中子星有多小？直徑22公里的球體重達兩倍太陽質量

據國外媒體報道，依據最新一項研究表明，大多數中子星相當于將兩倍太陽質量塞入一個直徑22公里的球體，這樣的體積意味著黑洞通常可以直接吞噬整個中子星。

中子星是大質量恒星變成超新星后殘留的恒星尸體，其密度非常大，一湯匙體積中子星質量放在地球表面，相當于珠穆朗瑪峰的重量，相比之下一湯匙太陽質量僅5磅。雖然中子星的質量多年以來保持一定范圍，但要準確確定其直徑仍十分困難。多數天文學家認為，中子星的質量被壓縮到一個城市大小的球體之中。

目前，最新一項研究將引力波測量和其他技術結合起來，對中子星體積大小做出迄今最精確的分析，結果顯示，一顆“標準”的中子星直徑大約22公里，當它們接近宇宙另一個最神秘天體——黑洞的時候，其大小也會產生重要影響。最新測量結果表明，通常情況下，一個黑洞完全可以吞噬整個中子星，但是天文學家使用傳統望遠鏡很難發現相關證據。

中子星如何形成

大質量恒星核聚變時耗盡氣體將發生爆炸，當恒星物質朝向所有方向猛烈噴發時，剩余的恒星物質就會凝結成中子星，如果一顆恒星的質量足夠大，其殘余質量就會進一步凝聚成黑洞。

像太陽這樣獨立恒星構建的行星系統在宇宙中是少數的，大多數恒星處于多恒星組成的行星系統，當兩顆大質量恒星發生進化演變時，其所在行星系統最終會以兩顆中子星、兩個黑洞，或者兩者其一的形式存在。近年來，天文學家開始研究探測多恒星系統，當它們死亡螺旋進入另一顆恒星引力范圍時會拋出引力波，這就是天文學家近期對中子星體積大小進行極其精確測量的方法。

2017年，美國激光干涉引力波天文臺（LIGO）和意大利室女座探測器接收到一個引力波信號，表明兩顆中子星在距離地球大約1.2億光年之外碰撞。不久之后，傳統天文臺開始觀測電磁波碰撞，這些發現對于中子星的質量和旋轉加深了了解。

中子星體積大小

德國愛因斯坦研究所將這些觀測結果與亞原子粒子在中子星內部密度極高條件下運行模型結合起來，雖然地球實驗室里不可能重現這樣的條件，但是物理學家們證明，他們可以利用現有理論，在最微小尺度上推斷他們的計算結果，進而推斷出遙遠中子星的情況。

他們的研究結果表明，中子星直徑應當在21-24公里之間，而一顆“標準”中子星直徑應當是22公里，該最新測量數據比之前對中子星體積的評估精準兩倍。

研究報告的作者、愛因斯坦研究所研究員科林·卡帕諾（Collin Capano）在新聞發布會上稱，在可觀測宇宙范圍內，中子星包含著最密集的宇宙物質，事實上它們的密度非常大，人們可以將整個中子星想象成為一個原子核，其直徑大約22公里，相當于一座城市的直徑。通過測量中子星屬性，我們可以掌握在亞原子等級上支配物質的基本物理學原理。

被一個黑洞吞噬

中子星直徑非常小，以致于當中子星和黑洞在一起運行時，如果距離太近，甚至可能被黑洞完全吞噬。天文學家一直密切關注黑洞與中子星的碰撞過程，他們預計其碰撞過程會釋放強烈電磁輻射，陸基望遠鏡可直接觀測到。

然而，如果中子星在與黑洞碰撞合并時未被黑洞粉碎，那么陸基望遠鏡則探測不到任何光線，同時，引力波探測器也可能無法分辨黑洞合并和混合合并的區別。

卡帕諾說：“我們現已證實在所有情況下，中子星不會被黑洞撕碎，而是會被完全吞噬，只有當黑洞體積非常小或者快速旋轉的時候，它才能在吞噬中子星之前破壞它。只有這樣，我們才能看到引力波之外的事物。”

目前天文學家不需要太長時間就能驗證這一觀點是否正確，未來幾年，引力波探測器將變得越來越強大，如果中子星與黑洞碰撞事件比預期更少，至少科學家能夠知道為什么會這樣。