,根據科學家的研究,中子的質量大約占中子星總質量的95%,其它的質量則是質子和電子,而在中子星的外層結構之中,甚至還包含了大量的原子核。
除此之外, 中子星也不是全部都由固態物質組成。
上圖為科學家們經過多年研究后給出的中子星內部結構圖,按從外到內的順序分別是:「大氣層」、「外地殼」、「內地殼」、「外核」和「內核」。
科學家認為,中子星的「大氣層」的厚度只有幾毫米,主要由氫、氦和碳構成,其動力學完全由中子星的磁場控制,中子星的「外地殼」則是一個固體結構,主要由重元素的原子核和電子構成。
這里需要說明一下,「外地殼」中的原子核和電子并沒有結合成完整的原子,對此我們可以簡單地理解為,中子星的「外地殼」其實就是一大堆被中子星的引力場「壓碎」
實際上,中子星只有「外地殼」是固態結構,因為在中子星「內地殼」和「外核」之中的物質,會因為極高的溫度與壓強而呈現出流體的性質,至于中子星「內核」中的物質,暫時還沒有最終結論,科學家推測,在這片區域中的物質很可能是一種「夸克-膠子等離子體」。
我們知道,只有固態物質才有硬度可言,這就意味著, 只有中子星的「外地殼」才具有「硬度」這個特征。
隨著深度的增加,中子星「外地殼」中的物質受到的壓力也就越來越大,其硬度也會越來越高,所以中子星上最硬的物質就出現在「外地殼」和「內地殼」的過渡區域(畢竟「內地殼」
上圖為科學家推測出的這種物質的多種微觀結構,可以看到,這樣的結構就像「意大利面食」一樣,由于這種物質的主要質量是由原子核提供的,因此人們就將其稱為「核意面」
(Nuclear Pasta)。
有意思的是,人們甚至還給不同的結構起上了更細致的名字,比如說「意大利團子」(Gnocchi)、「千層面」(Lasagna)、「華夫餅」(Waffles)等等。
為了測試「核意面」的硬度,科學家根據中子星的形成條件、已知的觀測數據以及相關的理論建立起了計算機模型,在經過一系列的模擬測試之后,科學家最終得出的結果為,「核意面」比鋼還硬100億倍!
因為除了黑洞之外,已知宇宙中再沒有比中子星引力場更強的天體了,所以「核意面」也被認為是已知宇宙中最硬的物質。
值得一提的是,「核意面」只能在中子星這樣的極端引力場中才可能存在,一旦脫離中子星的引力束縛,「核意面」的致密結構就會瞬間消失,同時釋放出大量的能量。
另一方面來講,中子星上的物質密度至少都可以達到每立方厘米10^11千克(1000億千克),因此可以說,就算不考慮宇宙中的距離問題,我們人類也不可能利用「核意面」來制造物品(至少在可以預見的未來里是這樣)。
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