小尺度上的计算结果，从而推断遥远的中子星的情况。

他们的研究结果表明中子星的直径应该在21到24公里之间，而一颗“标准”中子星的直径应该是22公里。最新的测量数据是以前中子星体积估计值的两倍。

该研究报告的作者、爱因斯坦研究所的研究员科林·卡帕诺在新闻发布会上说，中子星包含了哈勃体积中密度最大的宇宙物质。事实上，它们的密度非常高。人们可以把整个中子星想象成一个直径约22公里的原子核，相当于一座城市的直径。通过测量中子星的性质，我们可以掌握在亚原子水平上控制物质的基本物理原理。

被黑洞吞噬

中子星的直径如此之小，以至于当它们一起运动时，如果彼此靠得太近，它们甚至可能被黑洞完全吞没。天文学家一直密切关注黑洞和中子星之间的碰撞过程。他们预计碰撞过程将释放强烈的电磁辐射，地面望远镜可以直接观察到。

然而，如果中子星在与黑洞碰撞和融合时没有被黑洞压碎，地面望远镜就无法探测到任何光，引力波探测器也可能无法区分黑洞融合与混合和融合的区别。

卡帕诺说:“我们现在已经证实，在任何情况下，中子星都不会被黑洞撕裂，而是会被完全吞噬。只有当黑洞非常小或快速旋转时，它才能在吞噬中子星之前摧毁它。只有这样，我们才能看到引力波以外的东西。”

目前，天文学家不需要太长时间来验证这个观点是否正确。引力波探测器将在未来几年变得越来越强大。如果中子星与黑洞的碰撞少于预期，至少科学家可以知道原因。

最新的研究报告发表在3月9日的《自然天文学》上。