天文學家成功測量中子星的大小

由馬克斯·普朗克重力物理研究所（Max Planck Institute for Gravitational Physics）成員領導的國際研究小組獲得關於中子星有多大的新測量結果。他們對中子星物質的未知行為與編號GW170817中子雙星（binary neutron star）合併觀測到的數據結合。顯示典型的中子星的半徑接近十一公里。 他們還發現，除非黑洞很小又或者快速旋轉，否則與黑洞合併的中子星在大多數情況下很可能被整個吞噬。這意味著雖然可以從重力波源觀察到這種合併現象，但它們在電磁頻譜之中是無法偵測到。

研究小組指出，中子雙星合併所得到的數據是個金礦！因為中子星擁有可觀察到宇宙中最稠密的物質。實際上，它們是如此密集和緊湊，以至於可以將整個恆星視為單個原子核，放大到一個城市的大小。通過測量這些物體， 的特性，我們可以了解在亞原子級別上，控制物質的基本物理學。

研究小組的負責人巴德里·克里希南（Badri Krishnan）表示：我們發現，典型的中子星質量大約是我們太陽的1.4倍，但是半徑只有十一公里（半徑限制在10.4至11.9公里之間），較以前的結果嚴格了兩倍。

中子星是由超新星爆炸形成的極緻密殘餘物，它們的大小相當於一個城市，其質量是太陽的兩倍。目前仍然不清楚中子高密度物質的行為方式，而且不可能在地球上的任何實驗室中創造這種條件。物理學家提出了各種模型，但是不清楚這些模型中那一個（如果有的話）能够正確描述自然界中的中子星物質。

當要了解更多關於極端條件下的物質和潛在核物理的知識時，上述中子雙星合併的個案，是最令人興奮的天體物理學事件。由此，科學家可以反過來確定中子星的半徑和質量這些物理特性。

研究小組使用基本原理的模型，描述亞原子粒子如何在中子星內部的高密度下相互作用。團隊指出，長度尺度少於一兆分之一毫米的理論計算可以與距離一億光年遠的天體物體的觀測結果進行比較。GW170817是由一億二千萬年前兩顆只有中型城市大小的天體碰撞而引起，當時恐龍在地球上行走。發生在十京公里之外的星系中。由此，我們對亞原子物理學更多了解 。

【圖：美國太空總署；文：節譯自馬克斯·普朗克重力物理研究所2020年3月10日新聞公佈】研究全文刊登在2020年3月9日出版的《自然-天文學》期刊

十京=10^17=billion trillion