当超大质量中子星遇到黑洞结果如何?

秋天落叶卍


你这个问题问得有点想当然了。

一般懂天文学或者物理学的人都知道,只有所谓的超大质量黑洞,从来没有“超大质量的中子星”。因此,你可能对中子星还不是太了解。

中子星的质量都不是太大,也不能太小。大概就是2到3个太阳质量。因此,不存在超大质量的中子星——因为如果中子星的质量太大,它就变成黑洞了。为什么?因为中子星的中子是费米子,这些费米子之间有泡利不相容原理产生的简并压强。而这个简并压强要与万有引力相互平衡,平衡点就在2到3个太阳质量。如果质量太大,简并压强就抵抗不了引力的压迫,整个中子星就会变成黑洞。具体这个事情是谁研究出来的?这是美国的原子弹之父奥本海默在年轻的时候研究出来的。具体的计算细节说实话我也不太会,但道理是不会错的。所以,压根就不存在超大质量的中子星。这就好像我们人类,不可能长得像鲸鱼那么大。

中子星遇见黑洞,当然是相互绕转,然后辐射出引力波。关于引力波的振幅与频率,你可以参考张轩中在湖北科技出版社出版的《相对论与引力波》科普书。


潇轩


很遗憾,宇宙中并没有超大质量的中子星,只有超大质量黑洞。

今年6月25日,德国法兰克福大学理论物理研究所的科学家在《物理评论快报》上发表了一篇论文,精确定义了中子星的尺寸和质量。科学家们通过分析中子星合并产生的引力波,开发了一种新技术来准确估测中子星的大小,在比较了20亿个中子星的理论模型后,他们得出了迄今为止中子星最准确的尺寸——半径不小于12公里,不大于13.5公里。

既然中子星的大小已经确定,那么其质量也就而可以精确确定了,我还没有看到这方面的数据,所以也不能给出这个准确值的范围是多大,但肯定是在3个太阳质量以下。

既然中子星质量不超过3个太阳,那么就不存在所谓的超大质量中子星了。但中子星遇到黑洞就会会发生什么,科学家们倒是已经有了一些研究。目前用引力波探测到的两个中子星合并,拒信已生成了一个黑洞,损失了0.5个太阳质量,喷出了相当于300个地球质量的黄金。

那么中子星和黑洞相遇,我觉得理论上也会让黑洞变得更大,并抛出黄金、铂金等物质。但这种现象目前科学家们暂时还没有探测到,希望不久的将来我们能看到这样的盛况,当然我们不必担心地球上黄金价格暴跌,毕竟在可以想见的将来,谁也没办法去把这些黄金取回来。


徐德文


楼主问题确实有些不妥,中子星不存在超大质量的,普遍中子星的质量是两到三个太阳质量。

质量再小的是不足以形成中子星的,再大就会形成黑洞,钱德拉塞卡极限(1.44倍太阳质量)和奥本海默极限(3.14倍太阳质量)之间的质量就是中子星能稳定存在的质量。

下面直接讨论当中子星遇上黑洞的问题

奥本海默极限是形成黑洞的下限,所以一般不存在黑洞质量小于中子星质量的。

为什么说一般呢,这是由霍金辐射给出的——只要演化时间足够,大质量黑洞都会最终蒸发殆尽,但这是很慢的,所以现在137亿年的宇宙还不足以蒸出质量小于3个太阳的黑洞的。

现代的观测也佐证这一点,至少现在,人类发现的最小黑洞也是三倍多太阳质量(接近形成中子星的奥本海默极限)

这里说明一点——钱德拉塞卡极限和奥本海默极限都是指恒星演化成白矮星和中子星最后一刻之前的质量。


这个很重要,所以不是很多人想的质量大于3.14倍太阳质量的恒星都能演化出黑洞,因为在此之前,它会抛出大部分的质量。

一般演化出黑洞的恒星在质量没有大规模亏损(没有超新星爆发),质量至少20倍太阳质量,中子星的话至少8倍太阳质量。

所以,我们的问题很直白了,这是一个大质量天体和小质量天体的较量。

时空让物质如何运动,物质教时空如何弯曲

这是爱因斯坦广义相对论最简单的说法,所以中子星遇到黑洞,首先是互相环绕,以引力波的形式耗散轨道能量,最终碰撞。

楼主最想知道的应该是这个碰撞过程如何如何吧,这不好回答,至少我们没观测到这类天体灾变。

但也可以想象一些,首先这是一个硬碰软的过程,所以场面不会像两颗中子星那样剧烈。

但是,质量大的黑洞弯曲的时空也一样能撕碎扭曲硬邦邦的中子星,最终中子星也终将难逃被吞噬的命运,只不过这个过程可能吞噬地很暴力,不像黑洞吞噬密度小的多恒星那样相对温和的。



通俗科普


这个很正常,宇宙间碰撞超多,尤其是早期宇宙,大量的结合,爆炸,湮灭,重生,进化等等,也是宇宙生命中最重要的过程。相对宇宙演变,是另外一种形式的生命值。当激烈的星球物理活动证明星球会演变和发展,形成星球物理生命。当遭遇碰撞融合,激发新形态产生,宇宙生命进行新转变或升华或结合。我们所发现的所谓暗物质,其中就有星球湮灭的残魂。如果人是有魂魄的话,星球也有。这样才能解释超纬度的可能。

在不同形式的碰撞中正常宇宙遵循质量大的主动影响质量小的。温度高的影响温度低的。质量速度大的改变质量速度小的等等没有特别特殊的现象,要不就是假象。