一項新的研究表明，天文學家們已經發現了迄今為止最大的中子星，它甚至大到幾乎無法存在。
中子星和黑洞一樣，都是死於超新星爆炸的恆星“屍體”。當一顆恆星變成超新星時，它的殘骸核心會在自身的引力作用下坍塌。如果這些殘骸的質量足夠大的話，它可能會形成一個黑洞，一種引力非常強大，甚至光都無法逃逸的天體。如果殘骸的核心質量較小的話，它就會變成一顆中子星，之所以這樣命名，是因為它的重力強大到可以把質子和電子一起壓碎，形成中子。
“中子星既神秘又迷人，”位於弗吉尼亞州夏洛茨維爾的弗吉尼亞大學和國家射電天文臺的研究報告主要作者Thankful Cromartie在一份聲明中說，“這些城市大小的天體本質上是一團團巨大的原子核。”
中子星通常很小，直徑約為12英里(19公里)左右，但它們的密度非常大。中子星的質量通常和太陽的質量差不多;該聲明稱，一個立方體大小的中微子星物質就有著約為1億噸的質量，這相當於整個人類人口的質量。因此，中子星也就成為了宇宙中除黑洞之外密度最大的物體。
儘管科學家們已經對中子星進行了數十年的研究，但中子星的許多謎團仍未解開。例如，中子星這種難以置信的壓力會不會將中子進一步壓碎成更小的亞原子粒子(夸克)?中子星的重力戰勝物質、形成黑洞的臨界點是什麼?
研究報告的撰寫者之一、位於摩根敦西弗吉尼亞大學的莫拉•麥克勞克林(Maura McLaughlin)在另一份聲明中說:“這些恆星非常奇特。我們不知道它們是由什麼構成的，而且最關鍵的是，‘這種天體能有多大?’這個問題要求我們對中子星上的奇異物質有著一定的理解，但我們在地球上的實驗室裡根本無法創造出這樣的物質。”
這顆新探測到的中子星名為J0740+6620，距離地球約4600光年。它將2.14倍於太陽質量的物質包裹在一個直徑只有15英里(25公里)的球體中。這個體積和質量已經接近單個天體在不被自身引力坍縮成黑洞的前提下，能夠變得最大和最緊湊的理論極限。
美國國家射電天文臺的天文學家、該研究的合著者斯科特·蘭塞姆(Scott Ransom)在一份聲明中說:“中子星有一個臨界點，在到達這個臨界點之後，由內部極端密度產生的重力會超過中子抵抗進一步坍縮的能力。我們發現的每一顆‘最大質量’的中子星都讓我們更加接近那個臨界點，並幫助我們理解這些超大密度下的物質的物理學。”
J0740+6620是一種旋轉中子星，也被稱為脈衝星。脈衝星是“脈動之星”的縮寫，它會從它的兩個磁極發射出兩束無線電波，像燈塔的燈塔一樣閃爍——因此得名。具體來說，J0740+6620是一種被稱為毫秒脈衝星的脈衝星，它每秒會快速旋轉數百轉。
天文學家通過一種叫做“夏皮羅延遲”的現象測量了這顆脈衝星的質量。從本質上講，脈衝星的白矮星伴星(一顆與中子星相互環繞的小而緻密的恆星)所產生的引力會根據白矮星自身的質量扭曲周圍的時空結構。從地球的角度看，脈衝星的脈衝在經過白矮星時，白矮星產生的時空扭曲會對這些脈衝產生數千萬分之一秒的延遲。這樣的話，科學家們就可以通過測量這些延遲來計算白矮星的質量，而通過分析脈衝星和白矮星相互環繞的方式，研究人員就可以估算脈衝星的質量。
麥克勞克林說，這一發現是利用西弗吉尼亞州的格林班克望遠鏡進行常規觀測時偶然發現的，本來這些觀測是為了尋找時空中無形的漣漪，即引力波。
他說，“在格林班克，我們正試圖探測來自脈衝星的引力波，為了做到這一點，我們需要觀測大量毫秒脈衝星。”
科學家們在9月16日的《自然天文學》雜誌上詳細介紹了他們的發現。
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